CN102658295A - 一种可在线倾翻的双辊铸轧方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可在线倾翻的双辊铸轧方法及其装置。铸轧方法：金属熔化后，注入中间包，再浇铸到铸辊和侧封之间形成的熔池中，铸板开始凝固，经轧制变形后出辊缝形成铸板，铸板经切头，进入在线轧机，再进入卷取机进行卷曲。该方法采用的装置：熔化炉、中间包、立式铸轧机、倾翻机构、倾翻角度测量系统、中间包和水口位置调整及固定装置、导板调整装置、支撑柱、切头飞剪、夹送辊、辊道、在线轧机、卷取机、传动系统底座、传动系统平台、万向联轴器、回转台底座、板温测量系统和PLC自动控制系统。该装置可在线调整铸轧机的角度，使铸板不因过度弯曲变形而产生裂纹或断带，开浇出板完成后，可以回到原来立式铸轧状态，使生产过程连续进行。

Description

一种可在线倾翻的双辊铸轧方法及装置

技术领域

本发明涉及金属铸轧的方法及其装置，尤其是一种可在线倾翻的双辊铸轧方法及其装置。

背景技术

铸轧是一种近终型连铸、连轧生产板材的工艺，可直接铸轧出板厚为2-10mm厚的铸坯，再经过在线热轧或后续的冷轧生产出厚度1mm左右的薄板，该技术具有生产流程短、节能，投资少等特点。由于铸轧是急冷凝固过程，其产品晶粒尺寸较小，具有较好的组织均匀性，偏析少，另外还可以生产一些具有特殊性能的材料如硅钢等，是一种极具开发潜能的板材生产技术。

双辊铸轧可分为水平式、立式和倾斜式三种基本型式。水平式铸轧机的两个铸辊上下布置，两铸辊中线连线与水平面垂直，铸板的出板方向与两个铸辊中心连线垂直，即出板方向为水平方向。立式铸轧机的两个铸辊水平布置，铸板的出板方向与两个铸辊中心连线垂直，即出板方向为垂直向下。倾斜式铸轧机介于立式和水平式之间，两个铸辊的中心连线与水平方向成一定角度，铸板运动方向与水平方向成一定角度，即可以向上倾斜也可以向下倾斜，倾斜后虽然能够减小弯曲应力，但倾斜时铸轧熔池为不对称结构，下辊接触铸辊冷却长度较上辊长，造成铸板上下凝固组织不均匀。

从目前铸轧的发展来看，有色金属的铸轧多采用水平式，其铸轧速度较慢、铸板较厚，出板方向为水平方向。中国专利公开(公告)号CN2035281U，公开了一种名称为“双倾斜式辊铸轧机列”的铸轧机，其铸轧出板为水平方向，斜向上方倾斜了15度。由于受到重力的影响，为了使铸轧过程连续，其铸轧速度就不能很快。在钢铁行业，铸轧多采用立式，其铸轧速度快、效率高、铸板薄、出板温度高等特点，但生产时铸板需要由垂直方向变为水平方向，以便后续连续生产。

由于立式铸轧板需要由垂直方向转变为水平方向，其铸板厚度不能太厚，也不能太薄，一般为1-3mm。但如果铸板太薄，在铸轧过程中产生的一些缺陷，如表面一些小的凹坑、微裂纹等，在后续轧制工序中就不能被消除，对产品质量有较大影响。对于一些塑性较差的金属如镁合金、高牌号铝合金、硅钢等，开浇时由于铸板头部温度低，塑性差，铸板较厚，如弯曲半径较小，则在弯曲过程中受较大的弯曲应力，而此时铸板仍为铸态组织，易造成铸板表面裂纹，甚至铸板折断，使生产过程中断。

发明内容

本发明提供了一种可在线倾翻的双辊铸轧方法及其装置，目的是避免铸轧机出板弯曲过程中因弯曲应力产生表面裂纹或断带，使生产过程能够连续进行。

本发明提供的可在线倾翻的双辊铸轧方法的工艺步骤如下：

在熔化炉中把金属熔化后，注入中间包，中间包内的熔融金属通过布流水口浇铸到两个水冷相对旋转的铸辊和侧封之间形成的熔池中，铸板在接触铸辊后开始凝固，两片凝固的铸板在辊缝上方结合并经过0-10％的轧制变形后出辊缝形成铸板，铸板由导出液压缸及导板导出。导出的铸板经切头飞剪切头，由夹送辊、辊道进入在线轧机，铸板经轧制平整后进入卷取机进行卷曲。

所述的可在线倾翻的双辊铸轧方法，当需要铸轧机进行在线倾翻时，先预设定一个倾斜角度，并在此基础上进行在线微调。其实施过程是：启动液压系统，开动铸轧机倾翻液压缸，和传动机构倾翻液压缸，并由倾翻角度测量装置检测倾翻角度位置信号。铸轧机的一端用销轴固定在铸轧机平台上，另一端用倾翻液压缸连接，倾翻液压缸上升时，铸轧机绕销轴转动。传动系统底座的一端用销轴固定在传动系统平台上，另一端用倾翻液压缸连接，液压缸上升时，传动系统平台绕销轴旋转，并带动整个传动系统旋转。铸轧机平台与传动系统平台分开，相互独立，可避免传动系统的震动通过平台连接传递到铸轧机上。传动系统与铸轧机间通过可伸缩的万向联轴器连接，该联轴器可以补偿倾翻液压缸间的不同步，可简化倾翻过程的控制，使操作容易。当铸轧机和传动系统都达到设定角度后，倾翻液压缸锁紧，固定倾斜角度。中间包回转台底座与铸轧机底座为一体结构，当铸轧机旋转时，中间包及回转台也与铸轧机一同旋转倾翻，使在线调整铸轧机倾角时保持位置不变。当铸轧机达到设定角度后，可以通过安装在铸轧机上盖上的T型结构和调整螺栓及中间包的耳轴调整中间包的上、下、左、右位置，使水口与铸辊平行。当所有准备工作做好以后，开动铸轧机及其各系统，熔化炉把金属熔化后，注入中间包，中间包内的熔融金属通过布流水口浇铸到两个水冷相对旋转的铸辊和侧封之间形成的熔池中，铸板在接触铸辊后开始凝固，两片凝固的铸板在辊缝中心线上方结合并经过0-10％的轧制变形量后出辊缝形成铸板，铸板厚度由测厚仪测出，温度由红外测温仪测出，并把信号发送到PLC控制系统中。由于铸轧过程中温度及厚度是在实时变化的，其在固定的弯曲半径弯曲过程中所受的弯曲应力也是在变化的。此时根据出板厚度及温度调整倾翻液压缸及导出液压缸带动导板，使铸板转变为水平运动，使出板顺利进行。例如在铸轧机倾斜15度以后，铸板的弯曲半径由1500mm变为2000mm，较少了弯曲过程中的弯曲应力。出板完成后，再次启动在线调整装置，调整铸轧机的角度，使其回复到水平位置或其它角度继续铸轧。导出的铸板经切头飞剪切头，由夹送辊辊道进入在线轧机，铸板经轧制平整后进入卷取机进行卷曲。

所述的可在线倾翻的双辊铸轧方法采用的装置，该装置包括：熔化炉、中间包、立式铸轧机、倾翻机构、倾翻角度测量系统、中间包和水口位置调整及固定装置、导板调整装置、支撑柱、切头飞剪、夹送辊、辊道、在线轧机、卷取机、传动系统底座、传动系统平台、万向联轴器、回转台底座、板温测量系统和PLC自动控制系统。其中立式铸轧机包括布流水口、铸辊，倾翻机构包括铸轧机机架倾翻液压缸、销轴和传动系统倾翻液压缸，倾翻角度测量系统包括倾翻角度测量装置，中间包和水口位置调整及固定装置包括T型结构、调整螺栓、中间包耳轴，导板调整装置包括导出液压缸、导板，板温测量系统包括红外测温仪，立式铸轧机的底座一端用销轴、轴套方式固定在铸轧机平台上，而另一端与液压缸连接，液压缸上、下升降，铸轧机以销轴为中心进行旋转，液压缸升降高度不同，铸轧机旋转角度不同。铸轧传动系统的电机、减速机的底座放在传动系统平台上，机座一端用销轴、轴套固定，另一端用液压缸连接，液压缸上、下升降，传动系统平台以销轴为中心进行旋转，液压缸升降高度不同，传动系统平台旋转角度不同。铸轧机与传动系统间用可伸缩的万向连接轴连接，铸轧机平台与传动系统平台相互分离。

所述立式铸轧机和传动系统侧各有一个倾翻角度测量装置，用于控制铸轧机的倾翻角度，根据位置信号使两个液压缸的升降基本同步，不同步由伸缩万向联轴器补偿。

所述中间包回转台的底座与铸轧机底座为一体结构，即中间包、水口与铸轧机保持同步倾翻，保证铸轧机倾翻过程中中间包、水口与铸轧辊相对位置保证不变，使铸轧过程的正常进行。

所述立式铸轧机上盖上设T形固定支座，并在其上设调整螺栓，能够对中间包进行上、下，左、右位置调整，使水口位置与铸辊对中且平行，在倾翻过程中固定中间包的位置。

所述铸轧机出板侧有一个红外测温装置，用于测量出板温度，以便根据出板温度微调整铸轧机角度。

所述导板采用液压推动，根据铸轧机倾翻角度对导板位置进行调整，使其适应倾翻角度的要求，正确导出铸板。

本发明提供可在线倾翻的立式双辊铸轧方法及其装置与现有技术相比，其显著的有益效果体现在：

该装置可根据铸板厚度和出板温度预先设定或在铸轧过程中在线调整铸轧机的角度，使铸板以较大的曲率半径从倾斜向下运动转变为水平方向运动，其弯曲半径可增加20％，减小铸板在弯曲过程中所受弯曲应力20％，使铸板不因过度弯曲变形而产生裂纹或断带，开浇出板完成后，可在线调整铸轧机倾斜角度或回到原来立式铸轧状态，使生产过程连续进行。

附图说明

图1是可在线倾翻的立式双辊铸轧方法采用的装置示意图。

图2是可在线倾翻的立式双辊铸轧方法采用的装置中立式铸轧机示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，可在线倾翻的立式双辊铸轧方法，其工艺过程是：熔化炉1把金属熔化后，注入中间包24，中间包内的熔融金属通过布流水口6浇铸到两个水冷相对旋转的铸辊8和侧封之间形成的熔池中，铸板在接触铸辊后开始凝固，两片凝固的铸板在辊缝中心线上方结合并经过一定的变形量后出辊缝形成铸板16，铸板由导出液压缸12及导板14导出。导出的铸板经切头飞剪18切头，由夹送辊19、辊道21进入在线轧机20，铸板经轧制平整后进入卷取机22进行卷曲。

当需要铸轧机进行在线倾翻时，先预设定一个倾斜角度，并在此基础上进行在线微调。其实施过程是：启动液压系统，开动铸轧机倾翻液压缸10，和传动机构倾翻液压缸28，并由倾翻角度测量装置9检测倾翻角度位置信号。铸轧机7的一端用销轴2固定在铸轧机平台13上，另一端用倾翻液压缸10连接，倾翻液压缸10上升时，铸轧机绕销轴2转动。传动系统底座31的一端用销轴固定在传动系统平台30上，另一端用倾翻液压缸28连接，液压缸28上升时，传动系统平台绕销轴旋转，并带动整个传动系统旋转。铸轧机平台13与传动系统平台30分开，相互独立，可避免传动系统的震动通过平台连接传递到铸轧机7上。传动系统与铸轧机间通过可伸缩的万向联轴器26连接，该联轴器可以补偿倾翻液压缸间的不同步，可简化倾翻过程的控制，使操作容易。当铸轧机和传动系统都达到设定角度后，倾翻液压缸12、28锁紧，固定倾斜角度。中间包24回转台底座25与铸轧机底座为一体结构，当铸轧机旋转时，中间包24及回转台25也与铸轧机7一同旋转倾翻，使在线调整铸轧机倾角时保持位置不变。当铸轧机达到设定角度后，通过安装在铸轧机上盖上的T型结构4和调整螺栓5及中间包24的耳轴3调整中间包的上、下、左、右位置，使水口6与铸辊8平行。当所有准备工作做好以后，开动铸轧机及其各系统，熔化炉1把金属熔化后，注入中间包24，中间包内的熔融金属通过布流水口6浇铸到两个水冷相对旋转的铸辊8和侧封之间形成的熔池中，铸板在接触铸辊后开始凝固，两片凝固的铸板在辊缝中心线上方结合并经过一定的变形量后出辊缝形成铸板16，铸板厚度由测厚仪测出，温度由红外测温仪11测出，并把信号发送到PLC控制系统中。由于铸轧过程中温度及厚度是在实时变化的，其在固定的弯曲半径弯曲过程中所受的弯曲应力也是在变化的。此时根据出板厚度及温度调整倾翻液压缸10、28及导出液压缸12带动导板14，使铸板能够以适当的角度转变为水平运动，使出板顺利进行。例如在铸轧机倾斜15度以后，铸板的弯曲半径由1500mm变为2000mm，较少了弯曲过程中的弯曲应力。出板完成后，再次启动在线调整装置，调整铸轧机的角度，使其适回复到水平位置或其它角度继续铸轧。导出的铸板经切头飞剪18切头，由夹送辊19、辊道21进入在线轧机20，铸板经轧制平整后进入卷取机22进行卷曲。

如图1、图2所示，可在线倾翻的双辊铸轧方法采用的装置，该装置包括：熔化炉1、中间包24、立式铸轧机7、倾翻机构、倾翻角度测量系统、中间包和水口位置调整及固定装置、导板调整装置、支撑柱15、切头飞剪18、夹送辊19、辊道21、在线轧机20、卷取机22、传动系统底座31、传动系统平台30、万向联轴器26、回转台底座25、板温测量系统和PLC自动控制系统。其中立式铸轧机7包括布流水口6、铸辊8，倾翻机构包括铸轧机机架倾翻液压缸10、销轴2和传动系统倾翻液压缸28，倾翻角度测量系统包括倾翻角度测量装置9，中间包和水口位置调整及固定装置包括T型结构4、调整螺栓5、中间包耳轴3，导板调整装置包括导出液压缸12、导板14，板温测量系统包括红外测温仪11，立式铸轧机7的底座13一端用销轴、轴套方式固定在铸轧机平台23上，而另一端与液压缸10连接，液压缸上、下升降，铸轧机以销轴2为中心进行旋转，液压缸升降高度不同，铸轧机旋转角度不同。铸轧传动系统的电机29、减速机27的底座放在传动系统平台30上，机座31一端用销轴、轴套固定，另一端用液压缸连接，液压缸上、下升降，传动系统平台以销轴为中心进行旋转，液压缸升降高度不同，传动系统平台旋转角度不同。在铸轧机倾翻后出板的轨迹由16变为17。铸轧机与传动系统间用可伸缩的万向连接轴连接，铸轧机平台与传动系统平台相互分离。

Claims (7)

1.一种可在线倾翻的双辊铸轧方法，其特征在于该方法的工艺步骤如下：

在熔化炉中把金属熔化后，注入中间包，中间包内的熔融金属通过布流水口浇铸到两个水冷相对旋转的铸辊和侧封之间形成的熔池中，铸板在接触铸辊后开始凝固，两片凝固的铸板在辊缝上方结合并经过0-10％的轧制变形后出辊缝形成铸板，铸板由导出液压缸及导板导出，导出的铸板经切头飞剪切头，由夹送辊、辊道进入在线轧机20，铸板经轧制平整后进入卷取机进行卷曲；当需要铸轧机进行在线倾翻时，先预设定一个倾斜角度，并在此基础上进行在线微调，其实施过程是：启动液压系统，开动铸轧机倾翻液压缸，和传动机构倾翻液压缸，并由倾翻角度测量装置检测倾翻角度位置信号，铸轧机的一端用销轴固定在铸轧机平台上，另一端用倾翻液压缸连接，倾翻液压缸上升时，铸轧机绕销轴转动，传动系统底座的一端用销轴固定在传动系统平台上，另一端用倾翻液压缸连接，液压缸上升时，传动系统平台绕销轴旋转，并带动整个传动系统旋转，铸轧机平台与传动系统平台分开，相互独立，传动系统与铸轧机间通过可伸缩的万向联轴器连接，当铸轧机和传动系统都达到设定角度后，倾翻液压缸锁紧，固定倾斜角度，中间包回转台底座与铸轧机底座为一体结构，当铸轧机旋转时，中间包及回转台也与铸轧机一同旋转倾翻，使在线调整铸轧机倾角时保持位置不变，当铸轧机达到设定角度后，可以通过安装在铸轧机上盖上的T型结构和调整螺栓及中间包的耳轴调整中间包的上、下、左、右位置，使水口与铸辊平行，当所有准备工作做好以后，开动铸轧机及其各系统，熔化炉把金属熔化后，注入中间包，中间包内的熔融金属通过布流水口浇铸到两个水冷相对旋转的铸辊和侧封之间形成的熔池中，铸板在接触铸辊后开始凝固，两片凝固的铸板在辊缝中心线上方结合并经过0-10％的轧制变形量后出辊缝形成铸板，铸板厚度由测厚仪测出，温度由红外测温仪测出，并把信号发送到PLC控制系统中，根据出板厚度及温度调整倾翻液压缸及导出液压缸带动导板，使铸板转变为水平运动，使出板顺利进行，出板完成后，再次启动在线调整装置，调整铸轧机的角度，使其回复到水平位置或其它角度继续铸轧，导出的铸板经切头飞剪切头，由夹送辊辊道进入在线轧机，铸板经轧制平整后进入卷取机进行卷曲。

2.权利要求1所述的可在线倾翻的双辊铸轧方法采用的装置，其特征在于该装置包括：熔化炉、中间包、立式铸轧机、倾翻机构、倾翻角度测量系统、中间包和水口位置调整及固定装置、导板调整装置、支撑柱、切头飞剪、夹送辊、辊道、在线轧机、卷取机、传动系统底座、传动系统平台、万向联轴器、回转台底座、板温测量系统和PLC自动控制系统，其中立式铸轧机包括布流水口、铸辊，倾翻机构包括铸轧机机架倾翻液压缸、销轴和传动系统倾翻液压缸，倾翻角度测量系统包括倾翻角度测量装置，中间包和水口位置调整及固定装置包括T型结构、调整螺栓、中间包耳轴，导板调整装置包括导出液压缸、导板，板温测量系统包括红外测温仪，立式铸轧机的底座一端用销轴、轴套方式固定在铸轧机平台上，而另一端与液压缸连接，液压缸上、下升降，铸轧机以销轴为中心进行旋转，铸轧传动系统的电机、减速机的底座放在传动系统平台上，机座一端用销轴、轴套固定，另一端用液压缸连接，液压缸上、下升降，传动系统平台以销轴为中心进行旋转，铸轧机与传动系统间用可伸缩的万向连接轴连接，铸轧机平台与传动系统平台相互分离。

3.权利要求2所述的可在线倾翻的双辊铸轧方法采用的装置，其特征在于所说的铸轧机机架和传动系统分别有一个可倾翻角度的测量装置。

4.权利要求2所述的可在线倾翻的双辊铸轧方法采用的装置，其特征在于所说的中间包回转台的底座与铸轧机底座为一体结构。

5.权利要求2所述的可在线倾翻的双辊铸轧方法采用的装置，其特征在于所说的立式铸轧机上盖上设T形固定支座，并在其上设调整螺栓。

6.权利要求2所述的可在线倾翻的双辊铸轧方法采用的装置，其特征在于所说的铸轧机出板侧有一个红外测温装置。

7.权利要求2所述的可在线倾翻的双辊铸轧方法采用的装置，其特征在于所说的导板采用液压推动。

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