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CN100574935C - 钢带以及铸造钢带的方法 - Google Patents

钢带以及铸造钢带的方法 Download PDF

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CN100574935C CN200480033542A CN200480033542A CN100574935C CN 100574935 C CN100574935 C CN 100574935C CN 200480033542 A CN200480033542 A CN 200480033542A CN 200480033542 A CN200480033542 A CN 200480033542A CN 100574935 C CN100574935 C CN 100574935C
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Abstract

本发明提供了一种铸造钢带的方法，所述方法在至少一个铸造辊的铸造表面上引入熔融的普通碳钢，其中熔融钢具有在大气压下测得的低于120ppm的自由氮含量和低于大约6.5ppm的自由氢含量。所述自由氮含量可以低于100ppm或者低于85ppm。大气压下，所述氢含量可以在1.0和6.5ppm之间。利用所述方法生产得到带厚小于5mm或者小于2mm的新型普通碳钢铸造钢带。

Description

钢带以及铸造钢带的方法
技术领域
本发明涉及铸造钢带。其特别适用于在辊式铸造机中连续铸造厚度小于5mm的薄钢带。
背景技术
辊式铸造机中，熔融金属在至少一个铸造辊的铸造表面上冷却，并形成为薄钢带。在利用双辊式铸造机的辊式铸造中，熔融金属被引入一对冷却的对置旋转的铸造辊之间。钢壳在移动中的铸造表面上凝固并且在铸造辊之间的辊隙处辊夹在一起，从而产生从辊隙向下输送的凝固了的片材。术语“辊隙”用在这里表示铸造辊相互最靠近的总的区域。任何情况下，熔融金属通常由钢包倾倒入小的容器中，从该小容器通过金属输送系统流到一般位于铸造辊的铸造表面上方的分布式的浇口。在双辊式铸造中，熔融金属在铸造辊之间输送，以形成支撑在邻近辊隙的辊的铸造表面上并沿辊隙的长度延伸的熔融金属浇注熔池。这样的浇注熔池通常限制在邻近铸造辊的端部通过滑动接合保持的侧板或挡板之间，以拦起浇注熔池的两端。
当利用双辊式铸造机铸造薄钢带时，浇注熔池中的熔融金属一般会处于1500℃及以上量级的温度。因此，在铸造辊的铸造表面上必须实现非常高的冷却速率。熔融金属壳在铸造表面上的初始凝固的高热通量和大量成核是形成钢带所需的。美国专利No.5760336通过引用被结合于此，该专利公开初始凝固的热通量可以通过以下方法来提高，即调节钢熔融化学性质，使得形成的金属氧化物的主要部分在初始凝固温度下为液体，从而成为形成在熔融金属与各个铸造表面之间的界面处的基本上为液体的层。如美国专利No.5934359和6059014以及国际申请AU 99/00641(这些文献通过引用被结合于此)所公开的，初始凝固中钢的成核会受到铸造表面的纹理的影响。特别是，国际申请AU 99/00641公开铸造表面上的尖峰和沟槽构成的随机纹理可以通过提供分布于整个铸造表面上的大量成核位置而增强初始凝固。
钢的熔融化学性质，特别是进行薄带浇注之前的冶金钢包炉中的钢的熔融化学性质已经受到关注。我们过去已经注意到钢金属中的氧化物夹杂物和氧的水平以及它们对所产生的钢带的质量的影响。我们现在已经发现钢带的质量和薄钢带的生产还可以通过控制熔融钢中的氢水平和氮水平来提高。控制氢水平和氮水平过去在板坏铸造中曾经被研究过，但是据我们所知，在薄带铸造领域还没有受到过关注。例如，参见P.Zasowski和D.Sosinsky所著并于1990年发表于《炼钢会议论文集》(Steelmaking Conference Proceedings)第253-259页的文章《对连续铸模中热散失的控制》(Control of HeatRemovalin the Continuous Casting Mould)以及D.Sosinsky，M.Maeda和A.Mclean所著并于1985年3月发表于《冶金学报》(Metallurgical Transactions)第16b期第61-66页的文章《CaO-MgO-SiO2熔渣中的水蒸气溶解度的确定和预测》(Determination and Prediction of Water VaporSolubilities inCaO-MgO-SiO2 Slags)。
发明内容
具体而言，我们已经发现，通过控制钢熔融过程中的氢和氮水平，在钢中硫水平较低的情况下，可以通过辊式铸造生产出具有极好的成份和产品质量的普通碳钢带。本发明提供了一种铸造钢带的方法，其包括：
在至少一个铸造辊的铸造表面上引入熔融的普通碳钢，其中所述熔融钢具有在大气压下测得的低于大约120ppm的自由氮含量和低于大约6.5ppm的自由氢含量；以及
凝固所述熔融钢以在所述铸造辊上形成金属壳，从而形成薄钢带，其中所述金属壳具有由所述熔融钢中的氮和氢含量反应出的氮和氢水平。
所述铸造钢带的方法可以通过以下步骤来执行：
组装一对被冷却的铸造辊，所述铸造辊在其之间具有辊隙并且具有邻近所述铸造辊的端部的限制端盖；
在所述一对铸造辊之间引入熔融的普通碳钢，以在所述铸造辊上形成浇注熔池，其中所述端盖限制所述熔池，所述熔融钢在大气压下具有低于大约120ppm的自由氮含量和低于大约6.5ppm的自由氢含量；
反向旋转所述铸造辊并凝固所述熔融钢，以在所述铸造辊的铸造表面上形成金属壳，以便用于形成薄钢带，其中所述金属壳具有由所述熔融钢中的含量反应出的氮和氢水平；以及
通过所述铸造辊之间的辊隙形成凝固的薄钢带，从而产生从辊隙向下输送的凝固了的钢带。
作为替代，本发明提供了一种铸造钢带的方法，其包括：
在至少一个铸造辊的铸造表面上引入熔融的普通碳钢，其中，所述熔融钢具有在大气压下测得的低于大约100ppm的自由氮含量和低于大约6.5ppm的自由氢含量；以及
凝固所述熔融钢，以在所述铸造辊上形成金属壳，从而形成薄钢带，其中，所述金属壳具有由所述熔融钢中的氮和氢含量反应出的氮和氢水平。
所述铸造钢带的方法可以通过以下步骤执行：
组装一对被冷却的铸造辊，所述铸造辊在其之间具有辊隙并且具有邻近所述铸造辊的端部的限制端盖；
在所述一对铸造辊之间引入熔融的普通碳钢，以在所述铸造辊上形成浇注熔池，其中所述端盖限制所述熔池，所述熔融钢具有在大气压下测得的低于大约100ppm的自由氮含量和低于大约6.5ppm的自由氢含量；
反向旋转所述铸造辊并凝固所述熔融钢，以在所述铸造辊的铸造表面上形成金属壳，以便用于形成薄钢带，其中所述金属壳具有由所述熔融钢中的含量反应出的氮和氢水平；以及
通过所述铸造辊之间的辊隙形成凝固的薄钢带，从而产生从辊隙向下输送的凝固了的钢带。
作为另一种替代，本发明提供了一种铸造钢带的方法，其包括：
在至少一个铸造辊的铸造表面上引入熔融的普通碳钢，其中所述熔融钢具有在大气压下测得的低于大约85ppm的自由氮含量和低于大约6.5ppm的自由氢含量；以及
凝固所述熔融钢，以在所述铸造辊上形成金属壳，从而形成薄钢带，其中所述金属壳具有由所述熔融钢的氮和氢含量反应出的氮和氢水平。
所述铸造钢带的方法可以通过以下步骤来执行：
组装一对被冷却的铸造辊，所述铸造辊在其之间具有辊隙并且具有邻近所述铸造辊的端部的限制端盖；
在所述一对铸造辊之间引入熔融的普通碳钢，以在所述铸造辊上形成浇注熔池，其中所述端盖限制所述熔池，所述熔融钢具有在大气压下测得的低于大约85ppm的自由氮含量和低于大约6.5ppm的自由氢含量；
反向旋转所述铸造辊并凝固所述熔融钢，以在所述铸造辊的铸造表面上形成金属壳，以便用于形成薄钢带，其中所述金属壳具有由所述熔融钢中的含量反应出的氮和氢水平；以及
通过所述铸造辊之间的辊隙形成凝固的薄钢带，从而产生从辊隙向下输送的凝固了的钢带。
在这些方法的任何一种中，所述自由氮含量可以为60ppm或者更小，所述自由氢含量可以在1.0和6.5ppm之间。所述自由氢含量例如可以在2.0和6.5ppm之间或者3.0和6.5之间。
用于本发明目的的普通碳钢被限定为少于0.65％的碳、少于2.5％的硅、少于0.5％的铬、少于2.0％的锰、少于0.5％的镍、少于0.25％的钼，少于1.0％的铝，以及在利用电弧炉制造碳钢的过程中通常会出现的诸如硫、氧和磷之类的其它元素。碳的重量含量在0.001％到0.1％范围内、锰的重量含量在0.01％到2.0％的范围内、硅的重量含量在0.01％到2.5％的低碳钢可以用于上述方法中，并且可以利用这些方法制造出低碳铸造钢带。钢中铝的重量含量可以在0.01％或者更少的量级。例如，铝的重量可以少至0.008％或更少。熔融钢可以是硅/锰镇静钢。
在这些方法中，钢中硫的含量可以为0.01％或者更小；钢中硫的重量含量可以为0.007％。
在这些方法中，自由氮可以通过按照以下描述的热导率方法标定的发光摄谱仪来测量。自由氢水平可以通过Hereaus Electronite制造的氢直接读取浸没系统(“Hydris”)来确定。
所允许的自由氮和自由氢水平的最大值可以是总压力不超过1.0大气压的。在某些情况下，可能采用更高的压力，而自由氮和自由氢的水平可以相应地更高。例如，如以下说明的，铁水静压头可以为1.15，使得自由氮和自由氢水平要更高，如图3所示。但是出于用作本发明方法中的参数的目的，自由氮和自由氢水平在1.0大气压下测量，虽然在更高的正的气压下实施所述方法时熔融金属中自由氮和自由氢的实际水平更高。
本发明提供了具有由于其制造方法而赋予的优良特性的铸造钢带。该钢带是普通碳钢。
附图说明
为了更加全面地阐述本发明，以下将参照附图对迄今为止做出的实验性工作的例证性结果进行说明。所述附图中：
图1是示例性带铸造机的示意性侧视图；
图2是图1所示铸造机的一部分的方法截面图；
图3是一图表，示出了为了铸造钢带，低碳钢中允许的氮水平和氢水平。
具体实施方式
图1和2示出了根据本发明工作的双辊式连续带铸造机。以下就使用双辊式铸造机连续铸造钢带来说明所述的实施例。但是本发明不限于使用双辊式铸造机，而可以延及其它类型的连续带铸造机。
图1示出了根据本发明的可以生产钢带的示例性生产线上的相继的部件。图1和2示出了总体上用11表示的、生产铸造钢带12的双辊式铸造机，所述钢带12沿传送路径10行进，跨过引导工作台13到达包括夹辊14A的夹辊台14。紧接在离开夹辊台14之后，钢带可以进入到包括一对轧薄辊16A和支撑辊16B的热轧机16，通过该热轧机，钢带被热轧以减小其厚度。经轧制的钢带行进到输出辊道17，在该输出辊道上钢带可以通过与经由喷水器18(或者其它适合的装置)提供的水接触以及通过辐射而利用对流被冷却。任何情况下，经轧制的钢带可以随后穿过包括一对夹辊20A的夹辊台20并从那里行进到缠卷装置19。在该缠卷装置处对带进行最后的冷却(如果需要的话)。
如图2所示，双辊式铸造机11包括支撑一对冷却的铸造辊22的主机架21，所述铸造辊22具有铸造表面22A且并排设置，在两辊之间存在一辊隙。普通碳钢的熔融金属可以在铸造操作过程中从钢包(未示出)提供到浇口盘23，穿过耐火罩24到达分送器(distributor)25，并从那里穿过金属输送浇口26，其中所述金属输送浇口一般位于铸造辊22之间的辊隙27上方。这样被输送到辊隙27的熔融金属形成被支撑在铸造辊表面22A上的熔池30，所述熔池通过一对侧盖、侧挡板或侧板28被限制在辊的端部处，所述侧盖、挡板或板可以通过一对包括连接至侧板保持件的液压缸单元(或其它适合的装置)的推进器(未示出)设置成邻近辊的端部。熔池30的上表面(一般称为“ 弯月”面)可以高出输送浇口的下端，使得输送浇口的下端浸入到熔池内。
铸造辊22经过水冷，以便在移动中的辊的铸造表面上结壳。然后这些壳在铸造辊之间的辊隙27处辊夹在一起(有时候在壳之间存在熔融金属)，从而生产出凝固了的带12，带12从辊隙被向下输送。
机架21支撑铸造辊滑架，所述铸造辊滑架可以在组装台和铸造台之间水平移动。
铸造辊22可以通过由电动、液压或者风动马达及传送装置驱动的驱动轴(未示出)反向旋转。辊22具有铜的盘边(peripheral wall)，该盘边形成有一系列纵向延伸并在周向上间隔开的水冷通道，冷却水被提供到所述水冷通道。这些辊一般直径可以约为500mm，并且长度最高约为2000mm，以便生产宽度约为2000mm的带产品。
浇口盘25具有传统结构。其由诸如氧化镁(MgO)之类的耐火材料形成为宽形盘。浇口盘25的一侧接收来自钢包的熔融金属，并设置有溢出口24和应急基25。
输送浇口26形成为由诸如矾土石墨(alumina graphite)之类的耐火材料制成的长形体。其下部渐缩，向内且向下收敛，位于铸造辊22之间的辊隙上方。
浇口26可以具有一系列水平间隔开并大致垂直延伸的流动通道，以便在辊的整个宽度上以适当的低速排出熔融金属，并将辊之间的熔融金属输送到发生初始凝固的辊表面上。或者，浇口可以具有单个连续的槽形出口，用于直接向辊之间的辊隙输送低速流动的帘状的熔融金属，并且/或者浇口可以浸入到熔融金属熔池中。
熔池通过一对侧盖板28被限制在辊的端部处，当辊滑架位于铸造台处时，所述侧盖板28邻近并保持抵靠于辊的台阶状端部。侧盖板28例如由诸如氮化硼之类的强耐火材料制成，并且具有扇形侧边以匹配辊的台阶状端部的弯曲。侧板可以安装在板保持件中，所述板保持件可以在一对液压缸单元(或者其它适合的装置)的致动下在铸造台处移动，以使侧板与铸造辊的台阶状端部接合，以为铸造操作过程中形成在铸造辊上的金属熔池形成端盖。
双辊式铸造机可以是例如美国专利5184668、5277243、5488988以及/或者5934359；美国专利申请No.10/436336以及国际专利申请PCT/AU93/00593中举例并描述的类型的，上述文献的公开内容通过引用被结合于此。可以参考上述专利文献中的适当的结构细节，但是这种参考不构成本发明的内容。
表1和图3中给出了控制普通碳钢的薄铸造片材中的自由氮和氢水平的结果。如图3所示，当自由氮水平低于大约85ppm并且自由氢水平低于大约6.5ppm时，所生产得到的薄铸造带达到优良的“冷轧”钢质量。自由氮或自由氢水平相应地在大约85ppm或大约6.5ppm以上的各炉次(heat)不能产生优良的冷轧钢质量的薄铸造带。但是我们发现，氢水平是关键的参数，而氮水平可以高达100ppm或120ppm。
图3示出了对于普通碳钢的薄轧钢的结果。表1给出了对图3所示每一炉次的分析。如图3所示，示出的左侧曲线基于部分氮和部分氢的总压力等于1大气压的计算基础。
表1
Figure C20048003354200101
Figure C20048003354200111
表1中所有炉次的成份都以重量百分比计，并且示于图3中。炉次的热通量指数(heat flux index)在理想水平附近±0.7兆瓦/平方米的范围内，即给定铸造速度的标准热通量附近的一个范围内。作为示例，对于80米/分钟的铸造速度，给定铸造速度的标准热通量为15兆瓦/平方米，而对于65米/分钟的铸造速度，标准热通量为13兆瓦/平方米。表1中注星号的炉次的热通量指数在±0.7兆瓦/平方米的允许范围内，如图3所示。图3中的曲线示出了在自由氮和自由氢的分压之和总体上为1.0大气压的情况下要产生可接受的±0.7兆瓦/平方米的热通量指数而允许的自由氮和自由氢的水平。如图3所示，除了炉次1110和1125之外，所有自由氮水平低于大约85ppm并且自由氢水平低于大约6.5ppm的炉次具有希望范围内的热通量。在炉次1110中，自由氧水平通常较低，约为10ppm，而对于炉次1125，铸造设备存在机械问题。
最近，又制成了具有表2所示的成份的低氮、低氢的炉次。氮水平在42到118ppm的范围，而氢水平在3.0到6.9ppm的范围。但是，6.9ppm的氢水平伴随1大气压以上的铁水静压头，即，1.15大气压，如图3中右侧曲线所示。
表2
 序号   炉次编号   C   MN   N   S   SI   P   AL     H，ppm
 1734   248991   0.0502   0.5653   0.0042   0.0079   0.2615   0.0124   0.0006     4.6
 1705   248296   0.048   0.5767   0.0054   0.0087   0.3154   0.017   0.0019     4.6
 1701   142523   0.0461   0.5798   0.0053   0.0051   0.2729   0.0112   0.0008     5.1
 1696   248237   0.0513   0.5793   0.0055   0.0052   0.2902   0.0112   0.0014     5
 1695   248227   0.0559   0.5701   0.0066   0.0039   0.2436   0.0115   0.0006     6
 1694   248207   0.0487   0.5763   0.0059   0.0081   0.2643   0.0172   0.0007     4.3
 1691   248031   0.0481   0.5851   0.0063   0.0063   0.2605   0.0119   0.0006     4.4
 1690   142250   0.0507   0.5928   0.0058   0.007   0.2582   0.0138   0.0009     3.2
 1690   142248   0.0554   0.5859   0.0079   0.0057   0.2583   0.017   0.001     4.3
 1689   248008   0.0473   0.5747   0.0051   0.0049   0.2631   0.014   0.0011     2.9
 1689   248007   0.0538   0.575   0.0056   0.0055   0.2611   0.0127   0.0007     3.6
 1688   248005   0.0493   0.5802   0.0053   0.0038   0.2629   0.0127   0.0008     4.6
 1687   247994   0.0467   0.5974   0.0055   0.0045   0.2653   0.0129   0.001     3.8
 1687   247992   0.0497   0.5791   0.0049   0.0056   0.2541   0.0114   0.0009     3.7
 1684   247975   0.0498   0.5839   0.0061   0.0064   0.248   0.012   0.0007     3.7
 1684   247973   0.051   0.5716   0.0052   0.0031   0.2743   0.0122   0.0007     4.5
 1683   247968   0.0488   0.5782   0.0062   0.0067   0.2774   0.0173   0.0008     3.9
 1683   247965   0.0533   0.5753   0.0069   0.0081   0.2744   0.0183   0.0008     5
 1681   247954   0.0532   0.5354   0.0058   0.0061   0.2432   0.0152   0.0017     4.1
 1680   247934   0.0528   0.5861   0.0051   0.0049   0.2506   0.0106   0.0008     4.4
 1679   247927   0.0524   0.5325   0.0063   0.0074   0.2521   0.0139   0.0007     4
 1679   247925   0.0496   0.5266   0.0063   0.0065   0.2388   0.0121   0.0007     3.3
 1679   247923   0.0549   0.5395   0.0063   0.0044   0.2354   0.0126   0.0007     4.5
 1678   247917   0.0562   0.572   0.0052   0.0064   0.27   0.0156   0.0029     2.7
 1678   247915   0.0499   0.6139   0.0052   0.0073   0.2789   0.0134   0.0009     3.3
 1677   247910   0.0543   0.5721   0.0055   0.0088   0.2444   0.0163   0.0008     3.3
  序号   炉次编号   C   MN   N   S   SI   P   AL   H，ppm
  1677   247907   0.0491   0.5727   0.0076   0.008   0.2383   0.0214   0.0004   4.6
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  1676   247896   0.0521   0.54   0.0071   0.0051   0.2273   0.0139   0.0005   5.1
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  1647   247430   0.0483   0.5972   0.006   0.0037   0.2643   0.0069   0.0012   4.2
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  1634   247319   0.049   0.5424   0.0071   0.007   0.2094   0.0111   0.0003   4.6
  1633   247310   0.0486   0.59   0.006   0.0089   0.2655   0.0098   0.0002   4.1
  序号   炉次编号   C   MN   N   S   SI   P   AL   H，ppm
  1632   247133   0.0519   0.5795   0.0067   0.005   0.2511   0.0093   0.0006   3.9
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  1631   141347   0.0463   0.5886   0.0056   0.0065   0.2798   0.0098   0.0006   3.9
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  1588   246565   0.0477   0.6328   0.0078   0.0065   0.2361   0.0166   0.0012   4
  1587   246559   0.0457   0.5635   0.0055   0.0055   0.2446   0.0218   0.0002   3.8
  1586   246546   0.0573   0.5793   0.0059   0.0094   0.2237   0.0134   0.0003   3.4
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  序号   炉次编号   C   MN   N   S   SI   P   AL   H，ppm
  1584   246536   0.0538   0.5664   0.0064   0.0061   0.2087   0.0161   0.0008   3.8
  1584   246528   0.0488   0.559   0.0061   0.0051   0.2251   0.0166   0.0009   4.8
  1583   246527   0.0519   0.5723   0.0067   0.0082   0.2173   0.0123   0.0007   4
  1582   246520   0.0485   0.582   0.0058   0.0108   0.2435   0.0137   0.0008   3.6
  1582   246518   0.052   0.5639   0.0068   0.0104   0.2441   0.0121   0.0005   3.8
  1579   246481   0.0514   0.5968   0.0063   0.0058   0.2555   0.0135   0.0007   3.3
  1577   246459   0.0496   0.5945   0.0055   0.0056   0.2538   0.017   0.0005   3.1
  1577   246457   0.0488   0.5943   0.006   0.0044   0.249   0.0156   0.0007   3.4
  1576   246445   0.0446   0.549   0.0054   0.0031   0.2429   0.0105   0.0003   3.1
  1575   246439   0.0498   0.5975   0.0049   0.0054   0.2644   0.0142   0.0006   3.2
  1573   246414   0.0514   0.606   0.0047   0.0081   0.2639   0.0108   0.0005   3.2
  1573   246412   0.0475   0.5915   0.0043   0.006   0.2657   0.0144   0.0006   3.8
  1572   246393   0.0475   0.5955   0.0061   0.0072   0.2398   0.0113   0.0005   4.3
  1570   246382   0.0501   0.5498   0.006   0.0071   0.2495   0.0122   0.0005   4.3
  1569   246367   0.0563   0.5763   0.006   0.0064   0.2326   0.0108   0.0006   3.4
  1569   246365   0.0501   0.5745   0.006   0.0063   0.229   0.0127   0.0003   3.6
  1568   246356   0.0486   0.5478   0.0058   0.0082   0.2374   0.0129   0.0026   3
  1568   246354   0.0499   0.5564   0.0062   0.0078   0.2437   0.013   0.0013   3.3
  1567   246341   0.0489   0.5659   0.006   0.0083   0.2291   0.0153   0.0002   3.3
  1567   140568   0.0469   0.539   0.0061   0.0069   0.2159   0.0137   0.0004   3.5
  1566   246331   0.0452   0.5614   0.0051   0.0086   0.2491   0.0129   0   2.7
  1566   246329   0.0433   0.5522   0.0054   0.0072   0.2514   0.0124   0.0006   3.4
  1565   246318   0.0504   0.5674   0.0047   0.0068   0.241   0.0115   0   3.8
  1564   246304   0.0483   0.5708   0.0038   0.0077   0.2519   0.0119   0   3.1
  1564   246302   0.0502   0.5742   0.005   0.0073   0.2563   0.0121   0.0002   3.5
  1563   140529   0.0537   0.582   0.0066   0.0061   0.2574   0.0131   0   3.6
  1561   140516   0.0546   0.5888   0.0048   0.006   0.2504   0.014   0   3.7
  1561   246272   0.0495   0.5774   0.0051   0.0051   0.2423   0.0142   0   3.9
  1560   140502   0.0497   0.5865   0.005   0.0061   0.2626   0.0122   0.0004   3.2
  1560   140500   0.0494   0.5902   0.0051   0.0037   0.2591   0.0154   0.0001   3.9
  1558   246242   0.0479   0.6095   0.005   0.005   0.2586   0.0127   0.0006   3.9
  1558   246240   0.0472   0.5867   0.0052   0.008   0.245   0.0107   0.0004   4.5
  1556   246020   0.0522   0.607   0.0062   0.0077   0.2674   0.0085   0.0006   3.6
  1555   140256   0.0554   0.5559   0.0061   0.0059   0.2504   0.0107   0.0003   4.3
  1551   245974   0.0539   0.5876   0.0077   0.0064   0.2776   0.0128   0   4
  1550   245965   0.0556   0.5781   0.0078   0.0054   0.2545   0.0127   0   3.9
  1550   245963   0.0513   0.5759   0.0074   0.0057   0.2686   0.0131   0   4
  1549   245948   0.0549   0.5936   0.0075   0.0069   0.2493   0.0118   0.0002   3.6
  1548   245938   0.0528   0.6059   0.0064   0.0059   0.273   0.0142   0.0002   3.7
  1548   245936   0.0525   0.602   0.0067   0.0051   0.2828   0.0145   0.0001   3.7
  1547   245925   0.0516   0.585   0.0069   0.0061   0.2543   0.0163   0.0003   3.4
  1547   445923   0.0593   0.5902   0.0087   0.0087   0.244   0.0195   0.0004   3.6
  1545   245912   0.0509   0.567   0.0061   0.0076   0.2583   0.0171   0.0004   3.9
  1544   245900   0.0535   0.5995   0.0055   0.0085   0.2546   0.0124   0.0007   3.4
  1544   245898   0.0468   0.5968   0.0058   0.0086   0.2499   0.0143   0.001   3.4
  1543   140119   0.0492   0.5673   0.0062   0.0081   0.2386   0.0093   0   4.9
  1540   245864   0.0518   0.5756   0.0054   0.009   0.2595   0.0163   0.0004   3.6
  序号   炉次编号   C   MN   N   S   SI   P   AL   H，ppm
  1540   245863   0.0499   0.569   0.0055   0.0087   0.2646   0.015   0.0002   3.9
  1539   245850   0.0544   0.5864   0.005   0.0082   0.2566   0.0125   0.0005   3.7
  1538   245837   0.0542   0.5554   0.0057   0.007   0.2291   0.012   0.0002   4
  1537   245825   0.0522   0.5892   0.0052   0.0051   0.2694   0.0098   0.0005   2.9
  1537   245824   0.0505   0.5761   0.006   0.0065   0.2778   0.0134   0.0004   3.4
  1536   140056   0.0512   0.5926   0.0065   0.0087   0.2416   0.0125   0.0002   3.5
  1536   245814   0.0578   0.5835   0.0064   0.0098   0.2492   0.0121   0.0002   3.7
  1535   140039   0.0492   0.5748   0.0072   0.0088   0.2393   0.012   0.0003   3.8
  1535   245797   0.0507   0.5567   0.0075   0.0087   0.2404   0.0113   0.0003   4.1
  1534   245789   0.0504   0.5519   0.0047   0.0068   0.2903   0.017   0.0007   2.9
  1534   245788   0.0521   0.5839   0.0062   0.0048   0.2573   0.0152   0.0007   3.9
  1533   245772   0.0539   0.5858   0.0067   0.0087   0.2602   0.014   0.0004   3.2
  1533   245771   0.0557   0.5708   0.0069   0.0085   0.258   0.0143   0.0008   4.1
  1532   245769   0.0483   0.5726   0.0055   0.0073   0.2318   0.0143   0.0001   3.6
  1532   245767   0.0571   0.5644   0.0052   0.0059   0.2327   0.0137   0   3.8
  1530   245559   0.0488   0.562   0.005   0.0043   0.2397   0.0191   0.0005   3.2
  1529   245553   0.0541   0.6186   0.0072   0.009   0.2555   0.019   0.0004   3.7
  1528   245541   0.0507   0.5565   0.0066   0.0102   0.2477   0.0177   0.0003   3
  1528   245539   0.048   0.5393   0.0068   0.0096   0.2412   0.0178   0.0003   4.2
  1527   245525   0.0557   0.5628   0.0062   0.0058   0.2499   0.0141   0.0004   3.6
  1527   149763   0.0526   0.5941   0.0081   0.0072   0.2513   0.0154   0.0005   4.4
  1522   245462   0.0456   0.6022   0.005   0.0068   0.2665   0.0143   0.0006   2.9
  1522   245461   0.0501   0.5844   0.0058   0.0077   0.2664   0.0153   0.0003   3.3
  1521   149689   0.0478   0.6002   0.0054   0.0089   0.2797   0.0123   0.0005   3.6
  1520   245443   0.0478   0.5367   0.0063   0.0064   0.2345   0.0173   0.0004   3.6
  1517   245424   0.0541   0.5914   0.0071   0.0062   0.2368   0.0115   0.0003   3.7
  1515   149635   0.051   0.6086   0.0064   0.0076   0.2751   0.0119   0.0004   3.5
  1515   149634   0.0549   0.6079   0.0065   0.0033   0.2653   0.0116   0.0004   3.5
  1514   245403   0.0491   0.5964   0.0071   0.0085   0.2261   0.0097   0.0001   3.5
  1514   245400   0.051   0.5616   0.0064   0.0087   0.2517   0.0109   0.0001   3.9
  1513   149612   0.0448   0.5826   0.0057   0.0068   0.2585   0.0147   0.0004   3.2
  1513   149610   0.0537   0.5647   0.0066   0.0082   0.2466   0.0136   0   3.5
  1512   245373   0.051   0.5857   0.0058   0.0086   0.2512   0.0117   0.0005   2.8
  1512   245371   0.0507   0.5571   0.0071   0.0075   0.2447   0.0117   0   4
  1511   245353   0.0498   0.5823   0.0065   0.0063   0.2387   0.0109   0.0001   3.5
  1510   245352   0.0532   0.5931   0.0065   0.0063   0.2623   0.0112   0.0001   3.8
  1509   245339   0.0504   0.564   0.0074   0.0089   0.2599   0.0137   0.0003   2.9
  1508   245333   0.0561   0.591   0.0071   0.0073   0.2541   0.0119   0.0003   3.6
  1507   245308   0.0514   0.5784   0.0053   0.0046   0.2385   0.0118   0.0001   3.6
  1506   245295   0.0456   0.5876   0.0053   0.005   0.2488   0.0095   0.0004   3.6
  1506   245294   0.0521   0.6418   0.006   0.0063   0.2718   0.0116   0.0005   2.9
  1504   245287   0.0524   0.5863   0.0055   0.0042   0.2609   0.0127   0.0012   3.6
  1503   245274   0.044   0.5684   0.0053   0.0068   0.2509   0.0096   0.0002   3.1
  1503   149504   0.0485   0.5695   0.0057   0.0066   0.2449   0.0097   0.0002   3.5
  1502   245262   0.0512   0.5974   0.004   0.0088   0.269   0.0091   0.0002   2.8
  1502   245261   0.0475   0.579   0.0045   0.0068   0.256   0.0107   0.0008   4
  1500   245082   0.052   0.5876   0.0062   0.0106   0.2418   0.0107   0.0003   2.7
从表2所记录的炉次可以看到，大气压下，氮的水平最高可达120ppm，氢的水平在1.0、2.0或3.0和6.5ppm之间。此外，炉次1 655中6.9ppm的氢水平伴随1大气压以上的铁水静压头(ferrostatic head)，即大约1.15大气压，如图3所示。
自由氮通过利用发光摄谱仪(“OES”)进行分析来确定，其中所述发光摄谱仪按照预定的基准利用热导率(“TC”)方法标定。利用电弧和电火花激励的发光摄谱仪(OES)是用于确定金属样品的化学成份的优选方法。该处理被广泛用于金属制造工业，包括初级生产者、铸造厂、压铸机以及制造。由于其快速的分析时间和固有的准确性，电弧/电火花OES系统在控制合金处理方面最为有效。这些摄谱仪可以用于生产周期中的很多方面，包括对材料的进料检查、金属加工、半成品和成品的质量控制以及对金属材料的化学成份有要求的很多其它应用。
用于标定OES的热导率(TC)方法一般采用能够在各种各样的金属、耐材以及其它无机材料中测量氮以及氧的基于微处理器、软件控制的仪器。TC方法采用惰性气体保护熔化原理。一定重量的样品被放置在高纯度的石墨坩埚中，在足以释放氧、氮和氢的温度下在流动的氦气气流下熔化。样品中以各种形式存在的氧与来自坩埚的碳结合，形成一氧化碳。样品中存在的氮作为氮分子释放，而所有的氢都作为氢气释放。
在TC方法中，通过红外吸收(IR)来测量氧。样品气体首先进入IR模块并穿过CO和CO2检测器。检测作为CO或者CO2出现的氧。在此之后，样品气体穿过被加热的稀土铜氧化物(rare-earth copper oxide)，以将CO转变成CO2并将所有的氢转变成水。然后，气体再次进入IR模块并穿过独立的CO2检测器，以进行总氧含量测量。该构造使低范围和高范围两者的性能和准确性都实现最大化。
在TC方法中，氮通过使待测量样品气体穿过加热的稀土铜氧化物来测量，其中所述稀土铜氧化物将CO转变成CO2并将氢转变成水。然后去除CO2和水，以免被TC单元(cell)检测到。然后，气流穿过TC单元，以进行氮的检测。
如上所述，自由氢通过Hereaus Electronite制造的氢直接读取浸没系统(“Hydris”)单元来测量。该单元被认为在以下引用的美国专利No.4998432、5518931和5820745中被公开。
尽管已经在上述附图和说明中详细示出并描述了本发明，但是上述内容被认为是说明性而非在特征上进行限制的，应该理解，示出并描述的仅仅是本发明的说明性的实施例，而落入本发明精神范围中的所有变化和变形都希望得到保护。考虑到以上说明，本发明的其它特征对于本领域技术人员是明显的。在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种变形。

Claims (23)

1.一种铸造钢带的方法，其包括：
在至少一个铸造辊的铸造表面上引入熔融的普通碳钢，其中所述熔融钢具有在大气压下测得的低于120ppm的自由氮含量和低于6.5ppm的自由氢含量；以及
凝固所述熔融钢，以在所述铸造辊上形成金属壳，从而形成薄钢带，其中所述金属壳具有由所述熔融钢中的氮和氢含量反应出的氮和氢水平。
2.如权利要求1所述的方法，其中，大气压下所述自由氮含量低于100ppm。
3.如权利要求1所述的方法，其中，大气压下所述自由氮含量低于85ppm。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，大气压下所述自由氢含量在1.0和6.5ppm之间。
5.一种铸造钢带的方法，其包括：
组装一对被冷却的铸造辊，所述铸造辊在其之间具有辊隙并且具有邻近所述铸造辊的端部的限制端盖；
在所述一对铸造辊之间引入熔融的普通碳钢，以在所述铸造辊上形成浇注熔池，其中所述端盖限制所述熔池，所述熔融钢在大气压下具有低于120ppm的自由氮含量和低于6.5ppm的自由氢含量；
反向旋转所述铸造辊并凝固所述熔融钢，以在所述铸造辊的铸造表面上形成金属壳，以便用于形成薄钢带，其中所述金属壳具有由所述熔融钢中的含量反应出的氮和氢水平；以及
通过所述铸造辊之间的辊隙形成凝固的薄钢带，从而产生从辊隙向下输送的凝固了的钢带。
6.如权利要求5所述的方法，其中，大气压下所述自由氮含量低于100ppm。
7.如权利要求5所述的方法，其中，大气压下所述自由氮含量低于85ppm。
8.如权利要求5、6或7所述的方法，其中，大气压下所述自由氢含量在1.0和6.5ppm之间。
9.一种通过执行权利要求1所述的铸造钢带的方法而生产得到的钢带。
10.如权利要求9所述的钢带，其中，大气压下所述自由氮含量低于100ppm。
11.如权利要求9所述的钢带，其中，大气压下所述自由氮含量低于85ppm。
12.如权利要求9或10所述的钢带，其中，大气压下所述自由氢含量在1.0和6.5ppm之间。
13.如权利要求11所述的钢带，其中，大气压下所述自由氢含量在3.0和6.5ppm之间。
14.如权利要求10或11所述的钢带，其中，钢带的厚度小于5mm。
15.如权利要求14所述的钢带，其中，钢带的厚度小于2mm。
16.一种通过执行权利要求5所述的铸造钢带的方法而生产得到的钢带。
17.如权利要求16所述的钢带，其中，大气压下所述自由氮含量低于100ppm。
18.如权利要求16所述的钢带，其中，大气压下所述自由氮含量低于85ppm。
19.如权利要求16或17所述的钢带，其中，大气压下所述自由氢含量在1.0和6.5ppm之间。
20.如权利要求18所述的钢带，其中，大气压下所述自由氢含量在3.0和6.5ppm之间。
21.如权利要求17或18所述的钢带，其中，钢带的厚度小于5mm。
22.如权利要求18所述的钢带，其中，钢带的厚度小于2mm。
23.一种铸造钢带的方法，包括：
在至少一个铸造辊的铸造表面上引入熔融的普通碳钢，其中所述熔融钢具有在大气压下测得的低于120ppm的自由氮含量和低于6.9ppm的自由氢含量，使得氮和氢的分压之和不超过1.15大气压；
在所述铸造辊的铸造表面上形成熔融金属的浇注熔池；以及
凝固所述熔融钢，以在所述铸造辊上形成金属壳，从而形成薄钢带，其中所述金属壳具有由所述熔融钢中的氮和氢含量反应出的氮和氢水平。
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