CN101374618A - 双辊铸机 - Google Patents

Abstract

一种能够生产薄带的双辊铸机和连续铸造薄带的方法，其借助施加推力通过每个铸辊上的铸辊支撑结构以将铸辊偏压在一起，以使大部分推力平衡铁合金静压力。使冷却水流动通过附着于铸辊(1)一端或两端的旋转接头(10)。在每个铸辊上的旋转接头10使冷却水流入铸辊的通道和从铸辊的通道流出，并且大致沿铸辊(1)的旋转轴方向施加力于铸辊。

Description

双辊铸机

技术领域

本发明涉及一种双辊铸机。

背景技术

众所周知，在双辊铸机内通过连续铸造生产钢带。在该技术中，将熔融金属引入一对反向旋转的水平铸辊之间，冷却所述铸辊以使金属外壳在运动的辊表面凝固，并且同时将其带入两辊之间的辊隙处以生产自辊隙向下传送的凝固的带产品。在此使用的术语“辊隙”指双辊最紧密接触位置处的整体区域。将熔融金属从浇包注入到较小的容器内或者一组容器内，从所述容器熔融金属流经位于辊隙上部的金属供应喷嘴，以形成支撑于双辊铸造表面位于辊隙上方并且沿铸辊的长度方向延伸的熔融金属浇铸池。该浇铸池大致限定在靠近铸辊端部以滑动接合支撑的侧板或者挡板之间，以便限制浇铸池向外流出。

图5和图6示出公知的双辊式铸机。该铸机包括：一对水冷铸辊1，该对水冷铸辊横向定位的以在它们之间形成辊隙G；以及一对在铸辊1端部接合的侧板2。

设定反向旋转的铸辊1的转动方向和速度，以便铸辊的外圆周表面从上向辊隙G移动。侧板2中的一个在辊的一端与两个铸辊1的端部接触，同时侧板2中的另一个在辊1的另一端与两个铸辊1的端部接触。由耐火材料制成的熔融金属供应喷嘴4位于由铸辊1和侧板2密封的空间内的辊隙G上方。

熔融金属供应喷嘴4包括：限定向上开口的长槽6的侧壁和端壁，该槽用于接收熔融金属5；以及用于从槽6向外流出熔融金属的多个排出孔7。孔7在喷嘴4侧壁较低的部位形成，以将熔融金属从槽6直接引向铸辊的外圆周面。采用这种设置，注入槽6的熔融金属5从孔7向外流出并且在辊隙G上方形成与铸辊1的外圆周面接触的熔融金属浇铸池8。

当浇铸池8形成，铸辊在冷却水流经铸辊并从其上吸取热量的同时转动时，熔融金属5在铸辊1的外圆周面凝固并且形成凝固的外壳。由聚集在辊隙G处的凝固外壳形成向下移动的带3。

在辊隙G处铸辊1之间的间隔由施加在辊端部支撑结构(未示出)的水平作用推力F保持，该辊端部支撑结构支撑铸辊1的端部以将它们聚集在一起以形成自辊隙G向下传送的要求厚度的带3。

选择推力F足以抵抗：(a)作用于铸辊1经过浇铸池8内的熔融金属5的铁合金静压力(ferrostatic pressure)；(b)可动铸辊之间或者辊1和导向装置之间的摩擦力，该导向装置支撑辊彼此相向或者远离地水平运动；以及(c)作用于铸辊上的不平衡的“非正常”力。

不平衡的“非正常”力可能是由于一些因素造成的，其包括：(a)铸辊1质量的不均匀分布，包括辅助部分，如用于供应冷却水到辊并从辊排出冷却水的旋转接头等；以及(b)冷却水流入、流经和流出铸辊1的影响。然而，从工艺控制和生产质量的角度，并不期望不平衡的非正常力。此外，增加推力F并不能一直补偿非正常力的反作用。

作用于铸辊1经过浇铸池8内的熔融金属5的铁合金静压力由一些因素确定，其包括铸辊的直径、铸辊1的辊体长度、浇铸池8的高度、铸辊1的旋转速度，以及用于形成带3的材料的组成和温度。

我们发现推力F的大部分是造成熔融金属5的铁合金静压力的原因。可以通过计算显示，由150kg重的浇铸池8产生的铁合金静压力，所要求的用于抵抗铁合金静压力的总推力应该为150kg+α(在此α<10kg)。然而，在过去的实践中，要求超过300kg的推力F以抵抗铁合金静压力和上面提及的其它因素，如冷却水的重量和压力，所述冷却水典型地以每秒20m每分钟5tones连续地供应至铸辊1。

此外，包括如旋转接头的辅助部分的铸辊1质量的不均匀分布可能会引起铸辊1的偏移，由此出现不期望的沿铸辊1的长度方向的辊隙G的偏差。典型地，在此情形，从沿铸辊1的上方看辊隙G呈楔形，即在辊1的一端具有较大的间隙同时在辊1的另一端具有较小的间隙。

发明内容

本发明公开的双辊铸机能够减小不平衡的非正常力并且提供更好地控制以生产更好质量的产品。所公开的双辊铸机包括：

(a)一对水冷铸辊，横向定位以在其间形成辊隙，所述铸辊通过推力朝向彼此偏压，以及

(b)旋转接头，其至少接合于铸辊的一端并且能够供应冷却水到铸辊以及从铸辊的通道将冷却水排出，每个铸辊的旋转接头设置成冷却水自旋转接头的流入和流出大致沿铸辊旋转轴的方向施加力于铸辊。

冷却水自旋转接头的流入和流出可以沿大致垂直于铸辊旋转轴的垂直方向。铸辊的旋转接头可设置成冷却水流入旋转接头是沿着与铸辊旋转轴正交的大致垂直向上方向。

旋转接头可以接合于铸辊的两端，并且能够供应冷却水到铸辊的通道和从铸辊的通道排出冷却水，每个所述铸辊的旋转接头设置成冷却水自旋转接头的流入和流出大致沿铸辊旋转轴的方向施加力于铸辊。

当旋转接头仅接合于铸辊的一端时，配重(conterweights)可以附着于在铸辊的另一端的平衡旋转接头的区域。

双辊铸机还包括连接于旋转接头的冷却水供应管，以及施加力以支撑管的偏压单元，由此，冷却水供应管管的重量不被铸辊负载。还可以设置沿铸辊径向引导该管的导向件。

双辊型铸机还包括：心轴，其能够从旋转驱动传递旋转运动以驱动铸辊；以及偏压单元，其能够施加向上的力以支撑心轴，由此心轴的重量不被铸辊承载。可以设置轴承以支撑心轴，并且偏压单元能够施加向上的力以支撑轴承。还可以设置能够引导轴承沿水平方向的导向件。

同时也公开了采用连续铸造生产薄铸带的方法，其包括步骤：

组装具有一对铸辊的双辊铸机，所述铸辊横向定位以在所述铸辊之间形成辊隙；

组装用于所述双辊铸机的驱动系统，其能够驱动所述铸辊沿相反旋转方向；

组装金属供应系统，其能够形成由所述铸辊支撑位于所述辊隙上方的浇铸池，并且其具有靠近辊隙一端的侧挡板以限定所述浇铸池；

将熔融金属引入所述一对铸辊之间，以形成支撑于所述铸辊的铸造表面并且由所述侧挡板限定的所述浇铸池；

反向旋转所述铸辊，以在所述铸辊的所述表面上形成凝固的金属外壳并且通过所述铸辊之间的所述辊隙由所述凝固外壳形成铸带；

通过铸辊支撑结构施加推力到每个铸辊，以将铸辊偏压在一起，所述推力的大部分用于平衡铁合金静压力。

施加推力的步骤包括减小作用于铸辊支撑结构上的垂直载荷。

施加推力的步骤包括将冷却水引入接合于铸辊至少一端的旋转接头，旋转接头能够供应冷却水到铸辊并且从铸辊的通道排出冷却水，使得冷却水自旋转接头的流入和流出大致沿铸辊旋转轴的方向施加力于铸辊。旋转接头能够使冷却水沿与铸辊旋转轴垂直的大致垂直方向流入和流出旋转接头。

可以在每个铸辊的两端执行引入和排出冷却水的步骤。当在铸辊的一端执行冷却水的引入和排出步骤时，该方法还包括通过在铸辊的另一端设置配重来平衡旋转接头重量的步骤。

在生产薄铸带的方法中，施加推力的步骤包括施加向上的力于冷却水导管，以减小由冷却水导管作用于铸辊支撑结构上的载荷。

生产薄铸带的方法还包括通过心轴从驱动机构向相应的铸辊传递旋转运动，并且，所述施加推力的步骤包括施加向上的力于心轴，使得该心轴的重量基本上不被相关的铸辊负载。

双辊铸机和薄带的连续铸造方法可提供多于下面的有益效果中一种或多种。

(1)冷却水自铸辊旋转接头的流入和流出大致沿铸辊的旋转轴被引导，由此相对于图5和图6所示的公知的铸机，减小了不平衡的非正常力(进而减小了所需的推力F)。

(2)旋转接头产生作用于铸辊和作用于靠近铸辊端部支撑结构周围的力矩，其由彼此或由配重平衡。在实施例中，采用配重，每个配重产生作用于铸辊和靠近铸辊端部支撑结构周围的力矩，其补偿位于铸辊相对端的旋转接头的力矩。当铸辊1旋转时，配重也有助于铸辊端部支撑结构之间的铸辊的质量分布。

(3)当铸辊两端均有旋转接头时，施加向上的力于铸辊的两端，同时减小支撑铸辊的铸辊端部支撑结构的滑动阻力。

(4)当设置冷却水供应管并且该冷却水供应管由偏压单元支撑时，管的重量不被铸辊承载，并且支撑铸辊的铸辊端部支撑结构的滑动阻力减小。

(5)当支承心轴的轴承受到向上偏压并且被支承从而水平移动时，心轴的重量不被铸辊承载，并且支撑铸辊的辊端部支撑结构的滑动阻力减小。

附图说明

通过参考附图的方式进一步描述本发明，其中：

图1是双辊铸机的一个实施例的铸机俯视图；

图2是图1右侧的一个铸辊的端部的垂直剖面图；

图3是双辊铸机的铸辊驱动系统的侧视图；

图4是双铸机的另一实施例的俯视图；

图5是显示从冷却辊径向看公知的双辊铸机示例的示意图；

图6是图5所示的双辊铸机的俯视图。

具体实施方式

图1至3显示了双辊铸机和薄铸带铸造方法的实施例。

铸机包括一对水冷铸辊1，其横向定位具有在其间形成的辊隙。铸辊1借助偏压单元(未示出)施加到支撑辊端部的辊端部支撑结构9的推力F被朝向彼此推动。大部分施加到铸辊以将铸辊偏压在一起的推力平衡铁合金静压力，并且施加推力以减小作用于铸辊支撑结构上的垂直载荷。

铸机和方法还包括用于供应冷却水到铸辊1和从铸辊1排出冷却水的旋转接头10，其在辊的两端附着于铸辊。

每个铸辊1包括圆柱辊体11和从辊体11的两端延伸的空心短轴12。管状分隔壁13设置于每个短轴12的空心内部的中心并且将空间分隔为外部通道17和内部截面通道18。

每个铸辊1包括多个冷却水通道14，其靠近铸辊表面设置并且沿铸辊旋转轴方向延伸通过辊体11。

此外，每个短轴12包括多个径向延伸的冷却通道15和16，其在短轴12的前端与辊体11接合。冷却通道15连接短轴12的外部通道17到靠近铸辊表面位于辊体11内的已选择的冷却通道14上。短轴12的冷却通道16连接短轴12的内部通道18，同时保持冷却通道14在辊体11内。

特别地参考图2，短轴12的端部具有用于冷却水从短轴12外部流入短轴12内的外部通道17的入口19。短轴12的每个端部还包括用于冷却水从短轴12的内部通道18流出到短轴外部的出口20。

旋转接头10与短轴12的端部接合。

进一步参考图2，向下延伸的固定连接装置21与入口19相连通，并且向下延伸的固定连接装置22与出口20相连通。每个铸辊1的固定连接装置21、22定位成大致垂直地延伸，并且与铸辊1旋转轴垂直。上述配置使冷却水自每个旋转接头10的流入和流出沿着大致远离铸辊1旋转轴的垂直方向。

旋转接头10和固定连接装置21和22设置于铸辊的两端，使得与铸辊有关的这些组件的重量更加平衡地分布。

此外，冷却水向旋转接头10的向上流动施加了向上的力给铸辊1，并且减小了辊端部支撑结构9的滑动阻力。

在铸机的操作中，冷却水可以流入单个或多个穿过每个铸辊1的流通路径。

特别地，在两个流通路径的情形中，冷却水从铸辊1一端处的旋转接头10通过一个短轴12内的外部通道17，流入并且通过短轴12内的冷却水通道15同时流入并接着沿辊体11内的冷却水通道14流动，流入并接着沿辊体11内的另一个冷却水通道14流动，流入并通过短轴12的冷却水通道16，然后流入并沿短轴12内的内部通道18，进而流到旋转接头10的出口。

冷却水在铸辊1的另一端经过相同的过程，经由铸辊1的另一个旋转接头10开始和结束。

进一步参考图2，冷却水供应管25通过可动连接装置23连接到固定连接装置21，同时冷却水供应管26通过可动连接装置24连接到固定连接装置22。

可动连接装置23和24安装在单独的滑动基座27上。提升支架28设置在滑动基座27下方。提升支架28由位于提升支架28和支撑支架29之间的支撑导向轴承30引导。滑动基座27沿铸辊1的径向由介于滑动基座27和提升支架28之间的直接作用的导向轴承31引导。

因此，连接由可动连接装置23和24的固定连接装置21和22随辊端部支撑结构9一起运动，同时保持它们位于铸辊下方，并且保持冷却水自旋转接头10的流入和流出沿着远离所结合的铸辊1旋转中心的垂直方向。作为这种配置的结果，由冷却水的流动产生的力在沿每个铸辊1的旋转轴的轴向上作用。

进一步参考图2，设置汽缸33作为提升支架28和支撑支架29之间的提升机构。当运转汽缸33时，冷却水供应管25、冷却水排出管26、和可动连接装置23和24的重量由支撑结构支撑并且不被铸辊1负载。由此，减小了铸辊1的全部重量同时也减小了辊端部支撑结构9的滑动阻力。

参考图3，铸机包括运转地连接到每个铸辊1一端的驱动马达34。所述运转地连接经由齿轮驱动35、通用连接装置36、心轴37、以及通用连接装置38。驱动马达34是可操作的，以旋转铸辊1。

每个心轴37由心轴支撑装置41支撑，该装置设置在设备支撑表面40上的，并且经由在心轴中心部位支撑心轴37的轴承39与心轴37接合。

心轴支撑装置41包括具有导向轴承42的心轴支架43。这样对于轴承39，在靠近轴承驱动35的通用连接装置36上枢轴地转动，以使进行平缓地弧形运动成为可能。心轴轴承装置41还包括：与滑动支架43并置的托架44和45；具有枢轴地安装到托架44上的柱体的汽缸46；以及连接杆47，在该连接杆47上，其后端在另一个托架45上枢轴地转动，而其前端在汽缸46的活塞杆上枢轴地转动。

心轴支撑装置41还包括提升壁48，其底端部在提升杆47的长度方向的中心部位枢轴地转动，并且其上端部在轴承39上枢轴地转动。

当使心轴支撑装置41的汽缸46操作和使轴承39向上运动时，心轴37的重量由心轴支撑装置41支撑。由此，这些组件的重量不被铸辊1负载，并且辊端部支撑结构的滑动阻力减小。

此外，轴承39通过导向轴承42的作用而跟随辊端部支撑结构9。

在图1至3所示的双辊铸机中，铸辊1重量的更加平衡地分布，使得辊体11的中心为辊1的重力中心，并且由冷却水流动产生的力沿辊1的轴向作用。由此，不平衡的非正常力减小，进而所要求的用于铸辊1的推力F减小，并且辊端部支撑结构9的滑动阻力减小。在供应控制和产品质量方面，特别在生产所要求厚度的铸带方面，具有有益的结果。

除此以外，铸机包括使滑动基座27随辊端部支撑结构9运动的致动器和使滑动支架43随导向轴承42运动的致动器。

除此以外，汽缸33和46还可以由马达驱动型致动器替换。

图4显示了双辊铸机和由连续铸造生产薄铸带的方法的另一实施例，相同的附图标记用于图1至3中所述的相同的特征。

在该双辊铸机和方法中，仅在铸辊的一对设置旋转接头10。铸机包括在铸辊1的另一端上的配重49，设计该配重以产生与旋转接头10和固定连接装置21和22相应的力矩。

该铸机具有如图1至3所示的铸机相同的优点。

本发明提出的双辊铸机和由连续铸造生产薄铸带的方法并不局限于上述实施例，在未脱离本发明精神和范围的情况下可以进行改变。

附图注释

图2

在说明中不使用附图标记32。

在附图标记32下面，出现虚线所示的偏离圆。

在水管25、26处增加流动的箭头。

图5

称为“现有技术”的附图。

在铸辊1处增加旋转方向的箭头。

图6

称为“现有技术”的附图。

Claims (25)

1.一种双辊铸机，包括：

(a)一对水冷铸辊，横向定位以在其间形成辊隙并且绕它们的旋转轴反向旋转，所述铸辊通过推力朝向彼此偏压，以及

(b)旋转接头，与所述铸辊的至少一端接合并且能够供应冷却水到铸辊的通道和从铸辊的通道排出冷却水，每个所述铸辊的旋转接头设置成冷却水自旋转接头的流入和流出大致沿铸辊旋转轴的方向施加力于所述铸辊。

2.如权利要求1所述的双辊铸机，其中所述旋转接头与每个铸辊的两端接合。

3.如权利要求1所述的双辊铸机，其中冷却水自每个铸辊的旋转接头的流入和流出大致沿垂直于铸辊旋转轴的垂直方向施加力。

4.一种双辊铸机，包括：

(a)一对水冷铸辊，横向定位以在其间形成辊隙，所述铸辊通过推力朝向彼此偏压；

(b)旋转接头，与铸辊一端的部位接合并且能够供应冷却水到铸辊的通道和从铸辊的通道排出冷却水，每个铸辊的旋转接头设置成冷却水自旋转接头的流入和流出大致沿铸辊旋转轴的方向施加力于铸辊；

(c)配重，附着在所述铸辊的另一端上，平衡旋转接头。

5.如权利要求4所述的双辊铸机，其中：

冷却水自旋转接头的流入和流出是沿与铸辊旋转轴垂直的垂直方向。

6.如权利要求1至5中任一项所述的双辊铸机，其中包括：连接到旋转接头的冷却水供应管；和偏压单元，能够支撑该冷却水供应管而使得该冷却水供应管的重量不被所述铸辊承载。

7.如权利要求6所述的双辊铸机，其中还包括能够沿铸辊径向引导所述冷却水供应管的导向件。

8.如权利要求6或7所述的双辊铸机，其中所述偏压单元能够施加垂直向上的力于冷却水供应管。

9.如权利要求1至8中任一项所述的双辊铸机，其中还包括：心轴，从驱动机构传递旋转运动到铸辊；和偏压单元，能够施加支撑心轴的力而使心轴的重量基本上不被所述铸辊承载。

10.如权利要求9所述的双辊铸机，其中还包括支撑心轴的轴承，而所述偏压单元能够支撑所述轴承。

11.如权利要求10所述的双辊铸机，其中还包括导向件，该导向件沿大致水平方向引导所述轴承。

12.一种双辊铸机，包括：

(a)一对水冷铸辊，横向定位以在其间形成辊隙，所述铸辊通过推力朝向彼此偏压；

(b)旋转接头，在铸辊的相对端与所述铸辊接合并且能够供应冷却水到所述铸辊和从所述铸辊排出冷却水；

(c)冷却水供应管，与旋转接头连接，偏压单元能够施加支撑冷却水供应管的力使得冷却水供应管的重量不被所述铸辊承载。

13.如权利要求12所述的双辊铸机，其中所述偏压单元施加大致垂直向上的力于冷却水供应管。

14.如权利要求12或13所述的双辊铸机，其中还包括导向件，该导向件沿所述铸辊的径向引导所述冷却水供应管。

15.一种双辊铸机，包括：

(a)一对水冷铸辊，横向定位以在其间形成辊隙，所述铸辊朝向彼此偏压；和

(b)心轴以及偏压单元，所述心轴从驱动机构传递旋转运动到所述铸辊，而所述偏压单元能够支撑心轴，使得该心轴的重量不被所述铸辊承载。

16.如权利要求15所述的双辊铸机，其中还包括能够支撑所述心轴的轴承，并且，所述偏压单元还能够支撑所述轴承。

17.如权利要求15或16所述的双辊铸机，其中还包括：

导向件，能够沿大致水平的方向引导所述轴承。

18.一种通过连续铸造生产薄铸带的方法，所述方法包括：

组装具有一对铸辊的双辊铸机，所述铸辊横向定位以在所述铸辊之间形成辊隙；

组装用于所述双辊铸机的驱动系统，该驱动系统能够沿相反旋转方向驱动所述铸辊；

组装金属供应系统，该金属供应系统能够形成由所述铸辊支撑位于所述辊隙上方的浇铸池，并且具有靠近辊隙一端的侧挡板以限定所述浇铸池；

将熔融金属引入所述一对铸辊之间，以形成支撑于所述铸辊的铸造表面并且由所述侧挡板限定的所述浇铸池；

反向旋转所述铸辊，以在所述铸辊的所述表面上形成凝固的金属外壳并且通过所述铸辊之间的所述辊隙由所述凝固外壳形成铸带；

通过铸辊支撑结构施加推力到每个铸辊，以将所述铸辊偏压在一起，所述推力的大部分用于平衡铁合金静压力。

19.如权利要求18所述的生产薄铸带的方法，其中所述施加推力的步骤包括减小作用于铸辊支撑结构上的垂直载荷。

20.如权利要求18所述的方法，其中所述施加推力的步骤包括：

将冷却水引入接合于铸辊至少一端的旋转接头，所述旋转接头能够供应冷却水到铸辊的通道和从铸辊的通道排出冷却水，使得冷却水自旋转接头的流入和流出大致沿铸辊旋转轴的方向施加力于铸辊。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述旋转接头能够使冷却水沿与铸辊旋转轴垂直的大致垂直方向流入和流出旋转接头。

22.如权利要求20所述的生产薄铸带的方法，其中在每个铸辊的两端执行引入和排出冷却水的步骤。

23.如权利要求20所述的生产薄铸带的方法，其中在铸辊的一端执行引入和排出冷却水的步骤，并且还包括通过在铸辊的另一端设置配重来平衡旋转接头重量的步骤。

24.如权利要求18至23中任一项所述的方法，其中所述施加推力的步骤包括施加大致向上的力于冷却水导管，以减小由冷却水导管作用于铸辊支撑结构上的载荷。

25.如权利要求18至24中任一项所述的方法，其中还包括：通过心轴从驱动机构向相应的铸辊传递旋转运动，并且，所述施加推力的步骤包括施加向上的力于所述心轴，使得该心轴的重量基本上不被相关的铸辊负载。

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