薄带连铸技术是冶金领域内的一项前沿技术,其将连铸与轧制联系起来,简化了从钢水到热卷的生产工序,钢水被直接浇成2-5毫米厚度的薄带钢,实现铸轧一体化,使钢铁生产流程更紧凑、更连续、更高效、更环保。结晶辊是薄带连铸工艺的核心部件,使其同时具有优良的传热性能和较长的使用寿命是薄带连铸实现产业化的关键环节,而增加表面镀层和纹理是较为广泛的解决方案。因此,研究表面镀层及纹理对传热情况和凝固过程的影响是十分必要的,其有利于控制薄带连铸过程和提高铸带质量。本文使用宝钢研究院自主开发的界面传热模拟装置模拟了钢水在结晶辊表面的凝固过程。实验方法为插入式基底埋设热电偶内表面测温法。在制样和实验过程中进行了大量的优化和创新,提高了实验的可模拟性和测量精度。实验根据测得的内表面温度历史,求解导热反问题,得到钢水与基体间的界面瞬态传热情况。鉴于界面热流测量的难度和精度要求,本文对整个系统进行测量系统分析,保证了测量数据的可靠性与稳定性。实验选择Ni电镀镀层和Co-Ni电镀镀层,研究了基体表面有无镀层、不同镀层成分、不同镀层厚度三种类型因素对界面传热和凝固过程的影响情况。结果表明:结晶辊表面镀层可以降低峰值热流,对平均热流影响不显著,对于凝固组织,可以提高其均匀性;镀层成分变化对传热和凝固组织的影响不显著;对于低碳钢和304不锈钢两种钢种,随着镀层厚度的增大,界面热流都出现了加剧下降,但同时由于导热不及时,可能导致凝固壳表面缺陷。实验选择四种典型表面处理工艺,研究了基体表面不同类型纹理对于界面传热和凝固过程的影响情况。研究结果表明:峰值热流随着表面粗糙度的增加而增加,但在较大的粗糙度下,反而会降低。表面粗糙度对平均热流的影响不显著。大粗糙度情况下,凝固壳表面会出现粘连现象,影响铸带质量;刚玉喷丸工艺会使基体表面嵌入残余颗粒,但其可以提高了峰值热流,且对凝固壳表面均匀性有利,因此刚玉喷丸工艺优于钢丸喷丸工艺;动力冷喷涂工艺生成的表面封闭凹坑纹理存在临界半径,经过建模计算,当凹坑半径大于临界半径,则凝固壳表面易产生气孔,影响铸带质量,因此要选择较小的凹坑尺寸,同时,纹理连贯、降低钢水温度、提高基体初始温度等方法能避免气孔的产生;表面山脊型规则纹理能引导凝固过程,改善表面质量。根据建模计算结果,纹理的角度对于传热与凝固过程影响较大,纹理深度亦有影响。