專利名稱：雙軋輥型帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥及其表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)(twin-roll strip caster)的鑄軋輥 (casting roll)以及一種對(duì)該鑄軋輥進(jìn)行表面處理的方法，更具體地，涉及一種雙軋輥帶 鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥以及一種對(duì)該鑄軋輥進(jìn)行表面處理的方法，其中在該鑄軋輥的端面上形 成一具有高硬度和適合厚度的鎳-硼(Ni-B)合金鍍層(plating layer)，該鑄軋輥的端面 與耐火材料接觸，由此提高了耐用性。
背景技術(shù)：
如圖1所示，通常，在使用雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)形成一帶鋼(strip)的方法中，存儲(chǔ) 在鋼水包(ladle) 1中的鋼水被引入到中間包(timdish)2中，接著被輸送至設(shè)置在鑄軋輥 6兩端的側(cè)封(edgedams)5之間的一空間中，也即，通過(guò)一注入噴嘴3被輸送至鑄軋輥6之 間的空間以開(kāi)始凝固。在這種情況下，凹面護(hù)罩(meniscus shield) 4被安裝在鑄軋輥6的 上方以保護(hù)鋼水池以及防止鋼水的氧化。隨后，鋼水在通過(guò)鑄軋輥6之間的軋輥縫7時(shí)被 成形為一帶鋼8，接著該帶鋼8被拉出、冷卻，且然后被卷繞機(jī)(winder)9卷繞。同樣地，在使用雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)使鋼水形成為一個(gè)厚度為10mm或更小的帶鋼 的方法中，鋼水經(jīng)由注入噴嘴3在彼此相反的方向上旋轉(zhuǎn)的水冷式鑄軋輥6之間快速地穿 過(guò)是很重要的，且因此可以高產(chǎn)量地生產(chǎn)具有期望厚度的無(wú)裂紋帶鋼。同時(shí)，使用一種電解電鍍(electrolytic plating)方法來(lái)處理一連鑄鑄模 (mold)的表面。如圖2所示，鑄軋輥6——電鍍(plating)的主體(subject)——被連接至 陰極，被用來(lái)電鍍?cè)撝黧w的金屬10被連接至陽(yáng)極。之后，該主體被完全地浸入一種包含該 電鍍金屬的電鍍?nèi)芤褐?，且接著電流被?yīng)用至這一系統(tǒng)，由此獲得一個(gè)具有期望厚度的鍍 層。在這種情況下，鑄軋輥6——電鍍的主體——被旋轉(zhuǎn)以提高電鍍質(zhì)量，并且如果該 鑄軋輥6是平坦的，電鍍?nèi)芤罕恍D(zhuǎn)以形成一個(gè)均勻的鍍層。在這種情況下，首先，鎳鍍層 在銅板(copper plate)上形成；其次，為高硬度鍍層的鎳-鎢(Ni_W)鍍層、鎳-鈷(Ni_Co) 鍍層或類似鍍層在其上形成以提高耐用性。在電鍍鑄模的這一常規(guī)方法中，主要使用了鎳(Ni)，關(guān)于電鍍條件諸如電流密度、 電鍍?nèi)芤簻囟鹊龋_(kāi)了以下的技術(shù)。日本未審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書No. 1998-066049公開(kāi)了一種通過(guò)噴射涂 覆鑄軋輥的端面來(lái)提高鑄軋輥的耐用性的技術(shù)。日本未審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書 No. 1989-254357公開(kāi)了一種用于通過(guò)以下方式提高鑄模耐用性和質(zhì)量的技術(shù)首先，在鑄 模的表面上形成鎳(Ni)鍍層；其次，接著在鎳(Ni)鍍層上形成一個(gè)鉻(Cr)鍍層。日本未審 查的專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書No. 1990-047890公開(kāi)了一種用于通過(guò)以下方式提高鑄模質(zhì)量的 技術(shù)在鑄模的表面上形成一個(gè)鎳(Ni)鍍層且接著通過(guò)一種石墨(graphite)涂覆方法來(lái) 降低傳熱系數(shù)且因此降低溫度變化率。日本未審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書No. 2001-205399 公開(kāi)了一種用于通過(guò)以下方式來(lái)提高鑄軋輥耐用性的技術(shù)首先，在鑄軋輥上形成一個(gè)鎳(Ni)鍍層；其次，接著在鎳(Ni)鍍層上形成一個(gè)為高硬度鍍層的鎳-鎢(Ni-W)鍍層、 鎳-鈷(Ni-Co)鍍層或類似鍍層。然而，在這些常規(guī)技術(shù)中，基本地，一個(gè)鎳(Ni)鍍層首先被形成，其次接著被硬質(zhì) 電鍍(hard-plated)或噴射涂覆(spray-coated)用于防護(hù)。具體而言，這些是有問(wèn)題的， 即由于硬質(zhì)鍍層具有高硬度，但另一方面其具有高的內(nèi)應(yīng)力，因此很容易斷裂，結(jié)果是其被 限制為厚度必須很薄，導(dǎo)致其不能容易被應(yīng)用在將要被電鍍的主體的極度磨損部分。因此，由于硬質(zhì)鍍層厚度的限制，存在以下問(wèn)題硬質(zhì)層不能夠容易地被應(yīng)用至鑄 軋輥的端面，結(jié)果其端面由于與側(cè)封接觸而被磨損；以及鑄軋輥的耐用性降低。在此未被描述的參考標(biāo)號(hào)中，在圖2中“20”是一個(gè)電鍍槽(plating bath)，“40” 是一個(gè)整流器(rectifier)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題因此，謹(jǐn)記發(fā)生在現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，作出了本發(fā)明，且本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是 提供一種雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥以及一種對(duì)該鑄軋輥進(jìn)行表面處理的方法，其中通過(guò) 在一個(gè)鎳鍍層上噴射硼溶液而在鑄軋輥的端面上形成一個(gè)鎳_硼合金鍍層，使得可以形成 一個(gè)具有足夠厚度和高硬度的鍍層，由此提高了該鑄軋輥的耐用性且穩(wěn)定了該鑄軋輥的表 面的質(zhì)量。技術(shù)方案為了完成上述目標(biāo)，本發(fā)明的一方面提供一種雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，包括 一個(gè)鎳鍍層，其在該鑄軋輥的外圓周表面和端面上形成；一個(gè)鎳_硼合金鍍層，其在位于該 鑄軋輥的端面上的鎳鍍層上形成；以及一個(gè)硬質(zhì)鍍層，其在位于該鑄軋輥的外圓周表面上 的鎳鍍層以及位于該鑄軋輥的端面上的鎳_硼合金鍍層的外圓周表面上形成。本發(fā)明的另一方面提供一種雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，包括一個(gè)鎳_硼合金 鍍層，其在該鑄軋輥的端面上形成；一個(gè)鎳鍍層，其在該鑄軋輥的外圓周表面和位于該鑄軋 輥的端面上的鎳-硼合金鍍層的外圓周表面上形成；以及一個(gè)硬質(zhì)鍍層，其在鎳鍍層上形 成。在該鑄軋輥中，該鎳-硼合金層的厚度可以為0. 1 2. 0mm。此外，該鎳-硼合金層的硬度可以為300 lOOOHv。此外，該硬質(zhì)鍍層可以由Ni-W或Ni-Co制成。此外，該鎳鍍層和該硬質(zhì)鍍層之間的界面是經(jīng)過(guò)軋輥凸面加工(roll-crowned) 或糙化加工(roughened)的。為了完成上述目標(biāo)，本發(fā)明的又一方面提供了 一種對(duì)雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥 進(jìn)行表面處理的方法，包括通過(guò)一種電解電鍍方法在該鑄軋輥的外圓周表面和端面上形 成一個(gè)鎳鍍層；通過(guò)在進(jìn)行鎳電鍍處理時(shí)在該鎳鍍層上噴射硼溶液以使硼浸入該鎳鍍層 中，在位于該鑄軋輥的端面上的鎳鍍層上形成一個(gè)鎳_硼合金鍍層；以及在位于該鑄軋輥 的外圓周表面上的鎳鍍層和位于該鑄軋輥的端面上的鎳-硼合金鍍層的外圓周表面上形 成一個(gè)硬質(zhì)鍍層。本發(fā)明的再一方面提供了一種對(duì)雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥進(jìn)行表面處理的方
4法，包括通過(guò)在鑄軋輥的端面上進(jìn)行電鍍鎳鍍層處理時(shí)在其上噴射硼溶液以使硼浸入鎳 中，在該鑄軋輥的端面上形成一個(gè)鎳-硼合金鍍層；通過(guò)在該鑄軋輥的外圓周表面和位于 該鑄軋輥的端面上的鎳-硼合金鍍層的外圓周表面上噴射鎳溶液，在其上形成一個(gè)鎳鍍 層；以及在該鎳鍍層上形成一個(gè)硬質(zhì)鍍層。所述對(duì)雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥進(jìn)行表面處理的方法還可以包括在形成鎳鍍 層后，在該鑄軋輥的外圓周表面上進(jìn)行軋輥的凸面加工和糙化加工。有益效果根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于對(duì)雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥進(jìn)行表面處理，通過(guò)在一個(gè)鎳鍍 層上噴射硼溶液在鑄軋輥的端面上形成一個(gè)鎳-硼合金鍍層，使得可以形成一個(gè)具有足夠 厚度和高硬度的鍍層，由此提高了該鑄軋輥的耐用性以及該鑄軋輥的邊緣的質(zhì)量。


圖1是顯示一種普通的帶鋼連鑄方法的示意圖；圖2是顯示一個(gè)用于電鍍鑄軋輥的常規(guī)裝置的示意圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)用于電鍍鑄軋輥的裝置的示意圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的鍍層的截面圖；以及圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的鍍層的硬度分布的圖表。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一種用于電鍍鑄軋輥的裝置的示意圖， 圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的鍍層的截面圖，以及圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施方案的鍍層的硬度分布的圖表。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一種用于電鍍鑄軋輥的裝置與圖2中的用于電鍍鑄軋 輥的常規(guī)裝置基本相同，除了充滿電鍍?nèi)芤?00的電鍍槽200在其一側(cè)額外地設(shè)置了一個(gè) 用來(lái)注入硼(boron)溶液以電鍍鑄軋輥100端面的噴嘴500。此外，如同用于電鍍鑄軋輥的常規(guī)裝置中一樣，鑄軋輥100連接至已通過(guò)整流器 600的陰極，且將被電鍍的金屬400連接至已通過(guò)整流器600的陽(yáng)極。一種使用這一電鍍裝置來(lái)電鍍鑄軋輥的方法包括(a)在鑄軋輥100的兩側(cè)上形 成一個(gè)鎳鍍層；(b)在形成鎳鍍層的步驟期間通過(guò)在鎳鍍層上噴射硼溶液而使該鎳鍍層形 成為一個(gè)鎳(Ni)_硼(B)合金鍍層；以及(c)在鑄軋輥的圓柱形部分上形成一個(gè)硬質(zhì)鍍層。在這種情況下，該鎳-硼合金鍍層是這樣形成的通過(guò)在形成鎳鍍層的同時(shí)在該 鎳鍍層上噴射硼溶液持續(xù)一預(yù)定時(shí)間，由此將硼和鎳組合以成為鎳_硼合金。該鍍層的硬 度隨噴射硼的總量和速度變化。此外，在該硬質(zhì)鍍層形成之前，在該鑄軋輥100的圓柱形部分的表面上進(jìn)行了軋 輥的凸面加工(crowning)和糙化加工(表面微凹)(dimpling)，從而提高質(zhì)量。同樣地，在本發(fā)明中，由于如果有必要的話鍍層的硬度可以被控制，其可以不被限 制在一個(gè)具體范圍內(nèi)。本發(fā)明的主要技術(shù)思路的特征在于硼溶液在鎳電鍍過(guò)程期間被噴 射在鎳鍍層上，然后硼被浸入到該鎳鍍層中使得硼和鎳形成合金，由此在增加了該鍍層厚度的同時(shí)提高了該鍍層的硬度。根據(jù)本發(fā)明的鍍層的形成可以以圖4(a)和圖4(b)的形式進(jìn)行。例如，參考圖4(a)，首先，鎳鍍層110和112分別在鑄軋輥100的外圓周表面和 端面上形成，然后在該鑄軋輥100的端面上形成的鎳鍍層112上形成一個(gè)鎳-硼合金鍍層 120，并且最終在鑄軋輥100的外圓周表面上形成的鎳鍍層110和所述鎳-硼合金鍍層120 上形成一個(gè)硬質(zhì)鍍層130。在這種情況下，優(yōu)選地，在硬質(zhì)鍍層130形成之前，在鑄軋輥100的外圓周表面上 進(jìn)行軋輥的凸面加工和糙化加工(表面微凹)。如在“背景技術(shù)”中所描述的，硬質(zhì)鍍層130主要地由鎳-鎢(Ni-W)或鎳-鈷 (Ni-Co)制成。然而，即使圖4(a)中所示的鍍層結(jié)構(gòu)是一個(gè)鑄軋輥100的端面被穩(wěn)固支撐的穩(wěn)定 結(jié)構(gòu)，但當(dāng)過(guò)度施力至位于鑄軋輥100的一個(gè)邊緣處的鎳-硼合金鍍層120時(shí)，該鎳-硼合 金鍍層120可以被剝離和損壞。因此，優(yōu)選地，根據(jù)以下所描述的本發(fā)明的另一實(shí)施方案相 組合的方法特征，選擇性地使用圖4(a)所示的鍍層結(jié)構(gòu)。也即，作為本發(fā)明的另一實(shí)施方案，參考圖(b)，首先，一個(gè)鎳-硼合金鍍層120在 鑄軋輥100的端面上形成，然后一個(gè)鎳鍍層110在鑄軋輥100的外圓周表面和鎳-硼合金 鍍層120的一部分上形成，最后一個(gè)硬質(zhì)鍍層130在鎳鍍層110上形成。即使在這種情況下，優(yōu)選地，在硬質(zhì)鍍層130形成之前，在鑄軋輥100的外圓周表 面上進(jìn)行軋輥的凸面加工和糙化加工(表面微凹)。在圖4(b)所示的這一鍍層結(jié)構(gòu)中，盡管該鎳鍍層110用于阻擋施加至在鑄軋輥 100的邊緣上形成的鎳-硼合金鍍層120的力，但是有可能降低鑄軋輥100的邊緣的耐磨性。在下文中，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖5(a)是顯示一個(gè)鍍層結(jié)構(gòu)的圖表，在該鍍層結(jié)構(gòu)中鎳鍍層的厚度被降至最小 程度且形成了一個(gè)兩級(jí)(two-stage)鎳-硼合金鍍層，由此使得最外面鍍層的硬度被最大 化；圖5(b)是顯示一個(gè)鍍層結(jié)構(gòu)的圖表，在該鍍層結(jié)構(gòu)中鎳鍍層很厚地形成，然后一個(gè)一 級(jí)鎳-硼合金鍍層形成，使得可以形成一個(gè)穩(wěn)定的鍍層盡管其硬度相對(duì)較低。在鎳-硼合金鍍層的硬度是300 lOOOHv的情況下時(shí)，該鎳-硼合金鍍層表現(xiàn)出 良好的穩(wěn)定性。當(dāng)該鎳-硼合金的硬度在300Hv以下時(shí)，其很容易被磨損，且當(dāng)該鎳-硼合 金的硬度大于lOOOHv時(shí)，其變得容易出現(xiàn)裂紋和剝離。因此，可以看出優(yōu)選的是，該鎳-硼 合金鍍層的硬度在上述范圍內(nèi)。此外，該鎳鍍層的厚度可以在“背景技術(shù)”中提到的范圍內(nèi)。然爾，優(yōu)選的是該 鎳_硼合金鍍層的厚度為0. 1 2. 0mm。當(dāng)該鎳-硼合金鍍層的厚度小于0. 1mm時(shí)，很難形 成一個(gè)具有期望性能的鎳_硼合金鍍層，而且當(dāng)該鎳_硼合金鍍層的厚度大于2. 0mm時(shí)，其 容易出現(xiàn)裂紋和剝離。因此，該鎳-硼合金鍍層的厚度必須在上述范圍內(nèi)。此外，在形成硬質(zhì)鍍層的方法中，由于該硬質(zhì)鍍層的粗糙度即使在進(jìn)行糙化加工 之后也必須被保持，如果可能的話，需要一種具有低厚度和高硬度的硬質(zhì)鍍層。因此，優(yōu)選 的是，該硬質(zhì)鍍層是如上所述的Ni-W或Ni-Co鍍層。根據(jù)本發(fā)明，可以看出，可以提高鑄軋輥的耐用性和質(zhì)量，以及還可以提高鑄軋輥的邊緣和表面的質(zhì)量。
權(quán)利要求
一種雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，包括一個(gè)鎳鍍層，其在該鑄軋輥的外圓周表面和端面上形成；一個(gè)鎳-硼合金鍍層，其在位于該鑄軋輥的端面上的鎳鍍層上形成；以及一個(gè)硬質(zhì)鍍層，其在位于該鑄軋輥的外圓周表面上的鎳鍍層以及位于該鑄軋輥的端面上的鎳-硼合金鍍層的外圓周表面上形成。
2.一種雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，包括 一個(gè)鎳_硼合金鍍層，其在該鑄軋輥的端面上形成；一個(gè)鎳鍍層，其在該鑄軋輥的外圓周表面以及位于該鑄軋輥的端面上的鎳-硼合金鍍 層的外圓周表面上形成；以及一個(gè)硬質(zhì)鍍層，其在該鎳鍍層上形成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，其中該鎳_硼合金層的厚度 為 0. 1 2. 0mm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，其中該鎳_硼合金層的硬度 為 300 lOOOHvo
5.如權(quán)利要求1或2所述的雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，其中該硬質(zhì)鍍層由M-W或 Ni-Co制成。
6.如權(quán)利要求1或2所述的雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，其中該鎳鍍層和該硬質(zhì)鍍層 之間的界面是進(jìn)行軋輥凸面加工或糙化加工的。
7.一種對(duì)雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥的進(jìn)行表面處理的方法，包括通過(guò)一種電解電鍍方法在該鑄軋輥的外圓周表面和端面上形成一個(gè)鎳鍍層； 通過(guò)在進(jìn)行鎳電鍍處理時(shí)在該鎳鍍層上噴射硼溶液以使硼浸入鎳鍍層中，在位于該鑄 軋輥的端面上的鎳鍍層上形成一個(gè)鎳_硼合金鍍層；以及在位于該鑄軋輥的外圓周表面上的鎳鍍層以及位于該鑄軋輥的端面上的鎳-硼合金 鍍層的外圓周表面上形成一個(gè)硬質(zhì)鍍層。
8.一種對(duì)雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥的進(jìn)行表面處理的方法，包括通過(guò)在鑄軋輥的端面上進(jìn)行電解鎳鍍層處理時(shí)在其上噴射硼溶液以使硼浸入鎳中，在 該鑄軋輥的端面上形成一個(gè)鎳-硼合金鍍層；通過(guò)在該鑄軋輥的外圓周表面和位于該鑄軋輥的端面上的鎳-硼合金鍍層的外圓周 表面上噴射鎳溶液，在其上形成一個(gè)鎳鍍層；以及 在該鎳鍍層上形成一個(gè)硬質(zhì)鍍層。
9.如權(quán)利要求7或8所述的對(duì)雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥的進(jìn)行表面處理的方法，還 包括在形成鎳鍍層后，在該鑄軋輥的外圓周表面上進(jìn)行軋輥的凸面加工和糙化加工。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙軋輥帶鋼連鑄機(jī)的鑄軋輥，包括一個(gè)鎳鍍層，其在該鑄軋輥的外圓周表面和端面上形成；一個(gè)鎳-硼合金鍍層，其在位于該鑄軋輥的端面上的鎳鍍層上形成；以及一個(gè)硬質(zhì)鍍層，其在位于該鑄軋輥的外圓周表面上的鎳鍍層以及位于該鑄軋輥的端面上的鎳-硼合金鍍層的外圓周表面上形成。本發(fā)明提高了鑄軋輥的耐用性。
文檔編號(hào)C23C28/00GK101883878SQ200880118768
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者樸晟珍, 李大成, 鄭成仁 申請(qǐng)人:Posco公司