CN1046446C - 双辊连铸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双辊连铸方法及其一种设备，它们能通过均匀地精细地减小晶粒度生产具有优良机械性能，具有减小的材料偏差并具有优良无加工表面粗糙度的优良表面粗糙度的薄板，并能降低设备成本。通过使用一对水冷铸辊2a，2b而凝固所得到的铸件C经受将温度调到在其基体中能存在奥氏体结构的温度区的温度调节。而后，在凝固后通过连续铸轧压5在温度范围850℃一小于1350℃，压缩比为5-50%下轧制该铸件。这样，钢材延伸率的总变化率保持在标准偏差的5%内。

Description

双辊连铸方法
本发明涉及一种双辊连铸法，更具体的是，涉及一种改进了连续轧制条件的改进的双辊连铸方法。
本发明涉及普通钢板的生产方法，该板相当于热轧钢板，它是通过用本方法生产的铸造带材为原料而生产出来的，更具体的是涉及一种减少以延伸率为代表的材料偏差的方法。
通常，双辊连续铸机作为使用Bessemer型连铸方法的一种设备而被知，以及用于通过在一对水冷铸辊之间浇注熔融金属并使其凝固制造金属薄板。
进行用这一种类的双辊连铸机11生产薄板如图3所示。如该附图中所示，熔融金属L在其间设置有预定辊隙的一对铸辊12a和12b的上方和它们之间浇下，而该用水在内部冷却的铸辊12a,12b向下向内旋转。然后，使粉融金属L与铸辊12a,12b接触并被冷却，在铸辊12a,12b的各个表面上凝固成拱形的凝固壳S。随着铸辊12a,12b的旋转使每个凝固的壳S与其他的壳靠紧并在该辊间隙的最小部分(下文中称为“轧辊接触点”)处被压成具有预定厚度的铸件Co该铸件C由铸辊12a,12b之间被拉开。
在这一场合下，凝固坯料S开始凝固的点是为F点(下文中称为“凝固开始点”)在此点熔融金属L开始与每个铸辊12a,12b接触。从各个铸辊12a,12b的凝固开始点F开始凝固的各个凝固坯料S连续增长直至轧辊接触点，并在这一轧辊接触点处各个凝固壳S被轧制成具有预定厚度的铸件。
在日本未审定专利公报(公开)No.58-359中公开了一种将这特别得的铸C绕卷成铸态卷带然后送此产品的相关工艺。
在该现有技术中所公开的发明的特点在于如下要点。在该方法中，在一对水冷轧辊和中间包之间规定了由框架所包围的浇口箱，并且使钢水浇口箱框架的上表面紧密与所述中间包上表面接触，从而可使所述中间包内部钢水水平面的铁的水静压可作用于在所述该对水冷轧辊上形成的凝固坯料上。
由于这一工艺可得到具有与通过现有粗轧和精轧得到的热轧钢板相等的铸件厚度的薄铸造带材，在铸造时，该工艺可取消现有技术的热轧步骤并能大大降低生产成本。然而，该铸造带材形式的钢板涉及材料外观不良的问题。
换言之，按照现有技术的发明，在铸造状态中，这样制得的铸件以铸造状态作为产品使用。因而，晶粒度很大，并且延伸率和机加工性能均低。换言之，不能得到令人满意的机械强度。此外，由于约100μm的氧化铁皮粘附在铸态的薄板铸件表面，铸件的表面粗糙。
因此，为了将这样铸成的铸件C精轧成产品；所以有一种方法：该法去除铸后的铸件C的氧化铁皮，通过热轧将其轧成预定厚度，然后将所得的带材卷在卷取机上。和另一方法，该法去除铸后的铸件C的氧化铁皮，通过冷轧将其轧成预定厚度，将所得的带材退火然后将其卷在卷取机上，结果得到产品。
在日本未审定专利公报(公开)No.63-115654中公开了一种细化晶粒度的方法。
该现有技术中所公开的该发明特点在于如下要点。在该方法中，将这样铸造的金属薄板冷却到A1转变点以下的温度随后将其重新加热至A3转变点以上的温度或将其加热至并保持在所述A3转变点然后重新将其冷却至A1转变点以下温度的热处理于在线状态至少重复两次。
日本未审定专利公报(公开)No.60-83745公开了一种使组织细化的方法，该方法以至少为20％的总压缩率至少为20％将此铸件热轧数次。
这些手段全都是为了通过使用再结晶或转变使金属组织细化而改进材料。至于这种金属结构以外的因素，薄铸造带材形式的钢板材料为何不良的原因尚未十分明了。当讨论薄铸造带材时，从来还没有任何现有技术文献，包括上述文献提到过材料的波动，即偏差。
在JP63-115654现有技术中所公开的发明中，通过在凝固后立即进行冷却到铁素体(a)区然后加热到奥氏体(γ)区将晶粒度转化成细晶粒度。然而，仍存在的问题是，由于所用的金属薄板浇注机整个长度延长而提高了设备成本。
同时，为了通过连续铸轧由铸件C得到产品，比冷轧更佳的是使用热轧，以使防止机械总长度的增加。
通常，在不良材料的场合，一种是材料本身性能不良而另一种是性能波动不良。在后一种场合，尽管在讨论钢材时材料的波动是主要问题，但由于产品的倾向性是将用材料性能的最低限值作为材料的性能，所以从这点看来，用该工艺生产的薄铸造带材尚未被充分研究。
本发明的目的是提供一种减少普通钢板中材料波动的方法，该钢板相当于热轧钢板，它是由薄铸造带材为原料生产出来的，与现有的热轧板相比被认为是性能低劣的。
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种双辊连铸方法及其所用一种设备，它们能通过连续热铸轧均匀地将晶粒度减至细粒度而生产具有优良机械强度并具有无表面粗糙性的优良表面粗糙度的薄板材，并且能降低装备成本。
本发明的特点如下。
(1)一种双辊连铸方法，该方法包括步骤为：在一对水冷铸辊之间浇入碳含量为0.0005-1重量％的普通碳素钢水，然后在凝固后用连续铸轧机将得到的铸件轧制成预定板材厚度，其特征在于用所述连续铸压机，以一道次将凝固后的所得到的铸件轧制至压缩比为5-50％，而后传送，然后在卷取机上卷绕成带卷形。
(2)一种双辊连铸方法，该方法包括的步骤为：在一对水冷铸辊之间浇入碳含量为0.0005-1重量％的普通碳素钢水，凝后用连续铸轧机将所得到的铸件轧制成预定板材厚度，其特征在于在将其保持在一种惰性气氛中的同时将凝固后所得到的铸件由所述铸轧辊传送至所述连续铸轧机的进入侧，用所述铸轧机以一个道次在其基体中存在奥氏体组织温度范围内连续地被轧制到5-50％的压缩率，而后被传送，然后通过卷取机卷绕成带卷形。
(3)一种(2)的双辊连铸方法，其中所述的惰性气氛由所述双辊的接触点保持到所述连续铸轧机的所述进入侧。
(4)一种(1)或(2)的双辊连铸方法，其中在所述基体中存在奥氏体组织的所述温度范围为850℃-1350℃。
(5)一种(1)或(2)的双辊连铸方法，其中在所述基体中存在奥氏体组织的所述温度范围为900℃-1250℃。
(6)一种(2)或(3)的双辊连铸方法，其中所述惰性气氛是一种氧浓度不大于5％的惰性气氛。
(7)一种(2)或(3)的双辊连铸方法，其中所述惰性气氛是一种氧浓度不大于2％的惰性气氛。
(8)一种双辊连铸机，该机装备有一台连续铸轧机，该机用于在一对水冷铸辊之间浇入溶融金属并在凝固后将所得的铸件轧制成预定厚度，该机还装有卷取机，其特征在于在所述铸辊和所述连续铸轧机的进入侧之间设置一个在其中形成惰性气氛的保护罩。
(9)一种(8)的双辊连铸机，其中对所述保护罩提供一个调节铸件传送距离的铸件传送距离调节器。
(10)一种(8)或(9)的双辊连铸机，其中对所述保护罩提供一个加热器。
(11)一种8-10中任一项的双辊连铸机，其中对所述保护罩提供一个冷却器。
(12)一种8-11中任一项的双辊连铸机，其中对所述保护罩提供一个在凝固后立即测量所述铸件温度的温度计。
(13)一种(8)-(11)中任一项的双辊连铸机，其中对所述提供一个在所述保护罩内部测量所述铸件温度的温度计，以及还对所述保护罩提供一个在所述保护罩的传送侧口测定所述铸件温度的温度测定装置。
(14)一种(8)-(13)中任一项的双辊连铸机，其中有一个根据所述温度计的数据调节所述铸件温度的温度调节器装置。
图1是表示一发明的一个实施方案的双辊连铸机的示意侧视图；
图2是表示平均晶粒度和晶粒级数之间关系的曲线；
图3是表示常规双辊连铸机主要部分的侧视图；
图4是表示用于在其中形成一种情性气氛的保护罩的侧视图；
图5(a)表示在双辊附近的保护罩侧视图；
图5(b)是图5(a)中A部分的详细视图；
图6是表示在双辊附近的保护罩正视图；
图7是表示压缩比和表面粗糙度之间关系的曲线。
按照本发明双辊连铸方法的构成，在铸件凝固并通过一对水冷铸辊控制了温度之后，通过连续铸轧机被轧制成预定板材厚度。换言之，将连续铸轧的轧制温度调节到在该铸件基体中存在奥氏体组织的温度范围内，而压缩比设定为5-50％。
在铸件基体中存在奥氏体组织的温度范围具体温度为850℃-小于1350℃，而存何要将温度调节到这样一个温度范围的原因是为了均匀并精细地以合适的轧制力将晶粒度降低到细晶粒度。换言之，当轧制温度小于850℃时，轧制力变大并且重结晶时间延长。因此生产线必须延长。
此外，当轧制温度小于850℃时，可能产生铁素体转变并且最终结构变成加工硬化组织(Workeol struetare)，结果延伸率显著降低。
另一方面，当轧制温度高于1350℃时，可得到使晶粒度均匀的效果，但由于高温，晶粒在轧制后生长从而降低细化效果。
此外，在本发明中，较佳的轧制温度范围为900-小于1250℃。
压缩率比为何要设定为5-50％的原因是为了得到具有所需表面糙粗度，晶粒度和延伸率，而无工艺表面粗糙性的带材。换言之，当压缩率小于5％时，表面粗糙度和晶粒度变大，延伸率下降并产生工艺表面粗糙性。此外，当压缩比小于5％时，不能减少铸态材料的偏差。、换言之，不能消除板材厚度的极小波动和内部缺陷，如铸态材料的缩孔，并出现材料偏差。另一方面，当压缩比超过50％时，由于强加工，表面粗糙度变得不均匀并且板材厚度的精度也常降低。
当由铸辊至连铸机的进入侧保证有惰性气氛时，可防止铸件的高温氧化。在这一场合下，当该气氛是氧浓度不高于5％的惰性气体气氛时，可大大降低粘附在铸件表面上的氧化铁皮粗糙度，并且可得到具有致密的表面质量，即表面粗糙度小的带材。
此外，在本发明中，惰性气体气氛的较佳的氧浓度范围为小于2％。；图7表示压缩比％和铸件表面粗糙度Rt之间的关系。该图示出了C:0.04％和连续铸轧温度：1100℃的结果。在空气气氛中(21％O2)，表面粗糙度Rt随压缩比的增加而增加，结果是表面粗糙度比在非连续铸轧中该粗糙度低劣。
然而，在不高于5％的氧气氛中，压缩比的作用小。若压缩比选在合适的范围时，表面粗糙度Rt是在非连续铸轧中的粗糙度的1/2左右。
另一方面，根据该双辊连铸机的结果，该铸钢机装备有将由一对水冷铸辊凝固的铸件轧制到预定板材厚度的连续铸轧机。在该连续铸轧机的进入侧设置有一个在凝固后立即测量铸件温度的温度计以及一个用于根据温度测量值将铸件的温度调到在该铸件的基体中能存在奥氏体的温度调节器。这一温度调节是通过调节到铸压机的距离，即通过调节在保护罩中存在的时间而实现。
当用温度计凝固后立即测得铸件的温度低于在铸件基体中能存在奥氏体组织的温度范围时，可通过其他手段，例如加热器将铸件加热到这一温度范围并随后通过连续铸压机轧制。当铸件温度高于铸件基体中能存在奥氏体组织的温度范围时，可通过其他手段，例如冷却器将铸件冷却到上述温度范围并随后通过连续铸压机轧制。在这种情况下，如果压缩比被设定为5-50％，则可得到具有所需表面粗糙度，晶粒度和延伸率，但又没有由于加工造成的皱纹状变形的带材。
当在铸辊和连续铸轧机进入侧之间形成保护罩并且在该保护罩内部保持在惰性气氛中时，可防止铸件的高温氧化。
通过发现了由于在凝固后热轧的这一个道次的附加轧制而改进这些材料的特性显著地减少了材料的偏差，已实现了按照本工艺生产钢板的方法。在此轧制后，最好是将带材水冷并在和现有热轧工艺一样于500-700℃绕卷。另一方面，可按照现有的热轧钢板进行后续的酸洗平整道次轧制等工艺。
在本发明中，由标准偏差σ表示材料偏差，该偏差σ是在进行JIS No.5拉伸试验时由统计处理总延伸率变化而计算出的。而本发明的材料的技术特色是在总延伸率的标准偏差的5％以内。
尽管在本发明中没有特别限定化学组分，但本发明的发明人已得到了如下观察结果。碳是决定普通钢强度撮重要元素，其添加量可按照所需强度适当地选择。
硅也是以作为普通钢中固溶体强化元素而适量加入的。然而，当其量超过1.5％时，其酸洗性能将恶化。因此，其较佳的最不大于1.5％。
锰也是以与C和Si相同方式作为普通钢中的增强元素而加的。通常，Mn的添加量至少是硫含量的5倍以防止由于S造成的热脆性。然而，由于加工性能方面的原因，Mn的量较佳是不大于2％。；基本上，磷和硫的量尽可能小，但只要其量不大于0.05％基本上就不会发生任何问题，因为在生产钢过程中不必要的超低量含磷和超低量含硫将要求增加成本。
钢中所含的其他元素，在本发明中根本未作特别限定。例如将痕量Nb、Ti、V、B等加入钢中以改进钢材的机械性能，如强度和延展性，但本发根本没有因添加这些元素而受到影响。另一方面，当使用废钢作为主要原料时，如Cu、Sn、Cr、Ni等元素混入而成为不可避免的元素，但本发明根本没有受到存在/不存在这些元素的妨碍。实施例1
将参照附图详细地说明本发明双辊连铸方法及其设备的较佳实施方案。
图1是展示本发明双辊连铸机的示意侧视图。如该图所示，在本实施方案的双辊连铸机1中，各自设有水冷功能的一对铸辊2a和2b以它们之间的预定辊隙配置。侧溢流挡板3设置在铸辊2a,2b的两者端部而在由这些部件所限定的部分形成供贮存熔融金属L的热井4。
熔融金属L由上方装入热井4。当铸辊2a,2b在用水冷却的同时向下向内旋转时，使熔融金属L与铸辊2a,2b接触，被水冷却，而后在铸辊2a,2b各个表面以拱形被凝固成为凝固的壳S。随着铸辊2a,2b的旋转，使各个凝固的壳S与其他的壳靠近，在轧辊接触点K处结合并被转变成具有预定厚度的铸件C。然后将铸件C由铸辊2a,2b之间向下拉出。
在铸造轧辊2a,2b的下游侧设有通过热轧将凝固的铸件C轧制成预定厚度板材的连续铸轧机5。将一普通轧机用于该连续铸轧机，但由于铸件C的板材厚度所用的轧制比为5-50％，所以使用具有这样压缩能力的轧机。
在连续铸轧机5的进入侧设有一个用于在凝固后立即测一铸件C温度的温度计6以及一个根据测量值将铸件C的温度调节在基体中能存在奥氏体组织(γ)的温度范围内的温度调节器7。除了铂-铂铑(Pt-Rh)热电偶，可使用例如能测量约700-约1500℃范围内温度的温度计作为上述温度计6。使用一个加热器7a，如高频感应加热器或发热装置以及/或一个冷却器7b，如水冷器作为温度调节器。
其他的发热装置较佳的是由耐火材料(例如织物高岭土)在内侧粘衬的钢壳发热装置等。其他的加热器较佳的是气体燃烧器等。此外，其他的冷却器较佳是由于在传送时时间增加而调节冷却的可动辊，空气-液体冷却器等。然而，本发明对此不严格。
更具体的是，当用温度计6立即测量凝固后铸件C的温度并且该测量值超出在铸件C的基体中能存在奥氏体组织(γ)的温度区时，则调节器7加热或冷却铸件C并调节轧制温度。换言之，当铸件C测试低于850℃时，铸件C被加热器7a加热至850℃但低于1350℃并随后通过连续铸轧机5轧制。另一方面，当铸件C的温度高于1350℃时，铸件被冷却器7b冷却至850℃-小于1350℃的温度范围并随后通过连续铸轧机5轧制。
通过设置在连续铸轧机5的下游侧的卷取机8连结地卷绕由连续铸轧机5所轧过的薄铸件。
以包围铸件C的输送线的方式在由铸造轧辊2a,2b至连续铸轧机5的进入侧设置保护罩9。将一个排放该保护罩9内废气的排气设备(未示出)和一个将惰性气体，如氩(Ar)、氮(N2)等供入保护罩9的供气装置(未示出)与保护罩9连接。
下面，将说明通过使用上述双辊连铸机1实施的第一个实施方案的双辊连铸方法。将双辊连铸机1的铸辊2a,2b成形为辊宽350mm和辊径400mmΦ，并且是内水冷***的Cu辊。铸造条件设定为铸造速率30m/min以及铸造板材厚度3.0mm。保护罩内部设定为含1％O2的一种惰性气体气氛。连续铸轧机5设定为2段，一段以及工作辊直径300mmΦ。使用低碳铝镇静钢作为铸造材料。铸件用水冷却并保持在650℃。
在连续铸轧机5的轧制温度为1100℃，以压缩比0％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％，用第一实施方案的双辊连铸方法在上述条件下进行实验，以明确表面粗糙度(μm)，晶粒度(μm)，强度(kgf/mm2)，延伸率％和加工表面粗糙度(皱纹状变形)。
实验结果列于表1。同时，实验结果是以批准的，规定表面粗糙度不大于20μm，晶粒度20-30μm，强度至少为36kgf/mm2，延伸率至少为34％并且由皱纹状态引起的加工表面粗糙度(皱纹状变形)不发生疤痕等标准为基础的。关于强度和延伸率，用得到的钢板制成35JIS5拉伸试样并使其经受拉力试验，并将这样得到的总延伸率进行统计处理以确定平均值和标准偏差。
                                   表1
压缩比(％) 表面粗糙度(μm) 晶粒尺寸(μm) 目标强度kgf/mm2    延伸率(％)  加工表面粗糙度皱纹状变形
      02510203040506070      70401815131212192226     100753026222121212121      36363636363636363636      17263443434343434343       发生发生无无无无无无无无
如表1中所示，在压缩比为5-50％时得到满意的表面粗糙度值(低于20μm)。在压缩比为5-70％时，得到满意的晶粒尺寸值(20-30μm)。在压缩比为5-70％时得到满意的延伸率值(至少34％)，而在压缩率为5-70％时得到满意的加工表面粗糙度(皱纹状变形)值(无)。
换言之，证实了在第一实施方案的双辊连铸方法中，在轧制温度为1100℃并以压缩比5-50％时，通过轧制低碳铝镇静钢(0.04％C)的铸件C，可得到具有所需表面粗糙度(不大于20μm)，晶粒尺寸(20-30μm)和延伸率(至少34％)而避免加工表面粗糙度(皱纹状变形)的带材。实施例2
在本第二实施方案中，改变第一实施方案的铸件材料。更具体的是，第二实施方案使用中碳铝镇静钢(0.13％C)，而其余构成与第一实施方案相同。
在连续铸轧机5的轧制温度为1100℃，压缩比为0％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％下，通过第二实施的双辊连铸方法，在上述条件下进行实验以确定表面粗糙度(μm)，晶粒度(μm)，强度(kgf/mm2)，延伸率(％)和加工表面粗糙度(皱纹状变形)。
实验的结果列于表2中。鉴定的结果是除强度设定为至少40kgf/mm2外，以相同的认可标准为基础的。
                                  表2
压缩比(％) 表面粗糙度(μm) 晶粒尺寸(μm) 目标强度kgf/mm2 延伸率(％)  加工表面粗糙度(皱纹状变形)
     02510203040506070      72421514131212192328    105743224212020211921     40404040404040404040      15202937393941434143       发生发生无无无无无无无无
如表2中所列，在压缩比为5-50％时可得到满意的表面粗糙度值(不大于20μm)，并且在压缩比为10-50％时可得到满意的晶粒尺寸值(20-30μm)。在压缩比为10-70％时可得到满意的延伸率值(至少34％)，以及在压缩比为5-70％时，可得到满意的加工表面粗糙度(皱纹状变形)值(无)。
换言之，这证实了用第二实施方案的双辊连铸方法，在轧制温度为1100℃，以压缩比10-50％用连续铸轧机5轧制中碳铝镇静钢(0.13％C)的铸件C可得到具有所需表面粗糙度(不大于20μm)，晶粒尺寸(20-30μm)和延伸率(至少34％)而避免皱纹状变形的带材。实施例3
在第三实施方案中，改变第一实施方案中的轧制温度，其余条件与第一实施方案的相同。
更具体的是，在连续铸压机5的轧制温度为850℃并且压缩比为0％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％下以第三实施方案的双辊连铸方法进行实验，以确表面粗糙度(μm)，晶粒尺寸(μm)，强度(kgf/mm2)，延伸率(％)和加工表面粗糙度(皱纹状变形)。
结果列于表3。使用和第一实施方案相同的认可标准鉴定这些结果。
                                    表3
压缩比(％) 表面粗糙度(μm)  晶粒尺寸(μm)  目标强度kgf/mm2   延伸率(％)  加工表面粗糙度(皱纹状变形)
      02510203040506070      70501918171615182628     100803533282422222222     36363636363636363636     17242734363939394141       发生发生无无无无无无无无
如表3中所列，当压缩比为5-50％时可得到满意的表面粗糙度值(不大于20μm)，而当压缩比为20-70％时可得到满意的晶粒尺寸值(20-30μm)。当压缩比为10-70％时可得到满意的延伸率值(至少34％)，而当压缩率为5-70％时可得到满意的皱纹状变形值(无)。
换言之，证实了用第三实施方案的双辊连铸方法，在轧制温度为850℃和压给比为20-50％，以连续铸轧机5轧制低碳铝镇静钢(0.04％C)的铸件C可得到具有所需表面粗糙度(不大于20μm)，晶粒尺寸(20-30μm)和延伸率(至少34％)而避免皱纹状变形的带材。实施例4
在第四实施方案中，改变第一实施方案中的轧制温度，其余条件与第一实施方案相同。
更具体的是，在连续铸轧机5的轧制温度为13000℃，压缩比为0％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％下以第四实施方案的双辊连铸方法进行实验，以确定表面粗糙度(μm)，晶粒度(μm)，强度(kgf/mm2)，延伸率和加工表面粗糙度(皱纹状变形)。
实验的结果列于表4。使用与第一实施方案相同的认可的标准鉴定这些结果。
                                    表4
压缩比(％) 表面粗糙度(μm) 晶粒尺寸(μm) 目标强度kgf/mm2    延伸率(％)  加工表面粗糙度(皱纹状变形)
      02510203040506070      70301614131311162225    100783026232422212221     36363636363636363636      17243439414341424442       发生发生无无无无无无无无
如表4中所列，在压缩比为5-50％时可得到满意的表面粗糙度值(不大于20μm)，而在压缩比为5-70％时可得到满意的晶粒尺寸值(20-30μm)。在压缩比为5-70％时可得到满意的延伸率值(至少34％)，而在压缩比为5-70％时可得到满意的皱纹状变形值(无)。
换言之，这证实了用第四实施方案的双辊连铸方法，在轧制温度为1300℃和压缩比为5-50％下用连续铸轧机5轧制低碳铝镇静钢(0.04％C)的铸件C可得到具有所需表面粗糙度(不大于20μm)，晶粒尺寸(20-30μm)和延伸率(至少34％)而没有加工表面粗糙度的带材。对比例1
下面，将说明为证实第一至第四实施方案的双辊连铸方法的功能和效果而进行的第一对比例。在本第一对比例中，改变了第一实施方案的轧制温度。更具体的是，在轧制温度为750℃和压缩比为0％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％下进行对比实验，以确定表面粗糙度(μm)，晶粒尺寸(μm)，强度(kgf/mm2)，延伸率(％)和加工表面粗糙度(皱纹状变形)。
实验的结果列于表5。使用与第一实施方案相同的认可标准鉴定这些结果。
                                    表5
压缩比(％) 表面粗糙度(μm) 晶粒尺寸(μm) 目标强度kgf/mm2 延伸率(％)  加工表面粗糙度(皱纹状变形)
      02510203040506070      70501917161515192728    100854540373632313131     36363636363636363636      17292629303131303131       发生发生发生发生发生发生发生发生发生发生
如表5中所列。当在所有压缩比下晶粒度超过30μm时，延伸率(％)下降至低于34％，发生皱纹状变形，得到的带材不能通过鉴定标准。
换言之，在第一对比例中，即使在压缩比为0-70％下用连续铸轧机5轧制低碳铝镇静钢(0.04％C)的铸件C，也不能在轧制温度750℃下得到合格带材。对比例2
在本第二实施方案中，改变了第一实施方案中的轧制温度。更具体的是，在轧制温度为1350℃和压缩比为0％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％下进行实验，以确定表面粗糙度(μm)，晶粒尺寸(μm)，强度(kgf/mm2)，延伸率(％)和加工表面粗糙度(皱纹状变形)。
实验的结果列于表6。使用与第一实施例相同的认可标准鉴定这些结果。
                                      表6
压缩比(％) 表面粗糙度(μm) 晶粒尺寸(μm) 目标强度kgf/mm2    延伸率(％)   加工表面粗糙度(皱纹状变形)
      02510203040506070      70311513121314182528    100883935373638353231      36363636363636363636      17202426293031323434        发生发生发生发生发生发生发生发生无无
如表6中所列，在所有压缩比下晶粒尺寸都超过30μm，在压缩比为0-50％时延伸率下降至低于34％并发生皱纹状变形，得到的带材不能通过鉴定标准。
换言之，在第二对比例中，即使当在压缩比0-70％时用连续铸轧机5轧制低碳铝镇静钢(0.04％C)的铸件C时，在轧制温度1350℃下也不能得到合格带材。
如上所述，通过将第一至第四实施方案的双辊连铸方法与第一和第一对比例比较，发现了通过铸造碳钢铸件C，在轧制温度为850℃-小于1350℃并且以压缩比为5-50％用连续铸轧机5将其轧制可得到具有所需表面粗糙度(不大于20μm)，晶粒尺寸(20-30μm)和延伸率(至少34％)而至加工表面粗糙度的带材。如上所述由于本发明的双辊连铸方法可通过在铸件C传送时直接进行热轧而不进行冷轧生产薄板产品，所以可大大降低设备成本以及生产成本。
上述轧制温度的温度范围850℃-小于1350℃是在铸件C基体中能存在奥氏体组织(γ)的温度区，而更具体的是，是铁素体(a)和奥氏体组织(γ)共同存在的或奥氏体结构(γ)的单相区的温度范围。
如上所述，相对于铸件C板材厚度，压缩比的合适条件根据轧制温度和上述实施方案的各钢种有一些变化，但压缩比范围在20％-50％内时可易于得到所需的带材。同时，本发明的双辊连铸方法是针对碳含量在0.0005％-1.0％C范围内的碳钢的。
在本发明中特别值得注意的是，本发明可得到具有晶粒尺寸为20-30μm的薄板产品。图2是表示平均晶粒尺寸和晶粒度级数之间的关系曲线。如在该曲线中所示，通常称具有晶粒级数为5或更大的碳钢为“细晶粒钢”(参见“Lecture on Iron and SteelTechnologis,New Edition”,mVol.3,Properties of SteelMaterial and Tests,PP.414-419,edited by The Ironand Steel Institute of Japan)。可见，当晶粒尺寸低于30μm时，该钢是晶粒级数为7.5或更大的细晶粒钢。
换言之，本发明的双辊连铸方法可在铸件C传送时以压缩比为5-50％通过使用适度轧制将铸态铸件C中的铁素体晶粒度提高到晶粒度级数至少为7.5并从而能生产具有细晶粒组织的薄板铸件，该铸件由铸件表面到内部以及在横和纵方向上均是均匀的。实施例5
在此第五实施方案中，改变了第一实施方案中保护罩9的内部气氛。更具体的是，保护罩9的内部设定为含2％O2的一种惰性气氛而其余条件与第一实施方案相同。
更具体的是，在连续铸轧机5的轧制温度为1100℃和压缩比为0％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％时用第五实施方案的双辊连铸方法进行实验，以确定表面粗糙度(μm)，晶粒尺寸(μm)，强度(kgf/mm2)，延伸率和加工表面粗糙度(皱纹状变形)。
结果列于表7。使用与第一实施方案相同的认可标准鉴定这些结果。
                                      表7
压缩比(％) 表面粗糙度(μm) 晶粒尺寸(μm) 目标强度kgf/mm2      延伸率(％)   加工表面粗糙度(皱纹状变形)
      02510203040506070      70432017161514202629    100753025232122212021      36363636363636363636        17273441434243454343        发生发生无无无无无无无无
如表7中所列，在压缩比为5-50％时可得到满意的表面粗糙度值(不大于20μm)，而在压缩比为5-70％时可得到满意的晶粒尺寸值(20-30μm)。在所有压缩比下都可得到满意的强度值(36kgf/mm2或更高)，而在压缩比为5-70％时可得到满意的延伸率值(至少34％)。在压缩比为5-70％时可得到满意的皱纹状变形值(无)。
换言之，这证实了用第五实施方案的双辊连铸方法，在轧制温度为1100℃和压缩比为5-50％时以连续铸轧机5在含2％O2的惰性气氛中轧制低碳铝镇静钢(0.04％C)的铸件C可得到具有所需表面粗糙度(不大于20μm)，晶粒尺寸(20-30μm)和延伸率(至少34％)而避免皱纹状变形的带材。对比例3
另一方面，将说明为证实第五实施方案双辊连铸方法的功能和效果而进行的第三对比例。在此第三对比例中，改变了在第五实施方案中的保护罩9的内部气氛。更具体的是，保护罩9内部设定为含有3％O2的一种惰性气氛，并在轧制温度为1100℃和压缩比为0％、2％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％和70％时进行对比实验，以确定表面粗糙度(μm)，晶粒尺寸(μm)，强度(kgf/mm2)，延伸率(％)和加工表面粗糙度(皱纹状变形)。
实验的结果列于表8。使用与第一实施方案相同的认可标准鉴定这些结果。
                                     表8
压缩比(％) 表面粗糙度(μm) 晶粒尺寸(μm) 目标强度kgf/mm2     延伸率(％)  加工表面粗糙度(皱纹状变形)
      02510203040506070      70492827252524313639    100762924232222212121      36363636363636363636       17263639434243454345       发生发生无无无无无无无无
如表8中所列，在所有压缩比下表面粗糙度都超过20μm，从而所得到的带材不能通过该认可的标准。
换言之，在第三对比例中，即使当在轧制温度为1100℃和压缩比为5-50％下用连续铸轧机5轧制低碳铝镇静钢(0.04％)的铸件C时，在3％O2的惰性气氛中表面粗糙度增加，不能得到合格的带材。
如上所述，通过将第五实施方案的双辊连铸方法与第三对比例比较，发现了，当气体气氛设定为氧浓度不大于2％的惰性气氛时，粘附在铸件C表面的氧化铁皮粗糙度显著降低，并且通过使用热轧可得到无皱纹状变形的带材。实施例6
下面，将说明第六实施方案的双辊连铸方法。钢种为低碳铝镇静钢(0.04％C)，轧制温度为1100℃，而压缩比为2％、5％、10％和20％。在轧制后用水冷却铸件并保持在650℃。
在压缩率为0％时，即在铸态材料场合下，以及在压缩率为2％时，标准偏差超过7％。特别是，铸态材料是具有非常大的材料偏差，其平均值低。另一方面，当在压缩比为5％或更高时进行轧制时，标准偏差保持在5％之内，而其平均值与压缩比无关基本上也保持恒定。
                          表9
压缩比(％)          总延伸率        注
   平均(％) 标准偏差(％)
0(Non Rolling)251020     2733373839      10.67.24.53.83.0     对比例对比例本发明本发明本发明
实施例7
下面，将说明第七实施方案的双辊连铸方法。将表10中所列具有不同组分的钢连续铸造成表11中所示的不同铸件厚度，然后通过不同地改变轧制温度和压缩比进行轧制。此后，用水冷却所得的带材并保持在550-670℃。以与实施方案相同的方式进行力学试验并测定机械性能。在表11的右边行中也说明了这些试验的结果。在满足本发明的条件的全部No.s.1-6中，总延伸率的标准偏差在5％之内，但铸态材料的No.7和压缩比为3％的No.8显示出标准偏差大于5％，并且材料偏差也大。
在轧制温度低至750℃的No.9中，延伸率值本身就低。
                                                   表10
                                                                                               (重量％)
钢种     C    Si    Mn    P     S     Al    N       其他元素
   ABC    0.0210.0430.15   0.020.040.12   0.170.320.81   0.0120.0100.015   0.0090.0110.012   0.0210.0420.039   0.0050.0040.005 B:0.0021Cu:0.12,Sn:0.02Cr:0.26,V:0.04
                                                            表11
  No. 钢种 铸件厚度(mm) 轧制温度(℃) 压缩比(Z) 屈服强度(kgf/mm2) 拉伸强度(kgf/mm2) 总延伸率      注
平均值(Z)  标准偏差(Z)
   123456789    AABBCCAAA     3.21.84.56.03.23.53.24.53.2    11001200105010001100950(NonRoll-ing)1100750      10615205100315      23.623.725.224.433.132.823.423.730.5      32.332.234.634.946.746.332.532.332.6    393836363332263219     3.34.23.02.94.63.59.47.93.1    本发明本发明本发明本发明本发明本发明对比例对比例对比例
下标线：本发明范围之外
实施例8
下面，将说明的第八实施方案的双辊连铸设备。
在图4中的以侧视图所示的是该双辊连铸机。在该图中，熔融金属L被贮存在由侧挡流板和铸辊2a及2b所述区的部位中，并且所述铸辊在用水冷却的同时向内向下旋转。通过在轧辊接触点上的结合将铸件C转变具有预定厚度的铸件C而后由铸辊2a和2b之间向下拉出。在本实施方案的设备中，保护罩9自铸造轧辊2a和2b的传送侧至连续铸轧机5被密封。通过氮气管道13供入氮气，以保持保护罩9内部的惰性气氛。
在保护罩9内，设置一个回路检测器19，一个张拉辊14，冷却区15和输送辊16。此外，在保护罩9的传送侧设置一对输送辊，其中一个是可动辊17而另一个是固定辊18，以调节传送距离。此外，通过温度计20-测量铸件温度并使用该数据通过转换器21调节冷却水W的流量调节阀22。
图5(a)示出了在铸辊下方的保护罩23，而图5(b)是图5(a)中A部分的放大视图。图6是铸辊下方的保护罩23的正视图。
由这些图可见，由轧辊接触点处设置保护罩，通过在外侧端部的钢板24上粘贴织物高岭土25保证其被完全密封。通过将织物高岭土放在钢板24和铸造轧辊之间的空间而将其保持在惰性气氛中。
如上所述，按照本发明的双辊连铸方法及设备，通过均匀地细化晶粒，可得到具有优良机械强度，无加工表面粗糙度以及具有优良表面粗糙度的薄板材，并且可降低设备成本。
除了涉及到本发明要求的总延伸外，由于预料到材料的偏差与各种加工形式所产生的偏差如膨胀性能的偏差相近。所以可相信，本发明的效果特别有助于改进许多机械性能。另一方面，尽管本发明基本上是涉及一种由薄铸造带材生产一种相应于热轧板材的材料的方法，但考虑到通过使用热轧钢板作为坯料可生产现有的冷轧钢板及其镀覆钢板，由本发明的生产的钢板也可成为冷轧坯料。

Claims (5)

1．一种双辊连铸方法，该方法包括的步骤为：在一对水冷铸辊之间浇入碳含量为0.0005-1重量％的熔融的普通碳钢，通过连续铸轧机将凝固后得到的铸件轧制成预定板材厚度，其特征在于通过所述连续铸轧机在850℃至低于1350℃范围温度和氧浓度低于3％的惰性气氛中以一个道次将凝固后所得到的该铸件轧制至压缩比为5-50％，其中铸件基体在850℃至小于1350℃范围温度内存在奥氏体组织，而后传送铸件，然后在卷取机上卷绕成带卷形，轧制的钢带具有不大于20μm的表面粗糙度。
2．一种双辊连铸方法，该方法包括的步骤为：在一对水冷铸辊之间浇入碳含量为0.0005-1重量％的熔融的普通碳钢，通过连续铸轧机将凝固后所得到的铸件轧制成预定板材厚度，其特征在于在保持在一种氧浓度低于3％的惰性气氛中的同时将凝固后所得到的铸件从所述铸辊传送至所述连续铸轧机的进入侧，通过所述铸轧机以一个道次在850℃至小于1350℃的温度范围内顺次地被压缩到压缩比为5-50％，其中铸件基体在850℃至小于1350℃范围温度内存在奥氏体组织，而后铸件被传送，然后通过卷取机卷绕成带卷形，轧制的钢带具有不大于20μm的表面粗糙度。
3．权利要求2的双辊连铸方法，其中所述的惰性气氛由所述双辊的接触点保持到所述连续铸轧机的所述进入侧。
4．权利要求1或2的双辊连铸方法，其中在所述基体中能存在奥氏体组织的900℃-1250℃温度范围内进行所述轧制。
5．权利要求1或2的双辊连铸方法，其中所述惰性气氛是一种氧浓度不大于2％的惰性气氛。
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