CN105562639A - 一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法及装置 - Google Patents

一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法及装置，浇铸过程中，侧封板支撑装置带动侧封板与铸辊的端面贴合；铸辊的端面设置润滑装置，使润滑体压在铸辊的端面上；通过检测侧封板上所受的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，相应地调整侧封板与铸辊的端面的相对位置以及侧封板与铸辊的端面之间的润滑状态，保持侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，但是大于2倍的钢水静压力F0。本发明能够减少侧封板磨损量，从而保证侧封板能够长时间使用，提高单次浇铸量和经济效益。

Description

一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法及装置
技术领域
本发明涉及薄带连铸技术，特别涉及一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法及装置。
背景技术
双辊薄带连铸技术典型生产工艺为：熔融的钢水均匀地布流在两个相向旋转、通水冷却的铸辊10a、10b和侧封板20a、20b所围成的空间中形成熔池，钢水在辊面凝固，并在两个铸辊10a、10b之间形成薄带钢30。其中，侧封板20a、20b采用一定的压力顶紧在铸辊10a、10b的端面，防止熔池内的钢水渗漏。如图1所示。
为了满足浇铸需要，制作侧封板的耐火材料还需要润滑性较好、钢水浸润性比较差等特点。根据研究结果，目前主流的侧封板以氮化硼为主要材料辅助添加一些氮化硅、氧化锆等热压成型，其与铸辊的端面的摩擦系数恒定并微小，使得侧封板材料十分耐磨损。但是，由于长时间和铸辊的端面以一定的压力接触，侧封板仍然会产生很大的磨损，所以，提高侧封板的使用寿命对延长浇铸时间，提高单次生产量有重要意义。
究其磨损的主要是原因是：侧封板和铸辊摩擦副之间由于摩擦磨损产生的磨损磨粒积累在二者的界面之间，在侧封板顶紧力作用下，不能及时排出的磨粒会加速侧封板与辊端面的接触面上的磨损；同时，由于侧封板是热压烧结制成，属非均质块体材料，一旦磨损产生，设备运行过程中伴随的机械振动的影响和磨损磨粒综合作用也易诱发侧封板在接触表面产生更大的材料剥落，导致磨损加剧。如果垂直于侧封板背部的顶紧力不变，则由于上述剧烈摩擦所产生的，与铸带行走方向一致的侧封板所受的侧向力将增大，通过监测该侧向力，可以了解到侧封板和铸辊的端面摩擦副的实时变化情况，通过改变控制方法可以防止该摩擦副产生剧烈的摩擦，从而提高侧封板的使用寿命。
为延长侧封板的使用寿命，现有技术采用了以下途径，如：
中国专利CN101400463B中，采用小于3kg/cm2但是大于1.25kg/cm2压力施加在铸辊的端面，在达到目标铸造池高度后，将侧封板对铸辊的端面施加的力降低到小于1.25kg/cm2，减少侧封板抵靠铸辊的端面的磨损。在此专利中，侧封板对铸辊的端面施加的最小力可以降低到小于0.25kg/cm2。通过降低侧封板的顶紧力减少磨损，提高使用寿命。该方法通过减少改变侧封板对铸辊的端面施加的单位压力来控制侧封板的磨损量。
中国专利CN1072053C公开了一种铸辊的端面润滑的一种方法，其利用一种特殊的机构以及利用一套进给装置将固体润滑剂连续地压靠在位于侧封板的铸辊旋转方向进入侧的上游位置的铸辊的断面上。固体润滑剂以2kgf/cm2至15kgf/cm2的压力压在辊端面上，或是用连续进给速度0.1-10mm/min的压靠在铸辊的端面上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法及装置，能够减少侧封板磨损量，保证侧封板能够长时间使用的方法及装置，提高单次浇铸量和经济效益。
为达到所述目的，本发明的技术方案是：
一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法，浇铸过程中，侧封板支撑装置带动侧封板与铸辊的端面贴合；铸辊的端面设置润滑装置，使润滑体压在铸辊的端面上；通过检测侧封板上的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，相应地调整侧封板与铸辊的端面的相对位置以及侧封板与铸辊的端面之间的润滑状态，保持侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，但是大于2倍的钢水静压力F0。
进一步，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，但是大于4倍的钢水静压力F0。
又，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧封板的侧向力Fx大于0.3倍的顶紧力Fz，铸辊的端面润滑装置使润滑体向铸辊端面进给，至作用在铸辊的端面上，直至侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，并保持5-20s后，铸辊的端面润滑装置使润滑体减少向铸辊端面的进给量或停止进给；其中，润滑体与铸辊端面沿着铸辊径向的接触宽度大于或等于侧封板与铸辊端面沿着铸辊径向的接触宽度。
优选的，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且大于2倍的钢水静压力F0，此时，侧封板与铸辊的端面之间的相对位置保持不变。
优选的，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且小于2倍的钢水静压力F0，此时侧封板在侧封板支撑装置的带动下靠近铸辊的端面，直至实现侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且大于2倍的钢水静压力F0。
优选的，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧封板的侧向力Fx小于0.25倍的顶紧力Fz，但是大于2倍的钢水静压力F0。
优选的，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧封板的侧向力Fx小于0.25倍的顶紧力Fz，但是大于4倍的钢水静压力F0。
优选的，所述润滑体的进给速度能够调节，润滑体与铸辊的端面接触初期的进给速度为5-20g/cm2/h；待侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz并维持5-20s，此后，润滑体的进给速度逐渐降低至0-5g/cm2/h，即润滑体为间歇式进给。
本发明的一种薄带连铸侧封板长寿命使用的装置，包括，侧封板支撑装置，包括带动侧封板贴紧或远离铸辊端面的直线传动机构、侧封板位置检测装置、压力检测装置及控制系统；压力检测装置实时检测侧封板上的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，侧封板位置检测装置实时检测侧封板的位置变换，并将信号传给所述控制系统；铸辊端面润滑装置，包括若干润滑体及相应的直线顶推机构；所述铸辊的每一端面设置一个润滑体，润滑体由直线顶推机构抵靠于铸辊的端面，润滑体的安装位置高于侧封板；所述直线顶推机构电性连接所述控制系统。
优选的，所述直线传动机构为液压缸或蜗杆机构。
优选的，所述铸辊端面润滑装置中的直线顶推机构采用气缸或直线电机等。
优选的，所述侧封板位置检测装置为位移传感器，压力检测装置为压力传感器；压力传感器实时检测侧封板上的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，位移传感器实时检测侧封板的位置变换，并将信号传给所述控制系统。
另外，所述润滑体是由颗粒直径小于10μm的非金属材料组成的棒体，优选为，颗粒直径为3-5μm的氮化硼粉组成的棒体。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
中国专利CN101400463B中，侧封板对铸辊的端面施加的最小力可以降低到小于0.25kg/cm2。通过降低侧封板的顶紧力减少磨损，提高使用寿命。该方法通过减少改变侧封板对铸辊的端面施加的单位压力来控制侧封板的磨损量。与本发明相比，该方法没有考虑压力变化情况下的其他工艺参数可能发生的变化，属于开环单向控制方案。而本发明所述的方法，通过监控侧封板所受到侧向力变化，相应的改变其他工艺参数来保持侧封板和铸辊之间的摩擦副处于良好的摩擦状态，从而延长侧封板的使用寿命。
中国专利CN1072053C公开了一种铸辊的端面润滑，将固体润滑剂连续地压靠在位于侧封板的铸辊旋转方向进入侧的上游位置的铸辊的断面上。不同的是，本发明中的润滑装置是用于保持侧封板和铸辊之间的摩擦副处于良好的摩擦状态的手段之一，作为一个可调节的工艺参数，根据侧封板侧向力的变化决定润滑体是否需要投入使用，可以是连续地进给，也可以在使用中改变压力。
附图说明
图1为典型的薄带连铸工艺示意图；
图2为本发明侧封板及其支撑装置作业示意图；
图3为本发明侧封板润滑装置工作位置示意图；
图4为本发明侧封板长寿命使用方法典型例控制流程图；
图5为本发明侧封板及其支撑装置控制方法原理图。
具体实施方式
下面和附图和实施例对本发明做进一步说明。
参见图2～图5，本发明实施例基于铸辊10a的一侧展开说明。
本发明的一种薄带连铸侧封板长寿命使用的装置，其包括，
侧封板支撑装置1，包括带动侧封板20a贴紧或远离铸辊10a端面的直线传动机构11、侧封板位置检测装置12、压力检测装置13及控制系统14；压力检测装置13实时检测侧封板20a上的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，侧封板位置检测装置12实时检测侧封板20a的位置变换，并将信号传给所述控制系统14；
铸辊端面润滑装置2、2’，铸辊端面润滑装置2(以铸辊端面润滑装置2为例，下同)包括润滑体21及相应的直线顶推机构22；所述铸辊10a的每一端面设置1个润滑体21，润滑体21由直线顶推机构22抵靠于铸辊10a的端面，润滑体21的安装位置高于侧封板20a；所述直线顶推机构22电性连接所述控制系统14。
在本实施例中，所述直线传动机构11为液压缸。所述铸辊端面润滑装置2中的直线顶推机构22采用气缸。
所述侧封板位置检测装置12为位移传感器，压力检测装置13为压力传感器；压力传感器实时检测侧封板20a上的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，位移传感器实时检测侧封板20a的位置变换，并将信号传给所述控制系统14。
优选的，所述润滑体21为颗粒直径为3-5μm的纯氮化硼粉热压成型的棒体。
本发明的一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法，浇铸过程中，侧封板支撑装置带动侧封板与铸辊的端面贴合；铸辊的端面设置润滑装置，使润滑体压在铸辊的端面上；通过检测侧封板上的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，相应地调整侧封板与铸辊的端面的相对位置以及侧封板与铸辊的端面之间的润滑状态，保持侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，但是大于2倍的钢水静压力F0。
进一步，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，但是大于4倍的钢水静压力F0。
又，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧向力Fx大于0.3倍的顶紧力Fz，铸辊的端面润滑装置使润滑体向铸辊端面进给直至压在铸辊的端面上，直至封板上的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，并保持5-20s后，铸辊的端面润滑装置停止使润滑体向铸辊端面进给。其中，润滑体与铸辊端面沿着铸辊径向的接触宽度大于或等于侧封板与铸辊端面沿着铸辊径向的接触宽度；润滑体的安装位置高于侧封板，即铸辊端面在转动过程中先与润滑体接触，然后再与侧封板接触；
浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且大于2倍的钢水静压力F0，此时，侧封板与铸辊的端面之间的相对位置保持不变。
优选的，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且小于2倍的钢水静压力F0，此时侧封板在侧封板支撑装置的带动下靠近铸辊的端面，并实现侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且大于2倍的钢水静压力F0。
优选的，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧向力Fx小于0.25倍的顶紧力Fz，但是大于2倍的钢水静压力F0。
优选的，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧向力Fx小于0.25倍的顶紧力Fz，但是大于4倍的钢水静压力F0。
优选的，润滑体的进给速度能够调节，润滑体与铸辊的端面接触初期的进给速度为5-20g/cm2/h；待侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz并维持5-20s后，润滑体的进给速度逐渐降低至0-5g/cm2/h，即润滑体为间歇式进给。
实施例
浇铸过程中，侧封板支撑装置--直线传动机构带动侧封板与铸辊的端面贴合，通过压力传感器实时检测侧封板上的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，位移传感器实时检测侧封板的位置变换，并将信号传给侧封板控制系统。若侧向力Fx大于0.3倍的顶紧力Fz，侧封板控制系统通过铸辊端面润滑装置中直线顶推机构驱使润滑体向铸辊端面进给，直至压在铸辊的端面上，其中，润滑体与铸辊的端面接触初期的进给速度为15g/cm2/h，待侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz并维持15s，此后，润滑体的进给速度逐渐降低至2g/cm2/h并保持。
若侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且大于2倍的钢水静压力F0，此时，侧封板与铸辊的端面之间的相对保持不变。
若侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且小于2倍的钢水静压力F0，此时侧封板在侧封板支撑装置的带动下向铸辊的端面方向进给，并实现侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且大于2倍的钢水静压力F0。

Claims (13)

1.一种薄带连铸侧封板长寿命使用方法，其特征是，浇铸过程中，侧封板支撑装置带动侧封板与铸辊的端面贴合；铸辊的端面设置润滑装置，使润滑体压在铸辊的端面上；通过检测侧封板上所受的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，相应地调整侧封板与铸辊的端面的相对位置以及侧封板与铸辊的端面之间的润滑状态，保持侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，但是大于2倍的钢水静压力F0。
2.如权利要求1所述的薄带连铸侧封板长寿命使用方法，其特征是，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，但是大于4倍的钢水静压力F0。
3.如权利要求1或2所述的薄带连铸侧封板长寿命使用方法，其特征是，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧封板的侧向力Fx大于0.3倍的顶紧力Fz，铸辊的端面润滑装置使润滑体向铸辊端面进给，至作用在铸辊的端面上，直至侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，并保持5-20s后，铸辊的端面润滑装置使润滑体减少向铸辊端面的进给量或停止进给；其中，润滑体与铸辊端面沿着铸辊径向的接触宽度大于或等于侧封板与铸辊端面沿着铸辊径向的接触宽度。
4.如权利要求1所述的薄带连铸侧封板长寿命使用方法，其特征是，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且大于2倍的钢水静压力F0，此时，侧封板与铸辊的端面之间的相对位置保持不变。
5.如权利要求1所述的薄带连铸侧封板长寿命使用方法，其特征是，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，若侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且小于2倍的钢水静压力F0，此时侧封板在侧封板支撑装置的带动下靠近铸辊的端面，直至实现侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz，且大于2倍的钢水静压力F0。
6.如权利要求1所述的薄带连铸侧封板长寿命使用方法，其特征是，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧封板的侧向力Fx小于0.25倍的顶紧力Fz，但是大于2倍的钢水静压力F0。
7.如权利要求2所述的薄带连铸侧封板长寿命使用方法，其特征是，浇铸过程中，侧封板与铸辊的端面贴合，保持侧封板的侧向力Fx小于0.25倍的顶紧力Fz，但是大于4倍的钢水静压力F0。
8.如权利要求1至3所述的薄带连铸侧封板长寿命使用方法，其特征是，所述润滑体的进给速度能够调节，润滑体与铸辊的端面接触初期的进给速度为5-20g/cm2/h；待侧封板的侧向力Fx小于0.3倍的顶紧力Fz并维持5-20s，此后，润滑体的进给速度逐渐降低至0-5g/cm2/h。
9.一种薄带连铸侧封板长寿命使用的装置，其特征是，包括，
侧封板支撑装置，包括带动侧封板贴紧或远离铸辊端面的直线传动机构、侧封板位置检测装置、压力检测装置及控制系统；压力检测装置实时检测侧封板上的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，侧封板位置检测装置实时检测侧封板的位置变换，并将信号传给所述控制系统；
铸辊端面润滑装置，包括若干润滑体及相应的直线顶推机构；所述铸辊的每一端面附近垂直设置一个润滑体，润滑体由直线顶推机构抵靠进给于铸辊的端面；其中，润滑体与铸辊端面沿着铸辊径向的接触宽度大于或等于侧封板与铸辊端面沿着铸辊径向的接触宽度；润滑体的安装位置高于侧封板，即铸辊端面在转动过程中先与润滑体接触，然后再与侧封板接触；所述直线顶推机构电性连接所述控制系统。
10.如权利要求9所述的薄带连铸侧封板长寿命使用的装置，其特征是，所述直线传动机构为液压缸或蜗杆机构。
11.如权利要求9所述的薄带连铸侧封板长寿命使用的装置，其特征是，所述铸辊端面润滑装置中的直线顶推机构采用气缸或直线电机。
12.如权利要求9所述的薄带连铸侧封板长寿命使用的装置，其特征是，所述侧封板位置检测装置为位移传感器，压力检测装置为压力传感器；压力传感器实时检测侧封板的顶紧力Fz和侧向力Fx的变化，位移传感器实时检测侧封板的位置变换，并将信号传给所述控制系统。
13.如权利要求9所述的薄带连铸侧封板长寿命使用的装置，其特征是，所述润滑体是由颗粒直径小于10μm的非金属材料组成的棒体，优选为，颗粒直径为3-5μm的氮化硼粉组成的棒体。
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