专利名称：用于控制铸造带中的可变型壳厚度的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及在双棍连铸机中通过连续铸造来铸造金属带。
背景技术：
在双辊连铸机中，熔融的金属被引入到一对被冷却的反向旋转的水平铸造轧辊之间，从而金属型壳在移动的轧辊表面上固化并在轧辊之间的辊隙处聚拢以产生从轧辊的辊隙被向下输送的固化的带材产品。此处所用术语“辊隙”指轧辊彼此最为接近处的大致区域。熔融的金属可从钢包浇注到更小的容器或一系列更小的容器中，从该容器中流过位于
辊隙之上的金属输送喷嘴，从而形成支撑在轧辊的铸造表面上位于辊隙正上方并且沿着辊隙的长度延伸的熔融金属的铸熔池。该铸熔池通常限定在侧板或挡板之间，该侧板或挡板通过与轧辊的端部表面的滑动接合被保持，从而闭合铸熔池的两端以防止流出。双辊连铸机能够通过顺序的钢包从钢水连续地生产铸造带。在熔融金属流过金属输送喷嘴之前将熔融金属从钢包浇注到更小的容器中允许用满钢包更换空钢包，不会中断铸造带的生产。在铸造过程中，铸造轧辊旋转，使得来自铸熔池的金属在铸造轧辊上固化成型壳，铸造轧辊在辊隙处聚拢以从辊隙向下产生铸造带。过去的难题之一一直在于高频震颤(high frequency chatter),其由于在带材中引起表面缺陷而应该避免。当铸造带离开棍隙时的温度升高，称为温度回弹(temperature rebound),也是一个关注点，并且由于铸熔池的钢铁水静压力导致型壳扩大，在带材中产生凸起。当带材的中央包含“固液态”材料(“mushy”material)时，即在型壳之间尚未固化以自支撑的金属，发生温度回弹，并且在型壳离开铸造轧辊后，来自中央材料的潜热将导致型壳被二次加热。我们已经发现，能够通过维持并控制被“吞入”在铸造带中的并且随后冷却的固液态金属的量来控制由高频震颤和温度回弹导致的缺陷。夹在固化的型壳之间的一些固液态材料被提供以缓冲在型壳的形成和冷却中的不均匀度，并且如果未消除高频震颤和伴生的带材缺陷，则对其进行抑制。同时，在固化的型壳之间的固液态材料的量被控制以减少和控制铸造带中的温度回弹的量。如果回弹的温度过高，则其能够造成固化型壳的至少部分重熔并在带材中造成缺陷比如凸起，并且在严重的情形中，在温度太高以至于使型壳再熔的部位处造成带材破裂。固液态材料可包括熔融金属和部分固化的金属，并且包括位于未充分固化以自支撑的型壳之间的全部材料。为进一步说明，带材中的固液态材料在辊隙正下方与承受钢铁水静压力的铸熔池连通。当过多量的固液态材料在辊隙下方存在于带材的型壳之间时，高温回弹开始使铸造带的固化的型壳再熔并弱化。由于钢铁水静压力，弱化的型壳可局部隆起，在铸造带中引起局部过度带隆起(local excessive strip budge)和表面缺陷，并且严重的弱化可导致带材破裂。另外，当过多量的固液态材料位于型壳之间接近带材边缘时，固液态材料可使带材的边缘扩大，引起“边缘隆起”，或者可从铸造带的边缘滴下，造成“边缘下垂”和“边缘缺失”。
由固液态材料引起的二次加热形成的该温度回弹还能够影响铸造带的金相组织。我们已经通过在连铸机下游的热轧机处在铸造带中维持一致的奥氏体金相组织获得了希望的特性。温度回弹引起的增加的温度可将带材二次加热至形成S-铁素体的温度，该δ-铁素体在冷却时恢复成为更精细和更多变的奥氏体金相组织。在典型铸造轧辊中，伴随二次加热问题的是拱顶形状。结果，从铸造轧辊之间的辊隙向下产生的铸造带，例如，带材的中央部分比相邻边缘部分厚10至100微米。为形成该具有拱顶的铸造带，铸造轧棍可具有反向拱顶(negative crown),该反向隆起的铸造轧棍中央部分的周缘比带材边缘附近的周缘小。该铸造轧辊可由微双曲线形状的铸造轧辊表面制成。每个具有铸造轧辊周缘在中央部分中比边缘部分附近的周缘小的铸造轧辊的影响在于铸造的带材的中央比边缘附近厚。在过去，这趋于导致在带材的中央部分的固化的型壳弱化，因为更厚的固液态材料和伴生的更高温度将趋于促使在中央部分的型壳更容易且更快地二次熔化。我们已经发现，在铸造轧辊之间所产生的固液态材料的可变量可在带材的中央部分处比在带材的边缘部分处提供过多量的固液态材料，从而在铸造带中产生不希望 的凸起。
发明内容
我们已经发现了补偿并控制铸造时的型壳变形使得固化的型壳能够在铸造带的中央部分中更厚的方法，即使带有大量的铸造轧辊拱顶和产生的铸造带拱顶也是如此。我们目前公开了直接控制横跨铸造带的型壳厚度使得所产生的型壳和铸造带在带材的中央部分中更厚的方法。这反过来减少了在铸造轧辊之间的在中央部分处的固液态材料的量，减少了在型壳之间在中央部分处的固液态材料的量并控制温度回弹和伴生的带材缺陷，同时抑制高频震颤。公开了一种连续铸造金属带的方法，包括(a)装配一对可反向旋转铸造轧辊，每个铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造表面带有占所述铸造轧辊的宽度的至少60%的中央部分、每个均占所述铸造轧辊的宽度的直至7%的两个边缘部分和位于每个边缘部分与所述中央部分之间的至少一个居间部分，每个边缘部分具有在3Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度，所述中央部分具有在所述边缘部分的表面粗糙度的I. 2倍和4. O倍之间的平均表面粗糙度，并且所述居间部分具有在所述边缘部分的平均表面粗糙度和所述中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度，(b)横向布置所述铸造轧辊以在铸造轧辊之间的辊隙处形成间隙，通过所述间隙能够铸造薄铸造带，(C)装配金属输送系统,所述金属输送系统适于将熔融金属输送到棍隙之上，以形成支撑在所述铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，以及(d)使所述铸造轧辊反向旋转，以在所述铸造轧辊的铸造表面上形成金属型壳，所述铸造轧辊在所述辊隙处聚拢以向下输送铸造带，所述金属型壳在整个带材宽度上具有变化的厚度。在所公开的方法中，中央部分的表面粗糙度可在其整个宽度上逐渐减小。例如，中央部分的表面粗糙度在其整个宽度上的渐变度可以成阶梯分布。中央部分的表面粗糙度可以在其整个宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。边缘部分可以具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。替代地，边缘部分可以具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。替代地或另外，横跨每个边缘部分的表面粗糙度可以在I. ORa内。在一个替代例中，中央部分的表面粗糙度可以在整个宽度上大致相似。铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和15Ra之间的范围内变化。替代地，铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。另外或替代地，铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和 15Ra之间的范围内变化。铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个宽度上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。每个铸造轧辊的中央部分可以具有横跨铸造表面变化的表面粗糙度，以对应于所希望的针对铸造带形成的金属型壳厚度的变化。每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在50mm和75mm之间。替代地，每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在25mm和75mm之间。铸造轧棍的直径可以在450mm和650mm之间。铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。铸造带的铸态厚度可以在约O. 6mm和2. 4mm之间，并且铸熔池高度可以在所述辊隙之上约125_和225_之间。另外，公开了用于连续铸造金属带的设备，包括(a) 一对可反向旋转铸造轧辊，每个铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造表面带有占所述铸造轧辊的宽度的至少60%的中央部分、每个均占所述铸造轧辊的宽度的直至7%的两个边缘部分和位于每个边缘部分与所述中央部分之间的至少一个居间部分，每个边缘部分具有在3Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度，所述中央部分具有在所述边缘部分的表面粗糙度的I. 2倍和4. O倍之间的平均表面粗糙度，并且所述居间部分具有在所述边缘部分的平均表面粗糙度和所述中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度，所述一对可反向旋转铸造轧辊被横向定位成在所述铸造轧辊的铸造表面之间的辊隙处形成间隙，通过所述间隙能够铸造薄铸造带，(b)金属输送系统，所述金属输送系统适于将熔融金属输送到所述辊隙之上，以形成支撑在所述铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，和(C)驱动系统，所述驱动系统适于使所述铸造轧辊反向旋转，以在所述铸造轧辊的铸造表面上形成金属型壳，所述铸造轧辊在所述辊隙处聚拢以向下输送铸造带，所述金属型壳在整个带材宽度上具有变化的厚度。在公开的设备中，中央部分的表面粗糙度可在其整个宽度上逐渐减小。例如，中央部分的表面粗糙度在其整个宽度上的渐变度可以成阶梯分布。中央部分的表面粗糙度可以在其整个宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。边缘部分可以具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。替代地，边缘部分可以具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。替代地或另外，横跨每个边缘部分的表面粗糙度可以在I. ORa内。在一个替代例中，中央部分的表面粗糙度可以在整个宽度上大致相似。铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和15Ra之间的范围内变化。替代地，铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。另外或替代地，铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和 15Ra之间的范围内变化。铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个宽度上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。每个铸造轧辊的中央部分可以具有横跨铸造表面变化的表面粗糙度，以对应于所希望的针对铸造带形成的金属型壳厚度的变化。每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在50mm和75mm之间。替代地，每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在25mm和75mm之间。铸造轧棍的直径可以在450mm和650mm之间。铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。铸造带的铸态厚度可以在约O. 6mm和2. 4mm之间，并且铸熔池高度可以在所述辊隙之上约125_和225_之间。另外，公开了连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，包括(a)装配一对可反向旋转铸造轧辊，每个铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造表面带有中央部分和边缘部分，中央部分具有横跨所述中央部分变化的表面粗糙度，以对应于希望的横跨铸造带的金属型壳厚度的变化， (b)横向定位所述铸造轧辊以在所述铸造轧辊之间的辊隙处形成间隙，通过所述间隙能够铸造薄铸造带，(C)装配金属输送系统，所述金属输送系统适于将熔融金属输送到所述辊隙之上，以形成支撑在所述铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，并且(d)使所述铸造轧辊反向旋转，以在所述铸造轧辊的铸造表面上形成金属型壳，所述铸造轧辊在所述辊隙处聚拢以向下输送铸造带，所述金属型壳在整个带材宽度上具有变化的厚度。中央部分的表面粗糙度可在其整个宽度上逐渐减小。例如，中央部分的表面粗糙度在其整个宽度上的渐变度可以成阶梯分布。中央部分的表面粗糙度可以在其整个宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。边缘部分可以具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。替代地，边缘部分可以具有在3Ra 和6Ra之间的平均表面粗糙度。替代地或另外地，横跨每个边缘部分的表面粗糙度可以在I. ORa内。在一个替代例中，中央部分的表面粗糙度可以在整个宽度上大致相似。铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和15Ra之间的范围内变化。替代地，铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。另外或替代地，铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和15Ra之间的范围内变化。铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个宽度上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。每个铸造轧辊的中央部分可以具有横跨铸造表面变化的表面粗糙度，以对应于所希望的针对铸造带形成的金属型壳厚度的变化。每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在50mm和75mm之间。替代地，每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在25mm和75mm之间。铸造轧棍的直径可以在450mm和650mm之间。铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。铸造带的铸态厚度可以在约O. 6mm和2. 4mm之间，并且铸熔池高度可以在所述辊隙之上约125_和225_之间。用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备可包括(a) 一对可反向旋转铸造轧辊，所述铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造表面带有中央部分和边缘部分，所述中央部分具有横跨铸造表面变化以对应于所希望的横跨铸造带的金属型壳厚度的变化的表面粗糙度，并且所述一对可反向旋转铸造轧辊被横向定位成在所述铸造轧辊的铸造表面之间的辊隙处形成间隙，通过所述间隙能够铸造薄铸造带，(b)金属输送系统，所述金属输送系统适于将熔融金属输送到所述辊隙之上以形成支撑在所述铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，和(c)驱动系统，所述驱动系统适于使所述铸造轧辊反向旋转以在所述铸造轧辊的铸造表面上形成金属型壳，所述铸造轧辊在所述辊隙处聚拢以向下输送铸造带，所述金属型壳在整个带材宽度上具有变化的厚度。中央部分的表面粗糙度可在其整个宽度上逐渐减小。例如，中央部分的表面粗糙度在其整个宽度上的渐变度可以成阶梯分布。中央部分的表面粗糙度可以在其整个宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。边缘部分可以具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。替代地，边缘部分可以具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。替代地或另外，横跨每个边缘部分的表面粗糙度可以在I. ORa内。在一个替代例中，中央部分的表面粗糙度可以在整个宽度上大致相似。铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和15Ra之间的范围内变化。替代地，铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的·整个中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。另外或替代地，铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和15Ra之间的范围内变化。铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个宽度上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。每个铸造轧辊的中央部分可以具有横跨铸造表面变化的表面粗糙度，以对应于所希望的针对铸造带形成的金属型壳厚度的变化。每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在50mm和75mm之间。替代地，每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在25mm和75mm之间。铸造轧棍的直径可以在450mm和650mm之间。铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。铸造带的铸态厚度可以在约O. 6mm和2. 4mm之间，并且铸熔池高度可以在所述辊隙之上约125_和225_之间。另外公开了在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，包括(a)提供变形设备，所述变形设备适于将颗粒介质沿预定定向向铸造轧辊表面输送，可选地使用空气压力输送，(b)在旋转所述铸造轧辊的情况下在轴向上沿所述铸造轧辊表面移动所述变形设备，(C)在变形设备在轴向上沿所述铸造轧辊表面平移时，变化来自组中的一个或更多个参数，所述组包括所述变形设备的平移速度、所述铸造轧辊的转速、所述颗粒介质的流速，并且如果存在，所述变形设备的空气压力，(d)在占所述铸造轧辊的宽度的至少60%的中央部分、每个均占所述铸造轧辊的宽度的直至7%的两个边缘部分和位于每个边缘部分与所述中央部分之间的至少一个居间部分上形成表面粗糙度，每个边缘部分具有在3Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度，所述中央部分具有在所述边缘部分的表面粗糙度的I. 2倍和4. O倍之间的平均表面粗糙度，并且所述居间部分具有在所述边缘部分的平均表面粗糙度和所述中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度。该方法可以还包括随着所述变形设备在轴向上沿着所述铸造轧辊表面平移，变化喷嘴角度和/或在变形设备和铸造表面之间的距离。在一个实施例中，可以在O. 25inch/min和4inch/min之间变化所述变形设备在轴向上沿着所述铸造轧棍的平移速度。可以在IOrpm和20rpm之间变化所述铸造轧棍的转速。可以在约10磅/分钟和60磅/分钟之间变化颗粒介质的流速。可以在约10磅/平方英寸和120磅/平方英寸之间变化变形设备的空气压力。所形成的中央部分的表面粗糙度可以在其整个宽度上逐渐减小。例如，中央部分的表面粗糙度在其整个宽度上的渐变度可以成阶梯分布。中央部分的表面粗糙度可以在其整个宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。边缘部分可以具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。替代地，边缘部分可以具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。替代地或另外，横跨每个边缘部分的表面粗糙度可以在I. ORa内。
在一个替代例中，中央部分的表面粗糙度可以在整个宽度上大致相似。铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和15Ra之间的范围内变化。替代地，铸造轧辊的中央部分的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。另外或替代地，铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以在5Ra和15Ra之间的范围内变化。铸造轧辊的整个宽度上的铸造表面的表面粗糙度可以以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。在一个替代例中，铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以与所述铸造表面的整个宽度上的表面粗糙度的变化相协调。该拱顶形状可以设置成阶梯分布。每个铸造轧辊的中央部分可以具有横跨铸造表面变化的表面粗糙度，以对应于所希望的针对铸造带形成的金属型壳厚度的变化。每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在50mm和75mm之间。替代地，每个铸造轧辊的边缘部分的宽度可以在25mm和75mm之间。铸造轧辊可以具有适于在铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状可以使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。
图I是本公开的双辊连铸机的示意性侧视图，图2是图I的双辊连铸机的示意性平面图，图3是穿过在本公开的轧辊箱中安装的一对铸造轧辊的局部截面图，图4是连铸机的位于铸造轧辊下方的密封外壳的示意性侧视图，图5是从轧辊箱移除了轧辊的图3的轧辊箱的示意性平面图，图6是从轧辊箱移除了轧辊的图3的轧辊箱的示意性侧视图，图7是处于铸造位置中的图3的轧辊箱的示意性端视图，图8是轧辊箱处于铸造位置时的图3的轧辊箱的示意性平面图，
图9是穿过图7的处于退避位置的定位组件的截面图，图10是铸造轧辊的示意性透视图，图11是辊隙下方的铸造带的图示性横截面图，图12是穿过位于辊隙处的一对铸造轧辊的示意性截面图，图13是穿过位于辊隙处的本公开的一对替代铸造轧辊的示意性截面图，图14是带材温度的曲线图，图15A是带材厚度廓线的曲线图， 图15B和图21 (彩色)是与图15A的带材廓线对应的所测量的带材温度的曲线图，图16A是带材厚度廓线的替代曲线图，图16B和图22 (彩色)是与图16A的带材廓线对应的所测量的带材温度的替代曲线图，图17是变形参数的表格，所述变形参数用以在本公开的一个示例中的铸造轧辊上形成逐渐减小的表面粗糙度，图18是沿本公开的铸造轧辊的一个示例的逐渐减小的表面粗糙度的曲线图，图19是图示了铸造轧辊的一个示例中的拱顶的量的曲线图，示出了边缘处的较大铸造轧辊半径朝向轧辊的中央减小，和图20是本公开的变形设备的示意性透视图。
具体实施例方式现在参考图I至图7，图示了一种双辊连铸机，包括从工厂地面竖起并且提供了以模块形式安装在轧辊箱11中的一对铸造轧辊的主机框架10。铸造轧辊12安装在轧辊箱11中，为便于如下所述地操作和运动。轧辊箱便于以单元形式将用于铸造的铸造轧辊从安装位置快速移动到连铸机中的可操作铸造位置，并且当要更换铸造轧辊时易于将铸造轧辊从铸造位置移开。并无具体的所希望的轧辊箱构造，只要该轧辊箱执行如这里所述的便于铸造轧辊的移动和定位的功能。如图3中所示，用于连续铸造薄钢带的铸造设备包括一对反向旋转的铸造轧辊12，所述铸造轧辊12具有铸造表面12A，铸造表面12A在横向上布置成在其间形成辊隙18。熔融金属从钢包13通过金属输送系统被供应到设置在铸造轧辊12之间辊隙18之上的金属输送喷嘴17,或芯喷嘴(core nozzle)。由此输送的熔融金属在棍隙之上形成支撑在铸造轧辊12的铸造表面12A上的熔融金属的铸熔池19。该铸熔池19由一对侧盖或侧封板20 (图3中虚线所示)限定在铸造轧辊12的端部处的铸造区域中。铸熔池19的上表面(通常称为“弯月”面)可升高到输送喷嘴17的下端之上，使得输送喷嘴的下端被浸没在铸熔池中。铸造区域包括在铸溶池19之上的添加保护气氛，以抑制铸造区域中的溶融金属被氧化。输送喷嘴17由耐火材料制成，比如铝碳材料。输送喷嘴17可具有一系列流动通道，该流动通道适于产生熔融金属沿轧辊的适当的低速排放并且适于将熔融金属输送到铸熔池19中而不直接冲击轧辊表面。侧封板20由强耐火材料制成并且成形为与轧辊的端部接合以形成金属的熔融池的端盖。侧封板20可通过液压缸或其它致动器(未示出)的致动而可移动，以使侧封板与铸造轧辊的端部接合。
现在参考图I和图2，钢包13通常具有支撑在旋转塔架40上的传统构造。为了金属输送，钢包13被布置在处于铸造位置的可移动中间包14上方以用熔融金属填充该中间包。可移动中间包14可被设置在中间包车66上，该中间包车66能够将中间包从将中间包加热至接近铸造温度的加热站69传送到铸造位置。在中间包车66下方设置有中间包引导件以允许将可移动中间包14从加热站69移动到铸造位置。中间包车66可包括适于在中间包车66上升高和降低中间包14的框架。中间包车66可从铸造位置到处于安装在轧辊箱11中的铸造轧辊12之上的升高位置处的加热站之间移动，并且中间包引导件的至少一部分可在安装在轧辊箱11上的铸造轧辊12的该升高位置上方，用于中间包在加热站和铸造位置之间移动。可移动中间包14可装有能够由伺服机构致动的滑门25，以允许熔融金属从中间、包14通过滑门25然后通过耐火出口凸缘15流到处于铸造位置中的转接件或分配器16。分配器16由耐火材料制成，比如，例如氧化镁(MgO)。熔融金属从分配器16流到设置在辊隙18之上铸造轧辊12之间的输送喷嘴17。铸造轧辊12被内部水冷，从而随着铸造轧辊12反向旋转，随着铸造表面随铸造轧辊12的每一次转动而移动接触并通过铸熔池19，型壳在铸造表面12A上固化。型壳在铸造轧辊之间的辊隙18处聚拢，以产生固化的薄铸造带产品21，该产品被从辊隙向下输送。图I示出了生产薄铸造带21的双辊连铸机，该铸造带通过引导台30到达夹辊架31，夹辊架31包括夹棍31A。在退出夹棍架31时,薄铸造带可通过包括一对轧缩棍(reduction roll)32A和支承棍(backing roll)32B的热轧机32,铸造带在热轧机32中被热轧以将带材轧缩至希望的厚度、改善带材表面并提高带材平面度。轧制的带材然后被传送到输出台33，在输出台处通过与经由未示出的喷水口或其它适当装置供应的水接触并通过对流和辐射而被冷却。在任意情况中，轧制的带材然后可通过第二夹辊架(未示出)，以提供带材的压紧，然后传送到卷取机(coi Ier)。在铸造操作的起始，随着铸造状态稳定，通常产生短的长度的不良带材。在建立连续铸造之后，铸造轧辊轻微分离移动，然后被再次聚拢以使带材的该前缘断裂，形成随后铸造带的整齐前端。不良材料掉落到废料容器26中，废料容器26可在废料容器引导件上移动。废料容器26位于连铸机下方的废料接收位置，并且形成如下面所述的被密封的外壳27的部分。外壳27通常被水冷。此时，正常从枢轴29向下向外壳27的一侧悬吊的被水冷的护板28摆动到位以将铸造带21的整齐端引导到引导台30上，引导台30将铸造带21给送到夹辊架31。护板28然后缩回到其悬吊位置，以允许铸造带21在传送到引导台30之前在外壳27中在铸造轧辊下方以环状悬吊，铸造带21在引导台30处接合到一连串的引导辊。溢流容器38可设置在可移动中间包14下方，以接收可能从中间包溅出的熔融材料。如图I和图2中所示，溢流容器38可以在导轨39或另一引导件上可动，使得溢流容器38可如希望地在可移动中间包14下方被设置在铸造位置中。另外，可在分配器16 (未示出)附近为分配器16设置溢流容器。被密封的外壳27由若干分离的壁部形成，该若干个分离的壁部在各密封连接部处配合在一起以形成允许控制外壳内的气氛的连续外壳壁。另外，废料容器26可以能够附接于外壳27，从而该外壳能够在铸造位置中在铸造轧辊12正下方支撑保护性氛围。外壳27包括在外壳的下部即下外壳部44中的开口，提供了用于废料从外壳27进入处于废料接收位置的废料容器26的出口。下外壳部44可作为外壳27的一部分向下延伸，所述开口设置在处于废料接收位置的废料容器26之上。如本文说明书和权利要求书使用的，在参考废料容器26、外壳27和相关特征时，“密封(seal)”、“被密封(Sealed)”、“密封的(sealing)”和“密封地(sealingly)”可以不是完全密封以防止泄露，而通常是非精确密封以适宜于允许如所希望地通过一些可容许的泄露控制并支撑外壳内的氛围。环边部45可包围下外壳部44的开口并且可以可动地设置在废料容器之上，能够在废料接收位置中密封地接合到和/或附接到废料容器26。环边部45与废料容器26的上缘选择性接合，从而废料容器可与外壳27密封接合并且如希望地可移动远离废料容器或其它方式从废料容器脱离，该上缘图示性地为矩形形式。下板46可操作性地设置在下外壳部44内或邻近下外壳部44设置，以允许当废料容器26从废料接收位置移动开时进一步控制外壳内的氛围，并且在废料容器被更换为另一个时提供连续铸造的机会。下板46可以操作性地设置在外壳27中，适于当环边部45从废料容器脱离时闭合外壳的下部的或下外壳部44的开口。然后，当环边部45密封接合废料容器时，下板46可退避以允许废料材料向下通过外壳27进入废料容器26。下板46可采用如图I和图4中所示的双板部分，被可枢转地安装以在退避位置和闭合位置之间移动，或者可以如所希望地是单板部分。多个致动器(未示出)，诸如伺服机构、液压机构、气动机构以及旋转致动器可适当地设置在外壳27外侧，适于使不论何种构造的下板在闭合位置和退避位置之间移动。当被密封时，外壳27和废料容器26被填充希望的气体，比如氮气，以减少外壳中的氧气量，并为铸造带提供保护性氛围。外壳27可包括在铸造位置中在铸造轧辊正下方支撑保护性氛围的上颈圈部43。上颈圈部43可在延伸位置和开放位置之间移动，该延伸位置适于在铸造轧辊正下方支撑保护性氛围，该开放位置允许上盖42覆盖外壳27的上部。当轧辊箱11处于铸造位置时，通过一个或多个致动器(未示出)，诸如伺服机构、液压机构、气动机构和旋转致动器，上颈圈部43被移动到延伸位置，闭合在如图3中所示的与铸造轧辊12邻近的壳体部分53与外壳27之间的空间。上颈圈部43可以被水冷。上盖42可以可操作地设置在外壳27的上部内或邻近该上部，能够在覆盖外壳的闭合位置和退避位置之间移动，该退避位置通过一个或更多个致动器59，诸如伺服机构、液压机构、气动机构和旋转致动器，允许铸造带被从辊隙向下铸造并进入到外壳27中。当上盖42处于闭合位置时，轧辊箱11可从铸造位置移动开，不会显著地损失外壳中的保护性氛围。这允许通过轧辊箱快速更换铸造轧辊，因为使上盖42闭合允许外壳中的保护性氛围被保存从而其不需要更换。在轧辊箱11中安装的铸造轧辊12能够从配置站47通过转运站48被转运到铸造位置，如图2中所示。铸造轧辊12可被组装在轧辊箱11中，然后移动到配置站47，其中在配置站47中，在轧辊箱中安装的铸造轧辊可准备用于铸造。在转运站48处，在轧辊箱中安装的铸造轧辊可被更换，并且在铸造位置中，在轧辊箱中安装的铸造轧辊在连铸机中工作。铸造轧辊引导件适于允许在轧辊箱中安装的铸造轧辊在配置站和转运站之间转运，以及在转运站和铸造位置之间转运。铸造轧辊引导件可包括导轨，在轧辊箱11中安装的铸造轧辊12在该导轨上能够通过转运站在配置站和铸造位置之间移动。导轨55可在配置站47到转运站48之间延伸，并且导轨56可在转运站48到铸造位置之间延伸。在轧辊箱中安装的铸造轧辊可升高或降低到铸造位置。在一个实施例中，轧辊箱11可包括轮54，轮54能够支撑轧辊箱并使轧辊箱在导轨55、56上移动。如图2中所示，转运站48可包括转台58。导轨55、56可以能够与转运站的转台58上的导轨对准，从而转台58可在第一导轨55和第二导轨56之间转动以更换在轧辊箱中安装的铸造轧辊。转台58可绕中心轴线转动以将轧辊箱从一组导轨转运到另一组导轨。带有铸造轧辊的轧辊箱11可组装成模块方式，用以快速安装在连铸机中以准备铸造带材，并用以快速配置铸造轧辊12以进行安装。轧辊箱11包括箱框架52 ;轧辊轴承座49，能够在轧辊框架上支撑铸造轧辊12并移动铸造轧辊；和壳体部分53，布置在铸造轧辊下方，能够在铸造时在铸造轧辊正下方支承外壳27中的保护性氛围。箱框架52可包括适于协助铸造轧辊朝向彼此和背离彼此的运动的直线轴承和/或其它引导件。壳体部分53 被布置对应于外壳27的上部并与之密封接合，以包围辊隙下方的铸造带。轧辊轴承座定位系统设置在主机框架10中，具有能够被快速连接到轧辊箱的两对定位组件50，该两对定位组件适于允许铸造轧辊在箱框架52上的运动并在铸造时提供阻止铸造轧辊分离的力。定位组件50可包括压缩弹簧，该压缩弹簧如下所述被设置用以控制铸造轧辊中的一个。如图9中所示，定位组件50具有能够接合轧辊箱11的凸缘112。定位组件50可通过凸缘筒114固定到轧辊箱。凸缘筒114被接合以将凸缘112固定靠着轧辊箱11的相应表面116。替代地，定位组件50可包括致动器，诸如机械式轧辊偏压单元或伺服机构、液压或气动的缸或机构、线性致动器、旋转致动器、磁致伸缩式致动器或其它装置，以允许铸造轧辊的运动和阻止铸造轧辊在铸造时的分离。在一个替代例中，定位组件50可包括定位致动器，诸如2009年3月16日提交的美国专利申请12/404，684中公开的定位致动器。铸造轧辊12包括轴部分22，如在图8中最佳地看到的，轴部分22通过端部联接器23被连接到驱动轴34。铸造轧辊12通过由电马达(未示出)带动的驱动轴和在主机框架上安装的变速器而反向旋转。当轧辊箱被移开时，驱动轴能够从端部联接器23脱离，无需拆卸定位组件50的致动器即允许更换铸造轧辊。铸造轧辊12具有铜制周向壁，该壁内部形成有一系列纵向延伸并且周向间隔开的水冷却通道，该通道被从轴部分22中的供水管路通过轧辊端部供应冷却水，轴部分22通过旋转接头(未示出)连接到供水软管24。铸造轧辊12可以在约450mm和650mm之间。替代地，铸造轧辊12的直径可以达到1200mm或更大。铸造轧辊12的长度可达到约2000mm，或更长，以如所希望地允许生产宽度约2000mm或更宽的带材产品，以生产出与轧辊的宽度相近的带材产品。另外，铸造表面的至少一部分可制成有离散突出部的纹理分布，例如，如美国专利号7，073，565中描述和要求保护的随机的离散突出部，并且具有本文所述的表面粗糙度的逐渐减小的分布。铸造表面可被涂覆铬、镍或其它涂覆材料以保护该纹理。如图3和图5中所示，清洁刷36设置在铸造轧辊对附近，从而清洁刷36的周缘可以与铸造轧辊12的铸造表面12A接触以在铸造时从铸造表面清除氧化物。清洁刷36布置在铸造轧辊附近的铸造区域的相反侧，在辊隙18和铸造轧辊进入保护性氛围以接触熔融金属的铸熔池19的铸造区域之间。可选地，分离的清扫刷37可设置用于进一步清洁铸造轧辊12的铸造表面12A，例如如所希望地在铸造活动的起始和结束。
刀式密封件65可设置在每个铸造轧辊12附近并邻接壳体部分53。刀式密封件65可如希望地布置成接近铸造轧辊并形成在壳体部分53和铸造轧辊12之间的局部封闭。刀式密封件65允许控制刷周围的氛围，并减小热气体从外壳27通过铸造轧辊周围。通过使致动器诸如液压缸或气动缸将刀式密封件朝向铸造轧辊移动或从铸造轧辊移动离开，每个刀式密封件65的位置在铸造时是可调的。一旦轧辊箱11处于操作位置，铸造轧辊被固定到连接轧辊箱11的定位组件50，驱动轴连接到端部联接器23，并且冷却水供给联接到供水软管24。多个起重器57可用以将铸造轧辊进一步置于操作位置中。起重器57可使轧辊箱11在铸造位置中如所希望地升高、下降或横向移动。定位组件50将铸造轧辊12中的一个朝向或背离另一铸造轧辊移动，该另一铸造轧辊通常被维持靠着可调止挡件，以在铸造位置中的轧辊之间提供希望的辊隙或间隙。为控制轧辊之间的间隙并控制带材产品的铸造，铸造轧辊12中的一个通常安装在轧辊箱11中，适于在铸造时朝向和背离另一铸造轧辊12移动。定位组件50包括能够使 铸造轧辊如所希望地朝向或背离另一铸造轧辊横向移动的致动器。设置有温度传感器140，该温度传感器140适于在参考位置处感测辊隙下游处的铸造带的温度并产生与辊隙下方的铸造带的温度对应的传感器信号。设置有控制系统或控制器142，其适于控制致动器以变化在铸造轧辊之间的间隙，从而响应于传感器信号提供在辊隙处的铸造带的金属型壳之间的固液态材料的受控的量。该传感器信号从传感器接收并被处理以判定在辊隙下游的希望位置处的在感测的温度廓线与目标温度廓线之间的温度差。如图9中所示，定位组件50可包括能够使与凸缘112相连的推力元件120移动的致动器118。可选地，力传感器或载荷单元108可设置在推力元件120和凸缘112之间。载荷单元108设置成能够感测将铸造轧辊12推靠于在铸造轧辊12之间铸造的薄铸造带上的力，该力表示所感测的施加在辊隙附近的带材上的力。定位组件50可包括能够测量弹簧压缩力的额外的负载单元。定位组件50的推力元件120可包括弹簧定位装置122、具有希望的弹簧应变率的压缩弹簧124和在推力元件120中相对压缩弹簧124可移动的滑动轴126。螺旋起重器128或其它直线致动器可设置成能够使弹簧定位装置122平移，并且由此使滑动轴126前进并压缩压缩弹簧124。凸缘112连接到滑动轴126并且可相对压缩弹簧124移位。位置传感器130可设有定位组件50，以判定滑动轴126的位置，由此判定凸缘112和与之固定的轧辊轴承座49的位置。位置传感器130向控制器142提供信号，标示轧辊轴承座49以及关联的铸造轧辊12的位置，以确定在辊隙处铸造轧辊之间的间隙。铸造轧辊12被内部水冷，从而随着铸造轧辊12反向旋转，随着铸造表面旋转而接触并通过铸熔池19，型壳在铸造表面12A上固化。在铸造时，在铸造轧辊的铸造表面上形成的金属型壳在辊隙处聚拢，以在受控量的固液态材料处于金属型壳之间的情况下向下输送铸造带。如图11中图示的，固液态材料502可被吞在金属型壳500之间。在从辊隙被向下铸造的带材中的型壳之间的固液态材料502可包括熔融金属和部分固化的金属。在金属型壳之间的固液态材料的量可通过增大或减小在铸造轧辊之间的间隙来控制，并且更重要地，通过控制横跨铸造轧辊12的铸造表面12A的表面粗糙度(如本文所述)变化型壳厚度以提供受控的型壳厚度和在铸造带的中央部分中的固液态材料。
铸造轧辊12的铸造表面12A被机加工有初始的拱顶形状，以允许在使用轧辊时的热膨胀。在图19的曲线中所示的一个示例中，铸造轧辊可在冷铸造轧辊的边缘处比在铸造乳棍的中央处具有约O. 017央寸更大的铸造乳棍半径，在图19中，乳棍的中央为O. O央寸拱顶。当铸造中使用铸造轧辊时，热膨胀使轧辊的拱顶的大小减小，通常使得在铸造轧辊之间铸造的带材具有拱顶，该拱顶例如在带材宽度的中央部分中比在带材宽度的边缘部分附近厚10至100微米。铸造轧辊中的相同程度的凹形拱顶形状设置在铸造轧辊的限定轧辊表面的外缘的铜套管以及在该铜套筒上方布置的铬、镍或其它涂覆材料的镀层两者之中。铸造轧辊中的凹形拱顶可被选择成在铸造期间引起铸造轧辊热膨胀时维持希望的铸造带中的拱起，同时在铸造期间在铸造带的型壳之间提供固液态材料。铸造轧辊每个均具有铸造表面12A，铸造表面12A带有占铸造轧辊12的宽度的至少60%的中央部分150、每个占铸造轧辊12的宽度小于7%的边缘部分152和在每个边缘部分和中央部分之间的居间部分154，如图10所示。边缘部分可被变形以提供希望的热通量并且适于为带材的边缘提供受控量的固液态材料，如2008年6月24日提交的美国专利申请12/214，913中所公开的。每个铸造轧辊12的铸造轧辊表面12A的拱顶形状使得铸造 带的边缘部分152比带材宽度的中央部分150中的铸造带具有更高的温度。在一个替代例中，通过铸造轧辊表面的热通量密度可在约7mW/m2至15mW/m2之间。如上所述，利用现有的铸造轧辊，由于存在更多的固液态材料，二次加热趋于使带材的中央部分150中的型壳弱化。图12提供了在现有铸造轧辊的中央部分中的固液态材料的增大量的示意性图示。固液态材料的可变量促进了铸造带中的温度回弹和凸起。但是，横跨中央部分的粗糙度能够被控制以将型壳置于一起。通过控制横跨铸造轧辊表面的表面粗糙度，能够在带材的中央部分150中形成更厚的型壳，从而在带材的中央部分中存在较少的固液态材料，如图13中示意性地图示的。我们已经发现型壳厚度可在整个铸造轧辊宽度上变化以横跨带材宽度在型壳之间提供更均匀量的固液态材料，如图13中示意性地所示的。每个铸造轧辊的中央部分具有横跨铸造表面变化的表面粗糙度，以对应于所希望的针对铸造带形成的金属型壳厚度的变化。例如，表面粗糙度可以横跨铸造表面变化以维持型壳厚度，从而在辊隙下方沿带材宽度提供小于100微米厚度的固液态材料，如下面结合图14所讨论的。替代地，表面粗糙度可以横跨铸造表面变化以维持型壳厚度，从而在辊隙下方沿带材宽度提供小于50微米厚度的固液态材料。为横跨铸造轧辊提供可变的型壳厚度，铸造轧辊的每个边缘部分152可具有在3Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度，而中央部分150具有在边缘部分的表面粗糙度的I. 2倍和4. O倍之间的平均表面粗糙度。居间部分可以具有在边缘部分的平均表面粗糙度和中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度。替代地或另外地，居间部分154可具有在约4Ra和12Ra之间的平均表面粗糙度。居间部分154可提供从边缘部分152的表面粗糙度到中央部分150的表面粗糙度的过渡。铸造轧辊12的铸造表面12A的表面粗糙度或铸造轧辊12的中央部分150的表面粗糙度可以在从5Ra和15Ra之间选择的希望范围内变化。替代地，铸造轧辊12的铸造表面12A的表面粗糙度或铸造轧辊12的中央部分150的表面粗糙度可以在从5Ra和12Ra之间选择的希望范围内变化。例如，如图18中的示例所示的，该平均表面粗糙度可以横跨铸造表面12A的中央部分150在9Ra和13Ra之间变化。通过变化铸造表面12A的表面粗糙度，通过铸造表面的热通量可以变化，由此如所希望地在整个宽度上控制型壳厚度，以控制铸造带中的凸起。在图17中以图表示出的一个示例中，铸造轧辊的中央部分150划分为多个粗糙度区域，每个区域具有不同的平均表面粗糙度，以阶梯分区提供铸造表面的逐渐减小的表面粗糙度。如图18中所示，中央部分150的表面粗糙度可以在中央部分的整个宽度上逐渐减小，使得表面粗糙度从中央部分 150的最外部分向中央部分的中间以阶梯分布或连续的渐变度减小。替代地，表面粗糙度可以沿着铸造轧辊连续地逐渐减小。在另一替代例中，中央部分150的表面粗糙度可以在整个宽度上大致相似。每个铸造轧辊的铸造轧辊表面的拱顶形状与横跨铸造表面的中央部分150的表面粗糙度的变化相协调。换言之，轧辊拱顶形状和表面粗糙度的变化各自选择成在整个带材宽度上提供希望的型壳和固液态部分的厚度和厚度变化。在任意情形中，中央部分150的表面粗糙度将铸造带从辊隙向下传送，金属型壳在整个带材宽度上具有变化的厚度并且具有减小的凸起。在图17和图18的示例中，铸造轧辊12划分为15个粗糙度区域。在这些示例中，第一边缘部分152包括区域I和区域2，而第二边缘部分包括区域14和区域15。第一居间部分154包括区域3，而第二居间部分154包括区域13。图17和图18中的中央部分包括从铸造轧辊的第一边缘相距62mm至1282mm的粗糙度区域4至区域12，并且占铸造轧辊宽度的90%。假定铸造轧辊12根据意愿可以划分为任意数目的粗糙度区域。在另一示例(未示出)中，铸造轧辊12的中央部分150可以划分为占铸造轧辊宽度的至少60%的三个粗糙度区域。替代地，中央部分150可以划分为在3个区域和20个区域之间的数目，或更多，以控制沿铸造轧辊的表面粗糙度。每个边缘部分可以占铸造轧辊宽度的直到约7%。替代地，每个边缘部分可以占铸造轧辊宽度的直到约4%。铸造轧辊12的每个边缘部分152是至少25_宽。替代地，每个边缘部分152是至少50mm宽。在一个替代例中，边缘部分的宽度在25mm和75mm之间。替代地，边缘部分的宽度在50mm和75mm之间。边缘部分152的平均表面粗糙度可至少是4Ra。在一个替代例中，边缘部分152的平均表面粗糙度可以在5Ra和9Ra之间。例如，如图17所示，边缘部分152是区域I和区域2以及区域14和区域15，每个该区域为50mm。铸造轧辊12的每个居间部分154是至少IOmm宽，如图17的区域3和区域13所示。替代地，铸造轧辊12的每个居间部分154可以是至少25mm宽。居间部分154的平均表面粗糙度可以是至少5Ra。在一个替代例中，居间部分154的平均表面粗糙度可以在4Ra和IORa之间。居间部分154可以具有在边缘部分的平均表面粗糙度和中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度。轧辊铸造表面12A可制成有通过磨砂或喷砂制成的表面粗糙度，其中如所希望地沿着中央部分具有变化的表面粗糙度，以相应地产生变化的型壳厚度。适当的表面粗糙度能够用硬质颗粒材料通过磨砂或喷砂施加到金属基板以形成纹理，诸如具有O. 7mm至
I.4_大小的粒度的钢、氧化铝、氧化硅或碳化硅。颗粒介质可用压缩空气或其它机械装置诸如转轮被传送到轧辊表面。使用希望的粒度或具有不同粒度的介质的组合并从30psi至IlOpsi变化喷砂或磨砂空气压力，可以实现各种希望的轧辊表面粗糙度。替代地，喷丸可被用以提供表面粗糙度，其中颗粒介质通过旋转的通常带叶片的轮用受控的离心力被抛射。在喷丸处理中，喷丸速度可以变化以实现希望的表面粗糙度。在又一替代地或在另一方法之外，可设置可变管口以控制喷砂介质的流速。可变管口可以独立空气压力控制或与之结合进行控制。
图20描述了用于提供逐渐变小的表面粗糙度的变形设备的一个示例。该逐渐减小的表面粗糙度可以是阶梯分布，或替代地基于希望的表面粗糙度以及变形设备的能力和程序化，可以是连续的线性或非线性渐变度。如图20中所示，铸造轧辊12定位在收纳箱160中。铸造轧辊操作性地连接到变速旋转驱动器162。收纳箱160包括沿着轧辊长度的开口164，以在喷砂或磨砂时达到铸造轧辊表面12A。喷嘴166设置成将颗粒介质通过开口 164朝向铸造轧辊表面12A导向。开口 164可以设有密封件168，以在变形时容纳至少一部分颗粒介质。密封件168可以是双刷密封件或适于在允许喷嘴166沿着铸造轧辊12通过开口164移动的情况下保持颗粒介质的其它构造。喷嘴166操作性地连接到直线致动器170，以控制喷嘴166沿着铸造轧辊12的运动。直线致动器170可以是工业机器人，诸如图20中所示的示例。替代地，直线致动器170可以是直线运动装置以沿着铸造轧辊控制喷嘴，诸如液压致动器、齿条和齿轮、直线驱动器或其它受控的直线运动装置。直线致动器170可以由罩或盖覆盖以保护运动部件或轴承表面不会累积颗粒介质或其它残留物。在变形处理中，旋转驱动器162使铸造轧辊以预定速度旋转。颗粒介质流动开始，并且喷嘴166被指向到位于铸造轧棍12 —端处的铸造表面12A。随着铸造轧棍旋转,喷嘴166在轴向上以预定速度横向移动过铸造轧辊表面。在图17的示例中，铸造轧辊分为15个区域。在本示例中，随着喷嘴166沿着铸造轧辊平移，铸造轧辊12以16rpm旋转。随着喷嘴166从一个区域移动到另一区域，空气压力如针对该区域规定的被更高或更低地调节，并且喷嘴沿着轧辊的平移速度如针对该区域规定的被增大或减小。在图17中的示例中，颗粒介质的流速沿铸造轧辊不变化。但是，假定该流速可以沿着铸造轧辊变化。在图17的示例中，喷嘴沿着轧棍的平移速度在O. 75inch/min和约I. 5inch/min之间变化。其它的平移速度假定对应于铸造轧辊的转速和颗粒介质的流速。喷嘴166沿着铸造轧辊12在相对于铸造轧辊表面12A的恒定距离和恒定角度处以预定速度平移。喷嘴166可以定位成使得颗粒介质大致垂直地或其它希望的角度从辊的切向冲击在轧辊表面上。替代地，喷嘴可以变化，使得颗粒介质在从轧辊的切向成约60°和120°之间冲击在轧辊表面上。替代地或另外地，喷嘴可以在变形期间相对于轧辊表面更近或更远地移动。在图17的示例中，喷嘴定位成与铸造轧辊的表面相距近似3inch和3/8inch。假定喷嘴相对于铸造轧棍的表面在约2inch和6inch之间变化。在铸造轧辊上形成表面纹理之前，轧辊可以具有小于IRa的铸造表面粗糙度。替代地，铸造轧辊在形成表面纹理前的表面粗糙度可以在约IRa和3Ra之间。颗粒介质可以是根据SAE规范J444的S330的喷丸尺寸。替代地，颗粒介质的喷丸尺寸在S280至S460之间。颗粒介质可以是砂砾、氧化硅、滚珠或其它颗粒介质。在一个替代例中，颗粒可以是在根据SAE规范J444的约G16和G25之间的砂砾尺寸。变形过程受控以产生可从一个铸造轧辊重复到另一轧辊的预期轧辊表面，以控制铸造期间产生的型壳的厚度。用以产生希望的喷丸纹理和表面粗糙度的变形处理参数变形包括铸造轧辊转速、喷嘴到轧辊表面距离、喷嘴到轧辊表面角度、喷嘴横向速度、纹理行列数目、颗粒介质流速、空气压力、颗粒介质大小和形状的均匀性，以及变形之前的轧辊表面纹理。如一个示例，铜制轧辊表面可采用该方法喷丸处理，以提供希望的逐渐减少的表面粗糙度，并提供通过50微米厚度大小的薄的铬涂层保护的变形表面。连续铸造金属带的方法可包括装配目前公开的铸造轧辊，每个铸造轧辊具有铸造表面，该铸造表面带有中央部分和边缘部分，每个边缘部分具有在3Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度，而中央部分具有在所述边缘部分的表面粗糙度的I. 2倍和4. O倍之间的平均表面粗糙度，并且居间部分具有在所述边缘部分的平均表面粗糙度和所述中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度；以及横向布置所述铸造轧辊以在铸造轧辊之间的辊隙处形成间隙，通过该间隙能够铸造薄铸造带。中央部分占铸造轧辊的宽度的至少60%，并且每个边缘部分占铸造轧辊的宽度的直至7%。该方法可包括装配金属输送系统，该金属输送系统适于将熔融金属输送到辊隙之上以形成支撑在铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的端部处限定的铸熔池；以及使铸造轧辊反向旋转以在所述铸造轧辊的在辊隙处聚拢以向下输送铸造带的铸造表面上形成金属型壳，所述金属型壳在整个带材宽度上具有·变化的厚度。另外，铸造轧辊12之间在辊隙处的间隙可以变化以至少协助控制在金属型壳之间的固液态材料的量以及表面拱顶。在金属型壳之间的固液态材料的受控的量可包括熔融金属和部分固化的金属，并且可包括在型壳之间的未充分固化以自支撑的全部材料。在一个替代例中，该方法可包括步骤在从辊隙下游的参考位置处确定铸造带的目标温度廓线，该温度廓线对应于在辊隙处的铸造带的金属型壳之间的固液态材料的希望的量；在参考位置处感测辊隙下游的铸造带的温度并产生与感测的温度对应的传感器信号；以及使致动器响应于从传感器接收并被处理以确定在感测的温度廓线与目标温度廓线之间的温度差的传感器信号变化辊隙处的在铸造轧辊之间的间隙。为控制在金属型壳之间的固液态材料的量，辊隙下游的金属型壳的温度可被感测到或被测量。已知多种装置用于测量温度，包括温度廓线。这样的传感器能够感测沿着带材宽度的多个位置处的带材温度，并产生标示带材温度的电子信号。替代地或另外，温度传感器140可包括扫描高温计或阵列温度传感器。温度传感器140可定位成通过扫描高温计或其它温度感测装置在沿着带材宽度的连续区域中感测铸造带的温度。替代地，可在沿着带材宽度的离散位置中感测温度。温度传感器140可定位成横跨铸造带分段确定铸造带的温度。另外，温度传感器140可定位在辊隙下游的单个参考位置处，或可定位在辊隙下游的若干参考位置处，以提供代表性的铸造带温度。温度传感器140可以定位成在与辊隙相距在约O. 2米和2. O米之间的一个或更多个参考位置处感测温度。辊隙下游的铸造带在参考位置处的目标温度廓线可以与所希望的在铸造带的金属型壳之间的固液态材料的量经验相关。目标温度廓线可以从经验数据来确定，该经验数据可以如希望地更新。替代地或另外，目标温度廓线可以基于铸造带中的固化金属的传热特性、厚度、钢的化学成分及其它特性来计算。在任意情形中，通过在希望或可用的精度范围内的可用且希望的数据，目标温度廓线在辊隙下游的参考位置处确定，以对应于希望的沿着在铸造带的金属型壳之间的固液态材料的量。由此，目标温度廓线实际上可以是温度的相等的范围，该范围对应于在可接受范围内的沿着金属型壳之间的固液态材料的量。如图14中所示，辊隙下游的铸造带的温度可以随在铸造轧辊的整个宽度上的金属型壳之间的固液态材料的量而变化。在图14中，线A标示在带材接触被冷却的铸造轧辊的铸造表面的情况下铸造带的不断减小的温度。点B对应于辊隙，金属型壳从铸造轧辊分离以形成在辊隙下游铸造的铸造带。线C对应于由于金属型壳之间的固液态材料二次加热金属型壳在辊隙下游发生的温度回弹或回弹加热，如升高的带材表面温度所示。对于在型壳之间的固液态材料的某个量，温度反弹产生的在热轧机之前的过高温度可导致奥氏体晶粒生长和更粗的金相组织。参考点G，温度回弹可将带材二次加热至形成δ-铁素体的温度，该S -铁素体在冷却时恢复到更粗且更多变的奥氏体金相组织，并且在任意情形中，可在铸造带中引起凸起。在严重情形中，固液态材料可将金属型壳二次加热至使金属型壳再熔融的点，导致另外的不希望的表面缺陷以及可能产生的甚至铸造带的破裂。温度回弹的效应可通过控制在型壳之间的固液态材料的量来控制，其中固液态材料的量越少，则产生的凸起和其它表面缺陷往往越少，直到固液态材料的量减少至开始观察到高频震颤的量。如图14中所示，温度回弹在辊隙下游的某一距离处发生，在图14中如从弯月面所测量的。铸造带的温度回弹或二次加热的程度由退出辊隙时铸造带中的相对于固化材料的 量的固液态材料的量控制。如线D、E和F所示，在离开辊隙之后，铸造带的表面温度由于从固液态材料传送到型壳的热而升高，然后随带材冷却开始降低。线D、E和F图示了在维持相同的通过铸造轧辊表面的热通量的情况下针对铸造期间在金属型壳之间形成的固液态材料的不同的量所计算的三个温度回弹示例。线D图示了在退出辊隙时在金属型壳之间具有O微米的固液态材料的铸造带的温度。线E图示了在退出辊隙时在金属型壳之间具有50微米的固液态材料的铸造带的温度。线F图示了在退出辊隙时在金属型壳之间具有100微米的固液态材料的铸造带的温度。如线D、E和F所示，在退出辊隙时在金属型壳之间的固液态材料的更大的量对应于辊隙下游的铸造带的更高的带材温度或更大的温度回弹。利用温度回弹与金属型壳之间的固液态材料的量之间的关系，该关系计算得到和/或经验确定，辊隙下游的参考位置处的铸造带的目标温度廓线可被确定该目标温度廓线对应于所希望的在铸造带的金属型壳之间的固液态材料的量，以减少带材中的凸起以及高频震颤两者。图15A是示出现有铸造带的样品在整个带材宽度上的厚度廓线。在本示例中，铸造带的厚度在整个带材宽度上变化。参考点A和C标示的铸造带的部分比参考点B标示的部分更厚。现在参考图15B，示出了铸造带的整个带材宽度上的温度。在图15B中，带材宽度是沿着y_轴的宽度，而铸造带的表面温度图示为在沿着X-轴的选定时间段上的温度。如所图示的，参考点A和C处的带材温度比参考点B处的铸造带的温度高。在本示例中，铸造带的较薄部分，即参考点B，近似为1450°C，而带材的较厚部分，即参考点A和C，近似为1500°C -1520°C，原因在于在型壳之间的更多量的固液态材料。图16A示出了本铸造带的样品在整个带材宽度上的厚度廓线的曲线图。如本示例中所示，铸造带的厚度在整个带材宽度上具有较小的变化。另外，如图16B所示，铸造带在本带材的整个宽度上的温度在整个宽度上具有较小变化，并且总体上低于图15B中所示的温度。改进的温度廓线和厚度廓线反映了在金属型壳之间的固液态材料的受控量。在辊隙下游测量带材温度处的参考位置可以设置在各种位置中。该参考位置可以是辊隙下游的单个位置或可以是多个位置。如图14中所示，在铸造带温度与金属型壳之间的固液态材料的量之间的关系可延续辊隙下游的某一距离，并且参考位置可以在该距离内选择。该参考位置可以从辊隙相距在约O. 2米和2. O米之间。在一个示例中，该参考位置可以是在辊隙下游O. 5米处。在另一示例中，该参考位置可以是在辊隙下游I米处。但是，如图14中所示，距离辊隙太近的参考位置将脱出温度回弹的范围，并且下游热损将缩减距辊隙过远的参考位置的可测量效果。由于辊隙正下方的铸造带的高温，布置参考位置时还可考虑实际限制。如对于本领域技术人员清楚的，目标温度廓线可以是如希望地在控制器中使用的在一个或更多个参考位置处的一个或更多个温度。该目标温度廓线还可以根据组合多个温度测量结构的公式确定。铸造带的温度可被感测到，可产生与感测的温度对应的传感器信号。传感器信号可以是电子传感器信号。另外，各种信号处理技术，诸如平均化、求和、差分化和滤波，可应用到与感测的温度对应的传感器信号。这样的信号处理技术可提高控制器142的性能或稳定性和/或提高铸造带的品质。传感器信号可对应于单个温度测量结果或多个温度测量结果。传感器信号还可对应于多个温度测量结果的组合。在另一示例中，多个传感器信号可 被用以对应于在铸造带的整个宽度和/或长度上的多个位置处的铸造带的温度。为控制铸造轧辊12的位置，致动器可响应于从传感器接收到并被处理以确定在感测的温度廓线与目标温度廓线之间的温度差的传感器信号变化铸造轧辊之间的间隙。该传感器信号可通过任意适当的信号处理技术被处理以确定在感测的温度廓线与目标温度廓线之间的温度差，该信号处理技术包括模拟或数字处理。在辊隙处在铸造轧辊12之间的间隙可被伺服机构或另一驱动器变化，以控制在金属型壳之间的固液态材料的量。例如，可通过致动器响应被处理以确定在感测温度和目标温度之间的温度差的传感器信号来变化铸造轧辊之间的间隙，以协助将金属型壳之间的固液态材料的量控制在约10微米和200微米之间，并且更具体地在约10微米和100微米之间。在另一示例中，可通过致动器响应被处理的传感器信号来变化铸造轧辊之间的间隙，以将铸造带的金属型壳之间的固液态材料的量控制在约20微米和50微米之间。连续铸造金属带的方法还可包括使铸造轧棍反向旋转，以提供在40m/min和100m/min之间的铸造速度。在一个示例中，铸造带的铸态厚度可以在O. 6mm和2. 4mm之间。依据铸造系统的能力，还假定了其它的铸态厚度。在任意情形中，铸态厚度可以在铸造带的热轧之后大于希望的最终产品的厚度。如先前讨论的，熔融金属的铸熔池被支撑在铸造轧辊12的铸造表面上在辊隙之上。铸熔池高度可以在辊隙之上在约125mm和225mm之间，其中铸造轧辊的直径在约450mm和650mm之间。在一个示例中，铸熔池高度可以在约160mm和180mm之间。在另一示例中，铸熔池高度可以在辊隙之上大于250mm，例如当使用更大的铸造轧辊时。铸熔池高度被测量为在铸熔池的弯月面与辊隙之间的竖向距离。另外，在一个示例中，通过铸造轧辊的热通量密度可以是7mW/m2至15mW/m2。用于连续铸造金属带的设备可具有一对可反向旋转铸造轧辊，该铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造轧辊被横向定位以在辊隙处在铸造轧辊之间形成间隙，通过该间隙能够铸造薄铸造带；金属输送系统，所述金属输送系统适于将熔融金属输送到辊隙之上以形成支撑在铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，铸造轧辊在辊隙处聚拢以将铸造带从辊隙向下输送，其中在金属型壳之间带有受控量的固液态材料；传感器，所述传感器适于在辊隙下游在参考位置处感测所铸造的铸造带温度并产生与辊隙下方的铸造带温度对应的传感器信号；以及控制器142，所述控制器142适于响应于传感器信号控制致动器以变化铸造轧辊之间的间隙，从而提供在辊隙处在铸造带的整个宽度上的金属型壳之间的受控量的固液态材料。所述传感器信号从传感器接收并且被处理以确定在感测温度和目标温度之间的温度差。在又一示例中，连续铸造金属带的方法还可以包括感测铸造轧辊的位置或定位，感测施加在辊隙附近的带材上的力，和/或感测辊隙下游的铸造带的厚度廓线。传感器信号可被产生以对应于位置、力或廓线测量结果，除了对应于铸造带的感测温度从而在整个带材宽度上在金属型壳之间提供受控量的固液态材料的传感器信号，对应于位置、力和/或厚度廓线测量结果的传感器信号可被用于控制轧辊的位置、作用在轧辊上的力和带材的下游厚度廓线。例如，位置传感器130可设置并定位成能够感测铸造轧辊12的位置，并产生表示每个铸造轧辊位置的电子信号以确定铸造轧辊之间的间隙。控制器142可以能够接收标示 每个铸造轧辊的位置的电子信号，并使致动器响应于从位置传感器接收的传感器信号以及从带材温度传感器140接收并被处理以确定在感测温度和目标温度之间的温度差的传感器信号，而变化铸造轧辊之间在辊隙处的间隙。位置传感器130可以是直线位移传感器，诸如，例如但不限于电压差分传感器、可变电感传感器、可变电容传感器、涡流传感器、磁性位移传感器、光学位移传感器或其它的位移传感器。控制器142可包括一个或更多个控制器，诸如可编程计算机、可编程微控制器、微处理器、可编程逻辑控制器、信号处理器或能够接收温度和轧辊位置传感器信号、处理该传感器信号以确定在感测温度和目标温度之间的温度差并提供能够使致动器如所希望地移动的控制信号的其它可编程控制器。另外，控制器142可响应于施加在辊隙附近的带材上的力控制带产品的铸造。力传感器或载荷单元108能够感测施加在辊隙附近的带材上的力并产生标示感测的带材上的力的电子信号。然后控制器142可以能够接收标示感测到的施加在带材上的力的电子信号并使致动器响应于感测的施加在带材上的力而移动铸造轧辊。控制器142可以能够使致动器响应于感测的施加在带材上的力而在每个铸造轧辊的每个端部处移动。控制器可利用温度传感器数据、位置传感器数据和力传感器数据来控制带产品的铸造，以实现理想特性。如美国专利7，464，764中所述，通过具有高于所需的轧辊分离力以平衡铸熔池的钢铁水静压力并且克服与移动轧辊相关的机械摩擦，能够控制铸造带中的计量变化。具体地，在2N/mm和4. 5N/mm范围内的轧棍分离力有效控制了带材的品质。在又一实施例中，厚度廓线传感器可定位在辊隙下游，以能够在沿着带材宽度的多个位置处感测带材厚度廓线，并产生标示辊隙下游的带材厚度廓线的电子信号。在一个示例中，廓线传感器可定位在适于感测辊隙下游的铸造带温度的传感器附近。然后，在与辊隙下方的铸造带温度对应的传感器信号之外，控制器142可以能处理标示带材厚度廓线的电子信号，并使致动器响应于标示带材厚度廓线的电子信号来移动铸造轧辊并且进一步控制铸造带的厚度廓线。明显的，当前公开的利用温度传感器140的方法和设备的使用可以具有或不具有上述的位置传感器、力传感器和廓线传感器。
虽然已经参考某些实施例描述了本发明，本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可作出各种改变，并且可替换等效物。另外，在不偏离本发明的范围的 前提下，可作出许多修改以使具体情形或材料适合于本发明的教导。因此，应当认为本发明不局限于落在所附权利要求书的范围内的具体实施例。
权利要求
1.一种连续铸金属带的方法，所述方法包括 装配一对可反向旋转的铸造轧辊以在所述铸造轧辊之间的辊隙处形成间隙，通过所述间隙能够铸造薄铸造带，每个所述铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造表面带有占所述铸造轧辊的宽度的至少60%的中央部分、每个均占所述铸造轧辊的宽度的直至7%的两个边缘部分和位于每个所述边缘部分与所述中央部分之间的至少一个居间部分，每个所述边缘部分具有在3Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度，所述中央部分具有在所述边缘部分的表面粗糙度的I. 2倍和4. 0倍之间的平均表面粗糙度，并且所述居间部分具有在所述边缘部分的平均表面粗糙度和所述中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度， 装配金属输送系统，所述金属输送系统适于在所述辊隙之上输送熔融金属，以形成支撑在所述铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，并且 使所述铸造轧辊反向旋转，以在所述铸造轧辊的铸造表面上形成金属型壳，所述铸造轧辊在所述辊隙处聚拢以向下输送铸造带，所述金属型壳在带材宽度上具有变化的厚度。
2.根据权利要求I所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上的渐变度成阶梯分布。
4.根据权利要求2所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
5.根据权利要求3所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中横跨每个所述边缘部分的表面粗糙度在I. ORa内。
7.根据权利要求I所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在宽度上大致相似。
8.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述边缘部分的宽度在50mm和75mm之间。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述边缘部分的宽度在25mm和75mm之间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述边缘部分具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述边缘部分具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述铸造轧辊的直径在450mm和650mm之间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的所述铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
14.根据权利要求1-12中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
15.根据权利要求1-12中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。
16.根据权利要求1-12中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。
17.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状与所述铸造表面的整个中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。
18.根据权利要求17所述的连续铸造金属带的方法，其中所述拱顶形状设置成阶梯分布。
19.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更闻的温度。
20.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的中央部分的表面粗糙度横跨所述铸造表面变化，以对应于所希望的针对所述铸造带形成的金属型壳厚度的变化。
21.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述铸造带的铸态厚度在0. 6mm和2. 4mm之间。
22.根据前述权利要求中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述铸熔池高度在所述辊隙之上125mm和225mm之间。
23.—种连续铸造金属带的设备，所述设备包括 一对可反向旋转铸造轧辊，每个所述铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造表面带有占所述铸造轧辊的宽度的至少60%的中央部分、每个均占所述铸造轧辊的宽度的直至7%的两个边缘部分和位于每个所述边缘部分与所述中央部分之间的至少一个居间部分，每个所述边缘部分具有在3Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度，所述中央部分具有在所述边缘部分的表面粗糙度的I. 2倍和4. 0倍之间的平均表面粗糙度，并且所述居间部分具有在所述边缘部分的平均表面粗糙度和所述中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度，以及所述一对可反向旋转铸造轧辊被横向定位以在所述铸造轧辊的所述铸造表面之间的辊隙处形成间隙，通过所述间隙能够铸造薄铸造带， 金属输送系统，所述金属输送系统适于在所述辊隙之上输送熔融金属以形成支撑在所述铸造轧辊的所述铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，和 驱动系统，所述驱动系统适于使所述铸造轧辊反向旋转，以在所述铸造轧辊的所述铸造表面上形成金属型壳，所述铸造轧辊在所述辊隙处聚拢以向下输送所述铸造带，所述金属型壳在带材宽度上具有变化的厚度。
24.根据权利要求23所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小。
25.根据权利要求24所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上的渐变度成阶梯分布。
26.根据权利要求24所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
27.根据权利要求25所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
28.根据权利要求23-27中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中横跨每个所述边缘部分的表面粗糙度在I. ORa内。
29.根据权利要求23所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在宽度上大致相似。
30.根据权利要求23-29中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述边缘部分的宽度在50mm和75mm之间。
31.根据权利要求23-29中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述边 缘部分的宽度在25mm和75mm之间。
32.根据权利要求23-31中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述边缘部分具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。
33.根据权利要求23-31中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述边缘部分具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。
34.根据权利要求23-33中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述铸造轧棍的直径在450mm和650mm之间。
35.根据权利要求23-34中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
36.根据权利要求23-34中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
37.根据权利要求23-34中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。
38.根据权利要求23-34中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度以阶梯分布在5Ra和12Ra之间的范围内变化。
39.根据权利要求23-38中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状与所述铸造表面的整个中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。
40.根据权利要求39所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述拱顶形状设置成阶梯分布。
41.根据权利要求23-40中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。
42.根据权利要求23-41中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述铸造轧辊的中央部分的表面粗糙度横跨所述铸造表面变化，以对应于所希望的针对所述铸造带形成的金属型壳厚度的变化。
43.根据权利要求23-42中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述铸造带的铸态厚度在0. 6mm和2. 4mm之间。
44.一种连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，包括 装配一对可反向旋转铸造轧辊，以在所述铸造轧辊之间的辊隙处形成间隙，通过所述间隙能够铸造薄铸造带，每个所述铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造表面带有至少中央部分和边缘部分，所述中央部分具有横跨所述中央部分变化的表面粗糙度，以对应于所希望的横跨所述铸造带的金属型壳厚度的变化， 装配金属输送系统，所述金属输送系统适于在所述辊隙之上输送熔融金属，以形成支撑在所述铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，并且 使所述铸造轧辊反向旋转，以在所述铸造轧辊的铸造表面上形成金属型壳，所述铸造轧辊在所述辊隙处聚拢以向下输送所述铸造带，所述金属型壳在带材宽度上具有变化的厚度。
45.根据权利要求44所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的铸造表面包括在所述中央部分和每个所述边缘部分之间的居间部分。
46.根据权利要求44或45所述的续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小。
47.根据权利要求46所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上的渐变度成阶梯分布。
48.根据权利要求46所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
49.根据权利要求47所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
50.根据权利要求44-49中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中横跨每个所述边缘部分的表面粗糙度在I. ORa内。
51.根据权利要求44所述的连续铸造金属带的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在宽度上大致相似。
52.根据权利要求44-51中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述边缘部分的宽度在50mm和75mm之间。
53.根据权利要求44-51中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述边缘部分的宽度在25mm和75mm之间。
54.根据权利要求44-53中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述边缘部分具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。
55.根据权利要求44-53中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述边缘部分具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。
56.根据权利要求44-55中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中所述铸造轧棍的直径在450mm和650mm之间。
57.根据权利要求44-56中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
58.根据权利要求44-56中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中每个铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
59.根据权利要求44-56中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和12Ra之间的范围内变化。
60.根据权利要求44-56中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中每个铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和12Ra之间的范围内变化。
61.根据权利要求44-60中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状与所述铸造表面的所述中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。
62.根据权利要求44-61中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中所述拱顶形状设置成阶梯分布。
63.根据权利要求44-62中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。
64.根据权利要求44-63中任一项所述的连续铸造金属带的方法，其中每个所述铸造轧辊的中央部分的表面粗糙度横跨所述铸造表面变化，以对应于所希望的针对所述铸造带形成的金属型壳厚度的变化。
65.根据权利要求44-64中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中所述铸造带的铸态厚度在0. 6mm和2. 4mm之间。
66.根据权利要求44-65中任一项所述的连续铸造具有减小的凸起的金属带的方法，其中所述铸熔池高度在所述辊隙之上125_和225_之间。
67.一种用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，所述设备包括 一对可反向旋转铸造轧辊，每个所述铸造轧辊具有铸造表面，所述铸造表面带有至少中央部分和边缘部分，所述中央部分具有横跨所述铸造表面变化的表面粗糙度，以对应于所希望的横跨铸造带的金属型壳厚度的变化，并且所述一对可反向旋转铸造轧辊被横向定位成在所述铸造轧辊的铸造表面之间的辊隙处形成间隙，通过所述间隙能够铸造薄铸造带， 金属输送系统，所述金属输送系统适于在所述辊隙之上输送熔融金属，以形成支撑在所述铸造轧辊的铸造表面上并且在所述铸造轧辊的边缘处限定的铸熔池，和 驱动系统，所述驱动系统适于使所述铸造轧辊反向旋转，以在所述铸造轧辊的铸造表面上形成金属型壳，所述铸造轧辊在所述辊隙处聚拢以向下输送所述铸造带，所述金属型壳在整个带材宽度上具有变化的厚度。
68.根据权利要求67所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述铸造轧辊的铸造表面包括在所述中央部分和每个所述边缘部分之间的居间部分。
69.根据权利要求67或68所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小。
70.根据权利要求69所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上的渐变度成阶梯分布。
71.根据权利要求69所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
72.根据权利要求70所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
73.根据权利要求67-72中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中横跨每个所述边缘部分的表面粗糙度在I. ORa内。
74.根据权利要求67所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述中央部分的表面粗糙度在宽度上大致相似。
75.根据权利要求67-74中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述边缘部分的宽度在50mm和75mm之间。
76.根据权利要求67-74中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述边缘部分的宽度在25mm和75mm之间。
77.根据权利要求67-76中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述边缘部分具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。
78.根据权利要求67-76中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述边缘部分具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。
79.根据权利要求67-78中任一项所述的用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，其中所述铸造轧棍的直径在450mm和650mm之间。
80.根据权利要求67-79中任一项所述的用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
81.根据权利要求67-79中任一项所述的用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，其中每个铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
82.根据权利要求67-79中任一项所述的用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和12Ra之间的范围内变化。
83.根据权利要求67-79中任一项所述的用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，其中每个铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和12Ra之间的范围内变化。
84.根据权利要求67-83中任一项所述的用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状与所述铸造表面的整个所述中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。
85.根据权利要求84所述的用于连续铸造金属带的设备，其中所述拱顶形状设置成阶梯分布。
86.根据权利要求67-85中任一项所述的用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。
87.根据权利要求67-86中任一项所述的用于连续铸造金属带的设备，其中每个所述铸造轧辊的中央部分的表面粗糙度横跨所述铸造表面变化，以对应于所希望的针对所述铸造带形成的金属型壳厚度的变化。
88.根据权利要求67-87中任一项所述的用于连续铸造具有减小的凸起的金属带的设备，其中所述铸造带的铸态厚度在0. 6mm和2. 4mm之间。
89.—种在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，包括 提供变形设备，所述变形设备适于将颗粒介质沿预定定向向铸造轧辊表面输送，可选地使用空气压力输送， 在旋转所述铸造轧辊的情况下在轴向上沿所述铸造轧辊表面移动所述变形设备， 在所述变形设备在轴向上沿所述铸造轧辊表面平移时，变化来自组中的一个或更多个参数，所述组包括所述变形设备的平移速度、所述铸造轧辊的转速、所述颗粒介质的流速，并且如果存在，所述变形设备的空气压力， 在占所述铸造轧辊的宽度的至少60%的所述铸造轧辊的中央部分、每个均占所述铸造轧辊的宽度的直至7%的两个边缘部分和位于每个所述边缘部分与所述中央部分之间的至少一个居间部分上形成表面粗糙度，每个所述边缘部分具有在3Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度，所述中央部分具有在所述边缘部分的表面粗糙度的I. 2倍和4. 0倍之间的平均表面粗糙度，并且所述居间部分具有在所述边缘部分的平均表面粗糙度和所述中央部分的平均表面粗糙度之间的平均表面粗糙度。
90.根据权利要求89所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，还包括随着所述变形设备在轴向上沿着所述铸造轧辊表面平移，变化喷嘴角度和/或在所述变形设备和铸造表面之间的距离。
91.根据权利要求89或90所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，包括在0.25inch/min和4inch/min之间变化所述变形设备沿着所述铸造轧棍的平移速度。
92.根据权利要求89-91中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，包括在IOrpm和20rpm之间变化所述铸造轧辊的转速。
93.根据权利要求89-92中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，包括在10磅/分钟和60磅/分钟之间变化所述颗粒介质的流速。
94.根据权利要求89-93中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，包括在10磅/平方英寸和120磅/平方英寸之间变化所述变形设备的空气压力。
95.根据权利要求89-94中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小。
96.根据权利要求95所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上的渐变度成阶梯分布。
97.根据权利要求89-96中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
98.根据权利要求89-96中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在其宽度上逐渐减小，所述中央部分的中间部分比所述中央部分的最外部分处的表面粗糙度低至少2Ra。
99.根据权利要求89-98中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中横跨每个所述边缘部分的表面粗糙度在I. ORa内。
100.根据权利要求89-99中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述中央部分的表面粗糙度在宽度上大致相似。
101.根据权利要求89-100中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中每个所述边缘部分的宽度在50mm和75mm之间。
102.根据权利要求89-100中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中每个所述边缘部分的宽度在25mm和75mm之间。
103.根据权利要求89-102中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述边缘部分具有在5Ra和7Ra之间的平均表面粗糙度。
104.根据权利要求89-102中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述边缘部分具有在3Ra和6Ra之间的平均表面粗糙度。
105.根据权利要求89-104中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
106.根据权利要求89-104中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中每个铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度在5Ra和15Ra之间的范围内变化。
107.根据权利要求89-104中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中每个所述铸造轧辊的宽度上的铸造表面的表面粗糙度以阶梯分布在5Ra和12Ra的范围内变化。
108.根据权利要求89-104中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中每个铸造轧辊的所述中央部分的铸造表面的表面粗糙度以阶梯分布在5Ra和12Ra的范围内变化。
109.根据权利要求89-107中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状与所述铸造表面的整个中央部分上的表面粗糙度的变化相协调。
110.根据权利要求109所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述拱顶形状设置成阶梯分布。
111.根据权利要求89-110中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中所述铸造轧辊具有适于在所述铸造带中形成拱顶的拱顶形状，并且每个所述铸造轧辊的铸造轧辊表面的所述拱顶形状使得所述铸造带的边缘部分比位于所述带材宽度的中央部分中的铸造带具有更高的温度。
112.根据权利要求89-111中任一项所述的在铸造轧辊上形成表面粗糙度的方法，其中每个所述铸造轧辊的中央部分的表面粗糙度横跨所述铸造表面变化，以对应于所希望的针对所述铸造带形成的金属型壳厚度的变化。
全文摘要
本公开涉及用于连续铸造金属带的设备和方法，包括一对具有铸造表面的铸造轧辊，该铸造表面带有中央部分、每个具有在(3)Ra和(7)Ra之间的平均表面粗糙度的边缘部分和位于每个边缘部分和中央部分之间的居间部分，中央部分的平均表面粗糙度在边缘部分表面粗糙度的1.2倍和4.0倍之间，并且居间部分平均表面粗糙度在边缘和中央部分的平均表面粗糙度之间。中央部分的表面粗糙度在其整个宽度上逐渐减小，并且可在其整个宽度上以阶梯分布逐渐减小。中央部分可具有横跨表面变化的表面粗糙度，以对应于所希望的横跨铸造带的金属型壳厚度的变化。中央部分可占铸造轧辊宽度的至少60%，并且每个边缘部分可占铸造轧辊宽度的直至7%。
文档编号B22D11/06GK102712035SQ201080060330
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年10月30日
发明者D.W.麦戈伊, J.J.翁德罗维克, M.许伦, R.B.马哈帕特瑞, T.帕特森 申请人:纽科尔公司