CN101362150B

CN101362150B - 可任意调节辊缝的双辊铸轧机

Info

Publication number: CN101362150B
Application number: CN2008102220462A
Authority: CN
Inventors: 张明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2028-09-08
Also published as: CN101362150A

Abstract

一种可任意调节辊缝的双辊铸轧机，它可以在铝及铝合金板坯的铸轧生产中大范围的调节辊缝。本发明提供了一种：上辊短于下辊、半开放式供料嘴、辊缝可通过压下油缸在0.01～50mm的范围内任意调节的铸轧机，它有效的解决了现有铸轧机存在的：辊缝无法大范围调节、生产过程中板厚及板形调节困难、无法在线变更板坯的厚度规格、辊缝与其它参数无法进行动态优化、板材的控制精度低等缺陷。使用本发明，生产时供料嘴内部的金属液面可以没过上辊的下辊面，加大了铸轧机的冷却面积，提高了冷却强度，进而提高了铸轧速度、增加了产量。辊缝的任意调节，提高了板材的控制精度，并可以在生产中改变产品的厚度规格，提高了生产的灵活性，降低了能耗和生产成本。

Description

可任意调节辊缝的双辊铸轧机

技术领域

本发明涉及一种双辊铸轧机，更具体的是，涉及一种可任意调节辊缝的双辊铸轧机。它可以在金属，尤其是在铝及铝合金板坯的连续铸轧生产中大范围的调节辊缝。

背景技术

在铝及铝合金板坯的连续铸轧生产中，辊缝是一个重要的工艺参数，它决定了铸轧板坯的厚度，然而从双辊铸轧机诞生那天起辊缝就无法任意调节，这不仅使铸轧机在生产过程中无法调节板厚及板形，更重要的是，它使辊缝这一重要参数无法进行动态控制，限制了与其它参数之间的优化，使产能和效率不能更好的发挥，并降低了板材的控制精度。

图1是当前广泛流行的双辊铸轧机示意图，其供料嘴是封闭式的，生产之前供料嘴与轧辊间的安装位置及辊缝事先调整好，铸轧过程中供料嘴安装位置及辊缝大小只能做微小的调整。增大辊缝可增加板厚，同时，辊嘴间隙也随之增大，当辊嘴间隙达到一定程度，而超出铝液的表面张力极限后，铝水将从辊嘴间流出，使生产中断。减小辊缝可使板厚减薄，辊缝过调，将会出现轧嘴现象，也将使生产中断。这就从工艺和设备两个方面，限制了铸轧机辊缝的任意调节。

2001年日本大阪工学院学者T.Haga和德国柏林工业大学学者S.Suzuki在实验室获得了一种称为MDTRC(Melt Drag Twin Roll Caster)的快速铸轧法，“HagaT Suzuki S.Journal ofMaterials Processing Technology，2001；113：291～295”。其铸轧速度达到20～120m/min，铸轧带坯厚度为2～3mm。图2是MDTRC铸轧机的原理图，上辊称为成形辊，下辊称为凝固辊，80％的带材厚度由下辊凝固，上辊凝固那些半固体层，并对其进行压缩变形，它的轧制力较传统的铸轧机要小，并且上下铸轧辊中心连线与垂线之间有5°～20°的倾角。它的供料嘴采用了开放式结构，这为辊缝大范围的调节提供了可能，但MDTRC法轧制力小，铸坯的变形量也小，限制了辊缝的调节范围。铸坯厚度小，进一步限制了辊缝的调节范围，以至于失去了调节的意义，因此，它并没有研究辊缝的任意调节问题。

中国专利公开日2008年8月13日，公开号CN101239358A公布了一种“双辊铸轧—热连轧方法及设备”，它的双辊铸轧机是：(a)上下铸轧辊之间是偏心的；(b)上辊直径小于下辊直径，上辊为成形辊，下辊为凝固辊；(c)上辊直径与传统铸轧机辊径相同时，其轧制力也相同；(d)供料嘴的倾角可以配合偏心量、辊径差的大小在0°～+19°或0°～—19°的范围内任意调节，由它可以生产出较厚的铸轧板坯。图3是其双辊铸轧机部分的原理图，较大的板厚及轧制力为辊缝的大范围调节提供了条件，但封闭式供料嘴又限制了辊缝的任意调节。

发明内容

本发明的目的是克服现有双辊铸轧机辊缝无法任意调节的缺陷，采用一对新型的铸轧辊及供料嘴，配和比例伺服压下油缸对辊缝进行在线调节，来生产铝及铝合金板坯。使用本发明可有效的解决现有技术所存在的：双辊铸轧机辊缝无法大范围调节、生产过程中板厚及板形调节困难、无法在线变更产品厚度规格、辊缝与其它主要力能参数间无法进行动态优化、板材的控制精度低等缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明给出了一种可任意调节辊缝的双辊铸轧机，它主要包括：前箱、供料嘴、铸轧辊、轴承箱、机架、压下油缸、轧辊润滑机构及主传动装置。它可以在金属，尤其是在铝或铝合金板坯的连续铸轧生产中任意调节辊缝。所述的双辊铸轧机，辊缝可通过压下油缸大范围的调节，调节范围在0.01～50mm之间；所述的双辊铸轧机，上辊较下辊短，上辊可按板坯的宽度规格做成不同的长度尺寸，上辊较下辊每边至少短8mm；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的。

所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，它主要由供料嘴本体、下嘴板、上嘴板、两个侧板及一个拉杆等构成，下嘴板固定在供料嘴本体上，侧板的一端固定在供料嘴本体上，另一端与拉杆相连。上嘴板可以是一块主板，也可由一块主板加一块或一块以上的付板构成。主板固定或安放在供料嘴本体上，付板安放在侧板上；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，供料嘴下嘴板的前端面与下辊面接触，上嘴板前端面与上辊面有一定的间隙，并且间隙量可调；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，供料嘴上嘴板的主板上装有加热器；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，供料嘴本体上带有一组电磁感应线圈；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，其侧板的下弧面与下辊面接触、前端内侧面与上辊侧面接触，两个侧板之间由一个可调节侧板宽度的拉杆连接；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，内部容腔较大，容腔深度大于辊缝的最大调节量，生产中金属的液面可没过上辊的下辊面；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，内部容腔较大，容腔内可以有一个或一个以上的稳流块，稳流块与稳流块之间和稳流块与供料嘴内壁之间的流道上可设置陶瓷过滤板；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，内部容腔较大，并通有0.001～0.005MPa的惰性气体，气体可通到金属液的上表面，也可以通到金属液的内部；所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，内部容腔较大，并通有0.001～0.005MPa的惰性气体。进入供料嘴内部的通气管可以是一个或多个，并且每个通气管深入到供料嘴内部的长度可调。

本发明提供了一种可任意调节辊缝的双辊铸轧机，生产中辊缝可通过压下油缸在0.01～50mm的范围内进行调节，使板厚与轧制力、轧制力矩、轧制速度等主要力能参数之间进行动态优化，从而提高产量，降低能耗，并提高产品的厚度及板形精度。使用本发明还可以在生产中改变产品的厚度规格，提高生产的灵活性，进而降低生产成本。

附图说明

附图1是当前广泛流行的双辊铸轧机示意图；

附图2是日本学者T.Haga和德国学者S.Suzuki在实验室获得的一种称之为MDTRC铸轧机的原理图；

附图3是中国专利公开号CN101239358A公布的一种“双辊铸轧—热连轧方法及设备”，中双辊铸轧机部分的示意图；

附图4是本发明可任意调节辊缝的双辊铸轧机示意图；

附图5是附图4中沿A—A线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

附图4和附图5是本发明可任意调节辊缝的双辊铸轧机示意图，它主要由：前箱(1)、供料嘴本体(2)、下铸轧辊(3)、轧辊润滑机构和夹送辊(4)、上铸轧辊(5)、压下油缸(6)、侧板(7)、拉杆(8)、上嘴板(9)、通气管(10)、稳流块(11)、陶瓷过滤板(12)、下嘴板(13)等构成。

附图4和附图5的发明中，供料嘴是半开放式的，它由供料嘴本体、侧板、拉杆、上嘴板及下嘴板等构成。下嘴板固定在供料嘴本体上，侧板的一端固定在供料嘴本体上，另一端与拉杆相连，侧板由金属制作，最好由铜制作。上嘴板可以是一块主板，也可由一块主板加一块或一块以上的付板构成，主板固定或安放在供料嘴本体上，付板安放在侧板上。主板内侧装有加热器，加热器可以是远红外线辐射板或电阻丝。供料嘴本体的外侧，沿宽度方向可安装一组电磁感应线圈。供料嘴内部容腔较大，其深度大于辊缝的最大调节量，最佳深度在60～100mm之间。容腔内可以有一个或一个以上的稳流块，稳流块俯视图的形状是水滴形，稳流块的顶部可与上嘴板的主板接触，也可以有一定的间隙，若采用多个稳流块，则稳流块和稳流块、稳流块和侧板内壁之间的流道宽度应≥150mm。流道上可设置陶瓷过滤板，上嘴板的主板与流道相对应的位置上可开有长孔，陶瓷过滤板由长孔插在流道上。

附图4和附图5的双辊铸轧机，上辊较下辊短，上辊可按板坯的宽度规格做成不同的长度尺寸，上辊较下辊每边至少短8mm，最好短20～30mm。所述的双辊铸轧机，辊缝可通过压下油缸大范围的调节，调节范围在0.01～50mm之间。铸轧机压下油缸的行程通常在80mm左右，生产前，根据所要生产的板坯厚度辊缝需要大范围的调节，俗称摆辊缝。生产中，需要改变板坯的厚度规格时，则需要对辊缝进行大范围的在线调节。现代化铸轧机，普遍采用了计算机技术，生产时，通过计算机可对铸轧机的主参数进行优化，进而调节辊缝。铸轧过程中为了克服各种扰动量对板坯带来的误差，辊缝需要不断的进行在线调节，由此可知，本发明所述的双辊铸轧机辊缝主要有四种调节形态：(a)摆辊缝调节；(b)生产中改变板坯厚度时的调节；(c)主参数进行优化时的调节；(d)铸轧过程中的误差调节。前两者辊缝的调节量较大，最佳值在10～40mm之间，后两者辊缝的调节量较小，通常在0.01～0.5mm之间。

附图4中的H是初始辊缝状态下生产的板厚值，H₁是减小辊缝后生产的板厚值，H₂是增大辊缝后生产的板厚值，△H是板厚值的变动量；

△H＝H—H₁

△H＝|H—H₂|

△H的最大值应小于35mm，最佳值在10～20mm之间。

在附图4和附图5所示的优选实施例中，以φ650/φ850×1600mm规格的铸轧机为例；

生产前：将铸轧区长度设定在200mm左右，供料嘴倾角调整在6°～12°之间，辊缝控制在20mm左右(小于预生产板厚值1～2mm)，下嘴板前端的整个弧面与下辊面接触。上嘴板前端面与上辊面有一定的间隙，生产过程中间隙应始终保持在5～12mm之间，侧板前端的下弧面与下辊面接触、前端内侧面与上辊侧面接触，侧板前端的上弧面与上辊侧面重叠，辊缝20mm时两者的重叠量为25～45mm。两个侧板之间由一个可调节侧板宽度的拉杆连接，调节拉杆两侧的螺母，使侧板宽度与上辊面宽度一致，并确保其滑动灵活。静止炉内的金属铝或铝合金熔体温度保持在710℃～720℃，铸轧辊冷却水压力在0.3～0.5MPa之间、温度小于28℃、流量应在100t/h左右，铸轧机辊面线速度调至2.6m/min左右。

生产时：前箱熔体液面与供料嘴液面的高度差控制在20～30mm之间、温度控制在680℃～710℃之间，供料嘴液面应没过上辊的下辊面，辊缝20mm时，没过的深度在20～35mm之间。为使上嘴板与上辊面间隙始终保持在5～12mm之间，辊缝增大时，可通过增加上嘴板条数来补偿辊、嘴间隙，辊缝减小时，则可通过减少上嘴板的条数来满足辊、嘴间隙的需求。由上嘴板进入供料嘴内部的通气管可以是多个，并且每个通气管深入到供料嘴内部的长度可调，当通气管在熔体的液面上面时，惰性气体以0.001～0.005MPa的压力充满供料嘴内腔，当通气管在熔体的液面下面时，惰性气体起到了除气、净化熔体的作用，此时，通气管的下游需设置陶瓷过滤板。

本发明是在中国专利公开号CN101239358A公布的一种“双辊铸轧—热连轧方法及设备”发明的基础上，作出的进一步改进。公开号CN101239358A公布的发明核心是：针对现有双辊铸轧机冷却区域长度和冷却强度有限的缺陷，给出的一种显著增大铸轧区长度，提高冷却强度的方法，它是通过设计一种：偏心异径双辊铸轧机，并配合铸嘴倾角可调机构而实现的。该方法可以生产出较厚的板坯，并铸轧固液两相线温差大于45℃的铝合金带材。它可将传统铸轧机的铸轧区长度加大1.8～4.0倍，辊缝加大1.5～2.5倍，铸轧速度提高1.5～3.0倍。本发明结合上述发明的优点，提供一种：上辊短于下辊、半开放式供料嘴、辊缝可通过压下油缸在0.01～50mm的范围内任意调节的铸轧机，它有效的解决了现有铸轧机存在的：辊缝无法大范围调节、生产过程中板厚及板形调节困难、无法在线变更板坯的厚度规格、辊缝与其它力能参数无法进行动态优化、板材的控制精度低等缺陷。使用本发明，生产时供料嘴内部的金属液面可以没过上辊的下辊面，加大了铸轧机的冷却面积，提高了冷却强度，进而提高了铸轧速度、增加了产量。辊缝的任意调节，提高了板材的控制精度，并可以在生产中任意改变产品的厚度规格，提高了生产的灵活性，降低了能耗和生产成本。

Claims

1.一种可任意调节辊缝的双辊铸轧机，主要包括：前箱、供料嘴、铸轧辊、轴承箱、机架、压下油缸、轧辊润滑机构及主传动装置，它可以在金属铝或铝合金板坯的连续铸轧生产中任意调节辊缝，其特征在于：

(a)所述的双辊铸轧机，辊缝可通过压下油缸大范围的调节；

(b)所述的双辊铸轧机，上辊较下辊短；

(c)所述的双辊铸轧机，供料嘴是半开放式的，它主要由供料嘴本体、下嘴板、上嘴板、两个侧板及一个拉杆构成，下嘴板固定在供料嘴本体上，侧板的一端固定在供料嘴本体上，另一端与拉杆相连。

2.根据权利要求1所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：辊缝可通过压下油缸大范围的调节，调节范围在0.01～50mm之间。

3.根据权利要求1所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：所述的双辊铸轧机，上辊较下辊短，上辊可按板坯的宽度规格做成不同的长度尺寸，上辊较下辊每边至少短8mm。

4.根据权利要求1所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴的上嘴板是一块主板或由一块主板加一块以上的付板构成，主板固定或安放在供料嘴本体上，付板安放在侧板上。

5.根据权利要求1或4所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴的上嘴板前端面与上辊面有一定的间隙，并且间隙量可调，供料嘴下嘴板的前端面与下辊面接触。

6.根据权利要求4所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴上嘴板的主板上装有加热器。

7.根据权利要求1或4所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴本体上带有一组电磁感应线圈。

8.根据权利要求1或4所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴侧板的下弧面与下辊面接触、前端内侧面与上辊侧面接触，两个侧板之间由一个可调节侧板宽度的所述拉杆连接。

9.根据权利要求1或4所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴的内部容腔较大，容腔深度大于辊缝的最大调节量，生产中金属的液面没过上辊的下辊面。

10.根据权利要求1或4所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴的内部容腔较大，容腔内有一个以上的稳流块，稳流块与稳流块之间和稳流块与供料嘴内壁之间的流道上设置陶瓷过滤板。

11.根据权利要求1或4所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴的内部容腔较大，并通有0.001～0.005MPa的惰性气体，气体通到金属液的上表面或通到金属液的内部。

12.根据权利要求1或4所述的可任意调节辊缝的双辊铸轧机，其特征在于：供料嘴的内部容腔较大，并通有0.001～0.005MPa的惰性气体，进入供料嘴内部的通气管是一个或多个，并且每个通气管深入到供料嘴内部的长度可调。