薄带连铸技术是近终形连铸技术的主要组成部分,是指由连铸机直接生产厚度为1~10mm薄带坯的工艺过程。按成形的方法可分为三大类带式、辊式和辊带式。其中,薄带连铸技术主要进展体现在双辊薄带连铸工艺的发展上。目前双辊薄带连铸技术主要集中在铸机和工艺研究、薄带的组织和性能研究,以及数学模型的建立和应用研究三个方面。

　　日本的新日铁与三菱重工从1985年就合作开发双辊薄带连铸技术,到目前已建成了较为完善的自动控制系统。该系统包括自动起动逻辑控制系统、浸入式水口深度控制系统、钢液液位控制系统、铸辊间隙和压力控制系统、铸辊线速度控制系统等。铸辊材质为不锈钢辊轴 铜合金辊套辊套上镀铜镍保护层。目前已成功地生产出 1.6~5mm 厚,800~1330mm宽的不锈钢带。铸机铸速最高可达130m/min,卷重可达 10吨。所生产的薄钢带品质优良,其力学性能和抗腐蚀性能已达到或超过传统工艺生产的钢带。于 1996年投建的另一条主要用于304 不锈钢生产的工业规模双辊铸机,据称钢包容量60 吨,带钢厚度2~5mm,宽度760~1330,带钢生产能力为 3.5万吨/月。

　　异径双辊薄带连铸技术由于具有设备简单、整体浇铸系统封闭好、无二次氧化和侧封容易解决等优点而得到大力研发。日本金属工业公司与德国的克虏伯公司合作,于1990年建成了一台小辊位于大辊上方呈20°倾角的异径双辊试验铸机。钢水被旋转的辊子拉移,待小辊浸入钢水后,凝固成层,随即被大小辊挤压熔合为一。铸机的边缘密封靠凸缘部件来保证,连铸钢水向巨流动以避免漏钢。凝固疏松在0.2mm厚以内,晶粒细小。该工艺可解决难轧金属成形问题。生产的高合金钢带 1~5mm厚,700~1050mm宽,铸速30~60m/min,最大卷重可达 4.5吨。此外德国Thyseen钢铁公司开发的异径双辊铸机也能在实验室生产出0.3~3mm 厚、150mm宽的碳钢、高硅钢带。目前正在发展先进的控制技术,使铸速可达24~180m/min 。

　　双辊薄带凝固属亚快速凝固过程(冷却速度约为100℃/s),它既不同于凝固速率较慢的常规铸造,也不同于急冷快速凝固,这就使其凝固组织和性能有独特之处。美国Shiang等一对双辊低碳钢薄带的铸态组织和冷轧后的热处理组织进行 研究,结果表明,由丁极快的冷却速度,薄带的枝晶组织较细显微组织主要山魏氏体和铁素体组成如果奥氏体晶粒比较粗大、冷却速度又较快,先共析铁素体往往沿着奥氏体的一定晶面呈针片状析出形成魏氏体热处理对薄带钢组织的影响完全取决于材料中AL的含量,因为薄带组织中沉积的AIN能够在退火过程中阻碍铁素体晶粒的生长。此外,其他研究者对双辊薄带的组织和性能也进行了初步的研究。总的来看,已完成的显微组织研究主要涉及碳钢、硅钢、不锈钢的枝晶组织,只有少数文章涉及到了变形及热处理组织,关于性能方面的研究则更少。

　　数学模型的建立有助于定量描述和预测薄带连铸过程中的传热传质过程以及组织形成的变化规律,从而更精确地控制生产过程,为提高薄带产品质量和性能提供理论依据。双辊薄带连铸技术在过去的多100年里进展十分缓慢,或多或少与缺乏数学模型的研究有关。近10 多年来,双辊薄带连铸技术的数学模型研究引起广泛关注。自麻省理工学院首先报道了他们在双辊常规铸造和流变铸造上的数学模型的研究成果之后,日本、德国、英国、中国等国家也相继展开了对双辊薄带数学模型的研究,并取得 不少的成果。

　　Miyazawa等建立了包括液体流动、固体变形及传热过程在内的综合数学模型,在模型中,把液相区的流动处理为层流,固相按塑性变形处,并利用该模型计算了流速分布、压力分布及温度分布,分析了流动和变形对传热及凝固组织形成的影响,但该模型只针对铝合金进行’模拟计算。

　　Hwang等在考虑了从开始浇注到进入稳态之间的整个过程的基础上,建立 包括液体流动、传热和凝固的综合数学模型,并采用有限元法来求解传热、传质和动量方程,用热焙法来处理结晶潜热,用流体体积法 (VOF)来处理流体流动的非稳态自由表面,模拟了双辊薄带凝固过程中液体的充填、流场和温度场。