CN105344957A - 一种扇形段型拉矫装置和拉矫设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种扇形段型拉矫装置和拉矫设备，所述扇形段型拉矫装置由一个机架(1)和沿浇铸方向依次设置的五对工作辊组成，所述五对工作辊设置于机架(1)内。该扇形段型拉矫装置的一个机架内含有五对工作辊，即在拉矫设备中将五对工作辊和一个单机架组成的拉矫装置代替现有的由一对工作辊和一个单机架组成的拉矫装置，从而将现有拉矫机中一对工作辊实现的轻压下量分散到五对工作辊上。这样该扇形段型拉矫装置中的每一对辊上分担的轻压下量就大大减小，而且也更均匀，既提高了轻压下的效率，又提高了轻压下的效果。
Description
技术领域
本发明涉及连铸设备技术领域，具体的是一种扇形段型拉矫装置，还是一种含有该扇形段型拉矫装置的拉矫设备。
背景技术
方矩坯的轻压下是改善铸坯内部质量的重大先进技术，尤其对解决高碳钢的中心偏析与疏松具有显著效果。压下位置、压下量的精确控制，是实现动态轻压下冶金效果的关键技术。
碳钢、低合金钢、特殊钢等钢种的连铸是在直弧型连铸机投产20年后才发展起来的技术。虽然与模铸相比,连铸在产品的产量和质量方面均有优势,但在目前追求品质的年代,对钢材质量的要求日益提高。而对产品的质量产生重要影响的中心偏析和中心疏松却一直没能得到很好解决。
中心偏析与疏松的危害：中心偏析是指钢液在凝固过程中,由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀性,中心部位的C、S、P含量明显高于其它部位。常在铸坯厚度中心最终凝固区域形成"V"字状周期性宏观偏析,所以又称为"V"偏析。中心疏松是在铸坯厚度中心凝固末端的枝晶间产生的微小空隙。
中心偏析和疏松通常相伴而生。中心偏析和疏松将引起钢材的一系列质量问题:对于高碳线材,中心偏析和疏松将导致拉拔性能降低,拉断率增大；对于天然气输送管线钢,氢扩散到偏析、疏松处,产生裂纹并扩展,最终导致管子破裂；对于海洋钻探等结构钢,中心疏松、偏析会降低其焊接性能,不宜焊接,甚至开裂等等。
轻压下的冶金原理是:根据中心疏松、缩孔和偏析形成机理，在铸坯凝固末端区域施加压力产生-定的压下量使坯壳变形来补偿两相区凝固收缩量。这一方面可以消除或减轻凝固收缩形成中心孔隙，防止晶间富集溶质液体向铸坯中心的横向流动；另一方面，轻压下所产生的凝固壳挤压作用破坏了树枝间的搭桥，使凝固末端与液相穴上部保持联通有利于补偿；还有就是压下力的作用将中心富集溶质的液体挤出，使其与周围母液混合，溶质元素重新再分配。这样就达到了使中心结构致密以消除铸坯中心疏松和中心偏析的目的。
对于大方坯轻压下，国内外多采用多机架辊式轻压下技术，压下区间长度为3m～6m，压下量为0mm～7mm。大方坯连铸机轻压下的示意图如图1所示，该大方坯连铸机含有多个拉矫装置20。
从图中可以看出，对方坯、矩形坯的连铸机来说，铸坯的规格一般比较多，对大规格铸坯，适合轻压下的压下区间长一些；而对小规格铸坯，适合轻压下的压下区间就比较短。对比较短的压下区间，不只一对辊的辊式拉矫机实施轻压下就比较困难，因为辊式拉矫机在设备设计上，由于机械结构的限制，前后辊对的间距一般都比较大，至少在1.1m以上，如果对于短的压下区间，没有足够的空间布置合适架数的拉矫机。也就得不到要求的轻压下效果。
发明内容
为了解决传统的轻压下设备前后辊之间距离较大的问题，本发明提供了一种扇形段型拉矫装置和拉矫设备，该扇形段型拉矫装置的一个机架内含有五对工作辊，即在拉矫设备中将五对工作辊和一个单机架组成的拉矫装置代替现有的由一对工作辊和一个单机架组成的拉矫装置，从而将现有拉矫机中一对工作辊实现的轻压下量分散到五对工作辊上。这样该扇形段型拉矫装置中的每一对辊上分担的轻压下量就大大减小，而且也更均匀，既提高了轻压下的效率，又提高了轻压下的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种扇形段型拉矫装置，由一个机架和沿浇铸的方向依次设置的五对工作辊组成，所述五对工作辊设置于机架内。
沿该浇铸方向，所述五对工作辊分别为第一对工作辊、第二对工作辊、第三对工作辊、第四对工作辊和第五对工作辊，该第一对工作辊中含有上下设置的第一上自由辊和第一下自由辊，该第二对工作辊中含有上下设置的第二上自由辊和第二下自由辊，该第三对工作辊中含有上下设置的上驱动辊和第三下自由辊，该第四对工作辊中含有上下设置的第三上自由辊和第四下自由辊，该第五对工作辊中含有上下设置的第四上自由辊和第五下自由辊。
机架上设有上框架，第一上自由辊、第二上自由辊、第三上自由辊和第四上自由辊均固定于上框架，上驱动辊通过上驱动辊升降液压缸与上框架连接，机架上设有能够驱动上框架沿竖直方向移动的上框架升降液压缸。
机架的上部固定有上框架升降液压缸支座，上框架升降液压缸的缸筒通过法兰或铰轴与上框架升降液压缸支座固定连接，上框架升降液压缸的活塞杆与上框架固定连接。
上框架上固定有上驱动辊升降液压缸支座，上驱动辊固定于上驱动辊支座，上驱动辊升降液压缸的缸筒通过法兰或铰轴与上驱动辊升降液压缸支座固定连接，上驱动辊升降液压缸的活塞杆与上驱动辊支座固定连接。
第一下自由辊、第二下自由辊、第三下自由辊、第四下自由辊和第五下自由辊均与机架固定连接，第一下自由辊的轴线、第二下自由辊的轴线、第三下自由辊的轴线、第四下自由辊的轴线和第五下自由辊的轴线相互平行，第一下自由辊的轴线、第二下自由辊的轴线、第三下自由辊的轴线、第四下自由辊的轴线和第五下自由辊的轴线位于同一水平高度。
机架设置有用于引导上框架沿竖直方向移动的第一导向滑槽，上框架设有与该第一导向滑槽相匹配的第一导向装置，第一导向装置的导向滑板设置于该第一导向滑槽内，上框架设有用于引导上驱动辊支座沿竖直方向移动的第二导向滑槽，上驱动辊支座设有与该第二导向滑槽相匹配的第二导向装置，第二导向装置的导向滑板设置于该第二导向滑槽内。
上驱动辊连接有用于驱动上驱动辊转动的驱动机构，驱动机构包括依次与上驱动辊连接的减速器和电机。、
沿该浇铸方向，相邻的两对工作辊组之间的距离为250mm～600mm
一种拉矫设备，含有多个上述的扇形段型拉矫装置，多个所述扇形段型拉矫装置沿浇铸的方向依次排列。
本发明的有益效果是，该扇形段型拉矫装置的一个机架内含有五对工作辊，即在拉矫设备中将五对工作辊和一个单机架组成的拉矫装置代替现有的由一对工作辊和一个单机架组成的拉矫装置，从而将现有拉矫机中一对工作辊实现的轻压下量分散到五对工作辊上。这样该扇形段型拉矫装置中的每一对辊上分担的轻压下量就大大减小，而且也更均匀，既提高了轻压下的效率，又提高了轻压下的效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
图1是现有拉矫装置的示意图。
图2是扇形段型拉矫装置的主视示意图。
图3是扇形段型拉矫装置的左视示意图。
图4是本发明所述拉矫设备的示意图。
图5是图4中沿B方向的示意图。
其中1.机架，2.上框架升降液压缸支座，3.上框架，4.上驱动辊升降液压缸支座，5.上驱动辊支座，6.第一导向装置，7.第二导向装置，8.下自由辊，9.上自由辊，10.上驱动辊，11.上框架升降液压缸，12.上驱动辊升降液压缸，13.驱动机构，14.减速器，15.电机；
20.现有拉矫装置，30.扇形段型拉矫装置，A.浇铸方向；
81.第一下自由辊，82.第二下自由辊，83.第三下自由辊，84.第四下自由辊，85.第五下自由辊；
91.第一上自由辊，92.第二上自由辊，93.第三上自由辊，94.第四上自由辊。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种扇形段型拉矫装置30，由一个机架1和沿轧制方A依次设置的五对工作辊组成(分别图2中由左向右依次设置的第一对工作辊、第二对工作辊、第三对工作辊、第四对工作辊和第五对工作辊)，所述五对工作辊设置于机架1内，如图2和图3所示。
该扇形段型拉矫装置30的一个机架1内含有五对工作辊，即将五对工作辊和一个单机架组成的拉矫装置代替现有的由一对工作辊组成的一个单机架拉矫装置，从而将现有拉矫机中一对工作辊实现的轻压下量分散到五对工作辊上，沿浇铸的方向，相邻的两对工作辊组之间的距离为250mm～600mm。这样该扇形段型拉矫装置中的每一对辊上分担的轻压下量就大大减小，而且也更均匀，既提高了轻压下的效率，又提高了轻压下的效果。
具体的，沿浇铸的方向，所述五对工作辊分别为第一对工作辊、第二对工作辊、第三对工作辊、第四对工作辊和第五对工作辊，该第一对工作辊中含有上下设置的第一上自由91和第一下自由辊81，该第二对工作辊中含有上下设置的第二上自由辊92和第二下自由辊82，该第三对工作辊中含有上下设置的上驱动辊10和第三下自由辊83，该第四对工作辊中含有上下设置的第三上自由辊93和第四下自由辊84，该第五对工作辊中含有上下设置的第四上自由辊94和第五下自由辊85，如图2所示，所述五对工作辊中含有五个下自由辊8(分别为第一下自由辊81、第二下自由辊82、第三下自由辊83、第四下自由辊84和第五下自由辊85)、4个上自由辊9(分别为第一上自由辊91、第二上自由辊92、第三上自由辊93和第四上自由辊94)和一个上驱动辊10。
在本实施例中，机架1的上部内设有上框架3，第一上自由辊91、第二上自由辊92、第三上自由辊93和第四上自由辊94均固定于上框架3，上驱动辊10通过上驱动辊升降液压缸12与上框架3连接，机架1上设有能够驱动上框架3沿竖直方向移动的上框架升降液压缸11。
具体的，机架1的上部固定有上框架升降液压缸支座2，上框架升降液压缸11的缸筒通过法兰或铰轴与上框架升降液压缸支座2固定连接，上框架升降液压缸11的活塞杆与上框架3固定连接，上框架升降液压缸11能够驱动上框架3和4个上自由辊9(分别为第一上自由辊91、第二上自由辊92、第三上自由辊93和第四上自由辊94)同步沿竖直方向上下移动，上框架3还能够小角度摆动(具体实现方式将在下面介绍第一导向装置6时介绍)。上框架3上固定有上驱动辊升降液压缸支座4，上驱动辊10固定于上驱动辊支座5，上驱动辊升降液压缸12的缸筒通过法兰或铰轴与上驱动辊升降液压缸支座4固定连接，上驱动辊升降液压缸12的活塞杆与上驱动辊支座5固定连接，上驱动辊升降液压缸12能够驱动上驱动辊10和上驱动辊支座5相对于上框架3沿竖直方向上下移动，如图2和图3所示。
在本实施例中，第一下自由辊81、第二下自由辊82、第三下自由辊83、第四下自由辊84和第五下自由辊85均与机架1固定连接，即第一下自由辊81、第二下自由辊82、第三下自由辊83、第四下自由辊84和第五下自由辊85除了自转外不能在图2中上下左右移动，第一下自由辊81的轴线、第二下自由辊82的轴线、第三下自由辊83的轴线、第四下自由辊84的轴线和第五下自由辊85的轴线相互平行，第一下自由辊81的轴线、第二下自由辊82的轴线、第三下自由辊83的轴线、第四下自由辊84的轴线和第五下自由辊85的轴线位于同一水平高度。五个下自由辊8的外径、4个上自由辊9的外径和一个上驱动辊10的外径全部相同。
在本实施例中，机架1设置有用于引导上框架3沿竖直方向移动的第一导向滑槽，上框架3设有与该第一导向滑槽相匹配的第一导向装置6，第一导向装置6为两个，第一导向装置6的外侧含有矩形的导向滑板，第一导向装置6的内侧含有圆盘柱，该圆盘柱的中央设有圆孔，第一导向装置6的导向滑板设置于该第一导向滑槽内。上框架3的上方固定有金属轴，该金属轴的轴线与上驱动辊10的轴线平行，该金属轴的两端分别插接于图2中前后设置的两个第一导向装置6的该圆孔中，且该金属轴的两端均与该圆孔间隙配合，从而可以实现上框架3的小角度摆动，该摆动的角度范围取决于该金属轴与该圆孔之间间隙的大小。上框架3设有用于引导上驱动辊支座5沿竖直方向移动的第二导向滑槽，上驱动辊支座5设有与该第二导向滑槽相匹配的第二导向装置7，第二导向装置7的导向滑板设置于该第二导向滑槽内。
上驱动辊10连接有用于驱动上驱动辊10转动的驱动机构13，驱动机构13包括依次与上驱动辊10连接的减速器14和电机15，电机15输出的扭矩经过减速器14减速后能够驱动上驱动辊10以上驱动辊10的轴线为轴转动。此外，该扇形段型拉矫装置还含有相关的冷却、润滑、液压及电气系统等，上框架升降液压缸11上设有用于检测上自由辊9的位移传感器，上驱动辊升降液压缸12上设有用于检测上驱动辊10的位移传感器。
一种新型扇形段型拉矫设备，含有多个上述的扇形段型拉矫装置30，多个所述扇形段型拉矫装置30沿浇铸的方向依次排列，并且多个所述扇形段型拉矫装置30沿浇铸的方向A依次排列呈两排。即该拉矫设备为用图2中所示的扇形段型拉矫装置30替换图1中的现有拉矫装置20而得到的两流及多流连铸机的拉矫设备，如图4和图5所示。在该拉矫设备中，沿浇铸的方向A，相邻的两个扇形段型拉矫装置30之间的距离为1000mm～2000mm。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种扇形段型拉矫装置，其特征在于，所述扇形段型拉矫装置由一个机架(1)和沿浇铸方向依次设置的五对工作辊组成，所述五对工作辊设置于机架(1)内。
2.根据权利要求1所述的扇形段型拉矫装置，其特征在于，沿该浇铸方向，所述五对工作辊分别为第一对工作辊、第二对工作辊、第三对工作辊、第四对工作辊和第五对工作辊，该第一对工作辊中含有上下设置的第一上自由辊(91)和第一下自由辊(81)，该第二对工作辊中含有上下设置的第二上自由辊(92)和第二下自由辊(82)，该第三对工作辊中含有上下设置的上驱动辊(10)和第三下自由辊(83)，该第四对工作辊中含有上下设置的第三上自由辊(93)和第四下自由辊(84)，该第五对工作辊中含有上下设置的第四上自由辊(94)和第五下自由辊(85)。
3.根据权利要求2所述的扇形段型拉矫装置，其特征在于，机架(1)上设有上框架(3)，第一上自由辊(91)、第二上自由辊(92)、第三上自由辊(93)和第四上自由辊(94)均固定于上框架(3)，上驱动辊(10)通过上驱动辊升降液压缸(12)与上框架(3)连接，机架(1)上设有能够驱动上框架(3)沿竖直方向移动的上框架升降液压缸(11)。
4.根据权利要求3所述的扇形段型拉矫装置，其特征在于，机架(1)的上部固定有上框架升降液压缸支座(2)，上框架升降液压缸(11)的缸筒通过法兰或铰轴与上框架升降液压缸支座(2)固定连接，上框架升降液压缸(11)的活塞杆与上框架(3)固定连接。
5.根据权利要求4所述的扇形段型拉矫装置，其特征在于，上框架(3)上固定有上驱动辊升降液压缸支座(4)，上驱动辊(10)固定于上驱动辊支座(5)，上驱动辊升降液压缸(12)的缸筒通过法兰或铰轴与上驱动辊升降液压缸支座(4)固定连接，上驱动辊升降液压缸(12)的活塞杆与上驱动辊支座(5)固定连接。
6.根据权利要求2所述的扇形段型拉矫装置，其特征在于，第一下自由辊(81)、第二下自由辊(82)、第三下自由辊(83)、第四下自由辊(84)和第五下自由辊(85)均与机架(1)固定连接，第一下自由辊(81)的轴线、第二下自由辊(82)的轴线、第三下自由辊(83)的轴线、第四下自由辊(84)的轴线和第五下自由辊(85)的轴线相互平行，第一下自由辊(81)的轴线、第二下自由辊(82)的轴线、第三下自由辊(83)的轴线、第四下自由辊(84)的轴线和第五下自由辊(85)的轴线位于同一水平高度。
7.根据权利要求5所述的扇形段型拉矫装置，其特征在于，机架(1)设置有用于引导上框架(3)沿竖直方向移动的第一导向滑槽，上框架(3)设有与该第一导向滑槽相匹配的第一导向装置(6)，第一导向装置(6)的导向滑板设置于该第一导向滑槽内，上框架(3)设有用于引导上驱动辊支座(5)沿竖直方向移动的第二导向滑槽，上驱动辊支座(5)设有与该第二导向滑槽相匹配的第二导向装置(7)，第二导向装置(7)的导向滑板设置于该第二导向滑槽内。
8.根据权利要求1所述的扇形段型拉矫装置，其特征在于，上驱动辊(10)连接有用于驱动上驱动辊(10)转动的驱动机构(13)，驱动机构(13)包括依次与上驱动辊(10)连接的减速器(14)和电机(15)。
9.根据权利要求1所述的扇形段型拉矫装置，其特征在于，沿该浇铸方向，相邻的两对工作辊组之间的距离为250mm～600mm。
10.一种拉矫设备，其特征在于，该拉矫设备含有多个权利要求1～9中任意一项所述的扇形段型拉矫装置，多个所述扇形段型拉矫装置沿浇铸的方向依次排列。
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