本发明涉及连铸技术，特别涉及一种双辊薄带 连铸辊面清理方法和装 置。 背景技术

双辊薄带连铸技术与传统的连续铸造方法不同 ，该工艺直接将钢水浇 注在一个由两个相对转动并能够快速冷却的铸 辊和侧封板围成的熔池中， 熔融钢水在铸辊旋转的周向表面被冷却和凝固 ， 进而形成凝固壳并逐渐生 长然后在两铸辊辊缝隙最小处被挤压在一起， 最后在出带口形成厚金属薄 带材， 带材经过 1-2道次热轧后送入卷曲机卷曲。 该方法不需经过多道热 轧工序， 可大大简化薄带生产工艺及减少设备投资。 由于整个的生产过程 中金属的凝固时间比较短， 所以薄带连铸产品晶粒细化、 材料的强度、 韧 性延伸率有所提高， 同时凝固速度快也有利于抑制元素的偏析。

双辊薄带连铸铸辊由铜合金制造， 且， 表面有金属络（Cr) 或金属镍 (Ni)的镀层， 铸辊表面经过毛化处理， 毛化后的表面有一定数量的凹坑或 沟槽。 在美国专利 US20050126742以及 WO2009027045等专利中都提到 在辊面进行一定的处理后使得辊面规律地分布 有一定深度和高度的凹坑 和凸起， 钢水与这些凸起接触凝固后有利于提高铸带质 量， 降低熔池内钢 水在辊面凝固不均匀导致的铸带表面质量缺陷 。

由于融熔的钢水在铸辊辊面的冷却速度很快， 同时会有很多金属氧化 物或非金属氧化物杂质析出并黏结在铸辊辊面 上。如果这些氧化析出物分 布不均匀会影响铸辊辊面局部导热强度， 进而会使铸带表面产生裂纹， 导 致铸带表面的质量缺陷。 作为保证铸带质量的关键技术之一， 双辊薄带连 铸机多使用毛刷辊进行辊面清理， 毛刷辊的形式多种多样， 作用在铸辊辊 面的方法也有所不同， 目的都是利用毛刷辊清理铸辊上的的黏着物颗 粒。

中国专利 CN200420107544.X中提到的一种辊面清理装置， 使用的是 金属刮刀贴紧辊面刮削辊面残留物， 利用刮刀后部的弹簧提供顶紧力。 这 种方法对铸辊辊面的磨损剧烈， 而且受到结构限制不能清理辊面微小的金 属氧化物。

还有如美国专利 US5307861 中介绍的一种用一排毛刷平行放置于铸 辊表面， 铸辊转动是毛刷可以做轴向运动， 二者形成相对运动达到清理辊 面的效果。

还有很多薄带连铸辊面清理专利提到的技术方 案都采用辊面清理装 置和铸机分别独立工作的设计方案， 这样做虽然结构相对简单， 控制两个 设备相对容易， 但是清理装置毛刷辊辊面和铸辊辊面相对距离 不容易控 制， 一旦这两个执行机构动作过程存在时间差， 则直接造成辊面清洁质量 不均勾， 进而造成铸带表面质量缺陷。 而且， 在辊面清理过程中， 清理装 置的刷毛在压力作用下发生弯曲， 所以毛刷辊刷毛的弯曲量要与铸辊表面 的凹坑深度相匹配， 以提高清理效果。 发明内容

本发明的的目的在于提供一种双辊薄带连铸辊 面清理方法和装置，在 双辊薄带连铸浇铸过程中， 使用合理的清理方法和装置提高薄带连铸铸辊 的清理效果， 使辊面导热系数均匀， 提高铸带质量。 本发明适用于用双辊 式薄带连铸机， 浇注厚度 1.5-5mm的金属铸带。

为达到上述目的， 本发明的技术方案是：

一种双辊薄带连铸辊面清理方法，双辊薄带连 铸机的每一个铸辊采用 两根上下设置的毛刷辊清理其表面， 其中至少有一根毛刷辊的旋向与铸辊 旋向相同， 铸辊的线速度恒定且大于铸辊转速， 辊面清理装置通过固定在 铸辊轴承座上的位置控制装置控制毛刷辊与铸 辊之间的距离或压力； 浇铸 伊始， 毛刷辊靠近铸辊辊面并开始清理工作， 随着浇铸的进行， 辊面清理 装置根据铸辊膨胀量而做相应的位移调整以保 持毛刷辊和铸辊之间恒定 的压力； 在清理辊面过程中， 毛刷辊的刷毛在驱动位置控制装置的作用下 压在铸辊辊面上发生弯曲， 宏观上表现为毛刷辊局部被压扁， 毛刷辊最小 压扁量为毛刷辊直径 r与压扁后的最小直径 之差， 即： 压扁量 Ar = r- _rmin ， 单位 mm, 此压扁量介于毛化后的铸辊辊面平均凹坑深度 的 1-10倍之间， 即 Δ Γ < (1-10) -R _c , 辊面平均凹坑深度采用辊面轮廓单元的平均线 高度^ 来衡量；

在浇铸作业开始前， 上、 下毛刷辊同时靠近辊面并转动， 此时的下辊 的转动速度为上辊转动速度的 0.2-0.5 倍， 上辊的转动速度是铸辊转动速 度的 1.5-3 倍； 且下辊作用于辊面的压力大于上辊作用于辊面 的压力 1-2 倍； 在稳定浇铸阶段， 下毛刷辊脱离与铸辊辊面的接触， 并保持 0.1-lmm 间隙； 上辊的转动速度是铸辊转动速度的 1.5-3倍； 当浇铸作业即将结束 时， 此时布流系统停止供应钢水， 下毛刷辊靠近辊面并转动， 此时下辊转 动速度为上辊转动速度的 0.2-0.5 倍， 上辊的转动速度是铸辊转动速度的 1.5-3倍， 且下辊作用于辊面的压力是上辊作用于辊面压 力的 1-2倍， 上辊 作用在铸辊上的单位压力为 0.1-2.5MPa。

进一步， 毛刷辊上辊的刷毛直径比下辊细且长， 上辊刷毛直径为 Φ0.06-Φ0.28πιιη,下辊刷毛直径在 Φ0.2-Φ0.4ππη _; 下辊刷毛长度 20-50mm， 上辊刷毛长度为 40-60mm。

在同一个毛刷辊上的刷毛长度是等长或不等长 ，刷毛在整个毛刷辊辊 身上分布的疏密度一致。

另外， 毛刷辊刷毛采用铜丝或不锈钢丝。

本发明的双辊薄带连铸辊面清理装置， 其包括， 每个铸辊分别设置两 个上下毛刷辊， 毛刷辊的长度大于铸辊辊面长度， 两毛刷辊安装于铸辊的 外侧， 毛刷辊轴线均平行于铸辊轴线， 铸辊内侧面向于熔池， 上下毛刷辊 分别位于铸辊转动中心线的上方和下方对称布 置； 支撑于毛刷辊两端的轴 承座通过位置控制装置连接在铸辊的轴承座上 ， 毛刷辊的一端与减速机和 电机相连； 毛刷辊的位置控制装置内设置位移传感器， 监测毛刷辊的与铸 辊表面之间的距离进而控制作用在刷毛上的压 力， 该位移传感器电性连接 薄带连铸控制机构。两根毛刷辊的速度和相对 于铸辊辊面距离可分别单独 控制。

上毛刷辊的刷毛直径比下毛刷辊细且长， 上毛刷辊刷毛直径为 Φ0.06-Φ0.28ιηπι, 下毛刷辊刷毛直径在 Φ0.2-Φ0.4ιηπι; 下毛刷辊刷毛长度 20-50mm, 上毛刷辊刷毛长度为 40-60mm。

在同一个毛刷辊上的刷毛长度是等长或不等长 ，刷毛在整个毛刷辊辊 身上分布的疏密度一致， 保持刷辊的清理效果。 所述毛刷辊的刷毛采用铜丝或不锈钢丝。

双辊薄带连铸机的每一个铸辊将采用两根毛刷 辊清理其表面，其中至 少有一根毛刷辊的旋向与铸辊旋向相同， 铸辊的线速度恒定且大于铸辊转 速， 辊面清理装置通过固定在铸辊轴承座上的位置 控制装置控制毛刷辊与 铸辊之间的距离或压力。所述的铸辊由铜合金 制造，且，表面有金属铬（Cr) 或金属镍 (Ni)的镀层， 铸辊表面经过毛化处理， 毛化后的表面律地分布有 一定深度和高度的凹坑和凸起， 钢水与这些凸起接触凝固后有利于提高铸 带质量， 降低熔池内钢水在辊面凝固不均勾导致的铸带 表面质量缺陷。

浇铸伊始， 刷辊靠近铸辊辊面并开始清理工作。 随着浇铸的进行， 辊 面清理装置根据铸辊膨胀量而做相应的位移调 整以保持毛刷辊和铸辊之 间恒定的压力； 随着毛刷辊刷毛逐渐缩短， 其作用在铸辊上的压力逐渐降 低， 而刷辊的转动角速度相应的增加。 根据辊面毛化的形貌选用适合的辊 面清理装置的毛刷辊刷毛， 且同一侧毛刷辊转速和刷毛的直径都有所不 同， 在浇铸过程中的应用策略也有所不同。 下面进行详细说明。

所述的双辊薄带连铸工艺， 即直接将钢水通过布流系统浇注在一个由 两个相对转动并能够快速冷却的铸辊和侧封板 围成的熔池中， 熔融钢水在 铸辊旋转的周向表面被冷却和凝固， 进而形成凝固壳并逐渐生长然后在两 铸辊辊缝隙最小处被挤压在一起， 最后在出带口处形成厚金属薄带材， 带 材经过 1-2道次的热轧后送入卷取机进行卷曲。

铸辊由铜合金制造， 且表面有金属铬 （Cr) 或金属镍 (Ni)的镀层， 铸 辊表面经过毛化处理， 毛化后的表面律地分布有一定深度和高度的凹 坑和 凸起， 钢水与这些凸起接触凝固后有利于提高铸带质 量， 降低熔池内钢水 在辊面凝固不均匀导致的铸带表面质量缺陷。

本发明方法中， 铸机的每一个铸辊采用两根旋转的毛刷辊清理 其表 面， 其中至少有一根的旋向和铸辊相同。 随着浇铸的进行， 辊面清理装置 根据铸辊膨胀量和刷毛的磨损而做相应的位移 调整以保证铸辊表面的清 理效果。 在清理辊面的过程中， 毛刷辊的刷毛逐渐縮短， 在位置控制装置 的作用下， 毛刷辊作用在铸辊上的压力保持恒定， 而且刷辊的位置控制装 置的内置位移传感器记录刷毛的磨损量并将磨 损量反馈给铸机控制系统， 后者会发指令相应地改变刷辊的角速度， 保持毛刷辊外圆周的线速度均 匀。

在清理辊面过程中，毛刷辊的刷毛在位置控制 装置作用下压在铸辊辊 面上发生弯曲， 宏观上表现为毛刷辊这个局部被压扁， 本案定义毛刷辊最 小压扁量为毛刷辊直径 r与压扁后的最小直径 ^之差， 压扁量 Ar = r- _rimn 。 此压扁量辊面应该介于毛化后的铸辊辊面平均 凹坑深度的 1-10 倍之间， 即 Δ Γ < (1- 10)，R _e ， 辊面平均凹坑深度采用辊面轮廓单元的平均 线高度 R _e 来衡量；

在浇铸作业开始前， 辊面清理装置的上、 下辊同时靠近辊面并转动， 此时的下辊的转动速度为上辊转动速度的 0.2-0.5 倍， 上辊的转动速度是 铸辊转动速度的 1.5-3倍； 且下辊作用于辊面的压力大于上辊作用于辊面 的压力 1-2倍。

在稳定浇铸阶段， 辊面清理装置的下辊脱离与铸辊辊面的接触， 维持 一个固定的距离， 此间隙为 0.1-lmm左右， 防止意外产生的大尺寸金属氧 化物重新卷入熔池损伤上辊。 此时， 上辊的转动速度是铸辊转动速度的 1.5-3倍。

当浇铸作业即将结束时， 此时布流系统停止供应钢水， 辊面清理装置 的下辊靠近辊面并转动，此时的下辊的转动速 度为上辊转动速度的 0.2-0.5 倍， 上辊的转动速度是铸辊转动速度的 1.5-3倍。 且下辊作用于辊面的压 力是上辊作用于辊面压力的 1-2 倍。 上辊作用在铸辊上的单位压力为 0.1-2.5MPa。

本文稳定浇铸阶段的定义是在开始浇铸后 1-7分钟之后的浇铸过程， 此时薄带连铸铸机各项参数保持稳定。

本发明的主要优点

1、 根据清理刷辊直径变化保持其线速度相同提供 始终如一的清理效 果。 同一侧上、 下毛刷辊的转速和方向均有变化， 配合使用可以提高清理 效果。

2、 刷辊与铸辊之间的安装位置相对固定， 控制基准统一。

3、 根据铸辊辊面毛化情况选用毛刷辊， 提高辊面清理质量的同时提 高清理效率， 并减少铸辊和清理辊刷的磨损。 附图说明

图 1为本发明薄带连铸辊面清理的示意图。

图 2为本发明辊面清理装置的结构示意图。

图 3为图 2的俯视图。

图 4为本发明辊刷压扁量计算示意图。 具体实施方式

参见图 1〜图 4， 本发明的双辊薄带连铸辊面清理方法， 双辊薄带连铸 机的每一个铸辊 10、 10' 采用两根上下设置、与铸辊旋转方向相反的毛 刷 辊 1、 Γ 、 2、 2' 清理其表面， 铸辊的线速度恒定且大于铸辊转速， 辊面 清理装置通过固定在铸辊轴承座上的位置控制 装置控制毛刷辊与铸辊之 间的距离与压力。

浇铸伊始， 毛刷辊靠近铸辊辊面并开始清理工作， 随着浇铸的进行， 辊面清理装置根据铸辊膨胀量而做相应的位移 调整以保持毛刷辊和铸辊 之间恒定的压力。

在清理辊面过程中，毛刷辊的刷毛在位置控制 装置的作用压在铸辊辊 面上发生弯曲， 宏观上表现为毛刷辊局部被压扁， 毛刷辊最小压扁量为毛 刷辊直径 r与压扁后的最小直径 r _mm 之差， 即： 压扁量 Ar = _r - _rmin ， 单位 mm, 此压扁量介于毛化后的铸辊辊面平均凹坑深度 的 1-10 倍之间， 即 Δ Γ (1 -1 0) 辊面平均凹坑深度采用辊面轮廓单元的平均线 高度 R _e 来衡量; 在浇铸作业开始前， 上、 下毛刷辊同时靠近辊面并转动， 此时下辊的 转动速度为上辊转动速度的 0.2-0.5 倍， 上辊的转动速度是铸辊转动速度 的 1.5-3倍； 且下辊作用于辊面的压力大于上辊作用于辊面 的压力 1-2倍； 在稳定浇铸阶段，下毛刷辊脱离与铸辊辊面的 接触，并保持 0.1-lmm间隙; 上辊的转动速度是铸辊转动速度的 1.5-3倍。

当浇铸作业即将结束时， 此时布流系统停止供应钢水， 下毛刷辊靠近 辊面并转动， 此时下辊转动速度为上辊转动速度的 0.2-0.5 倍， 上辊的转 动速度是铸辊转动速度的 1.5-3倍， 且下辊作用于辊面的压力是上辊作用 于辊面压力的 1-2倍， 上辊作用在铸辊上的单位压力为 0.1-2.5MPa。

进一步， 毛刷辊上辊的刷毛直径比下辊细且长， 上辊刷毛直径为 Φ0.06-Φ0.28πιπι,下辊刷毛直径在 Φ0.2-Φ0.4ππη;下辊刷毛长度 20-50mm， 上辊刷毛长度为 40-60mm。

在同一个毛刷辊上的刷毛长度是等长或不等长 ，刷毛在整个毛刷辊辊 身上分布的疏密度一致。 毛刷辊刷毛采用铜丝或不锈钢丝。

参见图 1〜图 3， 本发明的双辊薄带连铸辊面清理装置， 其包括， 每个 铸辊 10、 10' 分别设置两个上下毛刷辊 1、 、 2、 2， ， 毛刷辊的长度 大于铸辊辊面长度， 两毛刷辊安装于铸辊 10、 10' 的外侧， 毛刷辊轴线均 平行于铸辊轴线， 铸辊内侧面向于熔池 20， 上下毛刷辊 1、 Γ 、 2、 2' 分别位于铸辊 10、 10' 转动中心线的上方和下方对称布置； 支撑于毛刷辊 1、 Γ 、 2、 2， 两端的轴承座 3、 3 ' 、 4、 4' 通过驱动液压缸 5、 5 ' 、 6、 6， 连接在铸辊 10、 10' 的轴承座 30、 30， 上， 毛刷辊 1、 Γ 、 2、 2， 的 一端与减速机和电机 7、 V 、 8、 8 ' 相连； 毛刷辊的驱动液压缸内设置位 移传感器 9、 9' ， 该位移传感器电性连接薄带连铸控制机构。