CN108672669A - 一种用于板坯连铸坯热送的转弯辊道 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，属于连铸生产设备领域，包括多根圆锥形辊、轴承座、辊道架、驱动机构以及保温罩，所述圆锥形辊通过设置在辊道架与轴承座之间的斜垫块呈倾斜安装，使其轴向上的上顶面保持水平，且多根圆锥形辊的上顶面在同一水平面上，并利用圆锥形辊轴向上各点的线速度不同，使连铸坯沿设定的圆弧做圆弧转弯运动。本发明转弯辊道很好的解决了由于场地原因带来的连铸出坯线与轧制线偏离问题，可大大的简少工艺流程、降低了设备数量及重量，减少设备的维修工作量、提高工作效率，降低了生产的运行成本，满足了连铸板坯的直送需求。

Description

一种用于板坯连铸坯热送的转弯辊道

技术领域

本发明属于冶炼的连铸生产设备技术领域，具体的涉及一种用于板坯连铸坯热送的转弯辊道。

背景技术

连铸坯直接热送是指连铸坯经过热送辊道直接输送到轧钢的加热炉。与通过汽车或火车运输相比，可大幅度降低能源消耗，缩短铸坯的运输时间，提高了金属收得率，可以减少厂房占地面积和节约工程的投资。因而它具有很好的经济效益和社会效益，得到越来越广泛的应用。对于连铸出坯线与轧钢轧制线不在一条直线上这种情况。就要求铸坯在输送时中实现转弯，调整铸坯的下线位置，目前现有的输送辊道则不能满足这些要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，以解决因连铸出坯线与轧钢轧制线不在一条直线上时，仍能满足连铸坯的输送需求。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，包括呈圆弧形分布的多根圆锥形辊、位于圆锥形辊下方两端并用于对其支撑的轴承座、位于轴承座下方并用于对其支撑的辊道架、与圆锥形辊转动连接以驱动其旋转的驱动机构以及罩设于圆锥形辊上方的保温罩，所述圆锥形辊通过设置在辊道架与轴承座之间的斜垫块呈倾斜安装，使其轴向上的上顶面保持水平，且多根圆锥形辊的上顶面在同一水平面上，并利用圆锥形辊轴向上各点的线速度不同，使连铸坯沿设定的圆弧做圆弧转弯运动。

进一步，所述转弯辊道的两侧均设有用于对连铸坯进行导向的侧导板，所述保温罩设置在侧导板上。

进一步，所述侧导板在转弯辊道出口端设有缩口结构。

进一步，所述驱动机构为减速电机，每一圆锥形辊均设置一减速电机以驱动其旋转；所述圆锥形辊与减速电机的输出周通过联轴器连接，所述联轴器外罩设有防护罩。

进一步，所述减速电机座与辊道架之间设置有所述的斜垫块。

进一步，所述辊道架的底部设有所述的斜垫块。

进一步，所述圆锥形辊的数量及相邻两根圆锥形辊之间的夹角根据连铸出坯辊道中心线和轧钢轧制辊道中心线之间的距离和角度来确定。

进一步，相邻两根圆锥形辊之间的夹角大于1度。

进一步，所述圆锥形辊的长度根据连铸坯的长度、宽度和转弯辊道的半径来确定。

本发明的有益效果是：本发明提出的将板坯连铸坯直接输送到加热炉的转弯辊道，解决了因连铸出坯线与轧制线偏离问题，满足连铸坯的输送需求，缩短铸坯的运输时间，减少铸坯运送过程中的热量损失，大幅降低能源消耗，并提高了金属收得率，实现稳定直接输送。另外本转弯辊道还具有输送铸坯坯速度快，运行平稳可靠，操作维护简便的优点。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明转弯辊道实施的平面结构示意图；

图2为本发明转弯辊道实施的剖视结构示意图；

图3为本发明圆锥形辊安装的简易示意图；

图4为本发明转弯段圆锥形辊的宽度及半径示意图；

图5为本发明连铸坯做圆弧转弯运动示意图；

图6为本发明单个圆锥形辊的速度计算示意图；

附图中的元件标号分别为：1-辊道架；2-轴承座；3-侧导板；4-圆锥形辊；5-保温罩；6-联轴器；7-防护罩；8-驱动机构；9-斜垫块。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本发明用于将板坯连铸坯直接输送到加热炉的转弯辊道实施的平面结构示意图，图2为本发明用于将板坯连铸坯直接输送到加热炉的转弯辊道实施的剖视结构示意图，且图1所示的连铸坯从转弯辊道左端输入，从转弯辊道右端输出，即连铸坯从左端运输至右端。

本发明提供一种用于将板坯连铸坯直接输送到加热炉的转弯辊道，本发明公开了一种用于将板坯连铸坯直接输送到加热炉的转弯辊道，包括若干根圆锥形辊4、在该圆锥形辊两侧安装有轴承座2用于对圆锥形辊4支撑、轴承座2下面设置的斜垫块9及辊道架1、与圆锥形辊连接的驱动机构8、在圆锥形辊的上方设置保温罩5，所述圆锥形辊通过设置在辊道架与轴承座之间的斜垫块呈倾斜安装，使其轴向上的上顶面保持水平，且多根圆锥形辊的上顶面在同一水平面上，并利用圆锥形辊轴向上各点的线速度不同，使连铸坯沿设定的圆弧做圆弧转弯运动，以形成转弯辊道。

结合图3圆锥形辊安装的简易示意图所示，板坯热送转弯辊道的圆锥形辊上顶面水平安装，有利于连铸坯的输送，由于连铸板坯的坯子宽度比小方坯要大得多，故不宜采用上表面倾斜的结构，为使圆锥形辊上顶面水平，故圆锥形辊装配采用倾斜安装，而辊道架的连接面设计成平面，降低其制造成本，在轴承座和辊道架之间加一个斜垫快，来达到圆锥形辊装配斜装的要求。

本发明实施过程中，采用圆锥形辊的目的是使转弯辊道的速度与连铸坯运行的速度相同，这样两者之间就无相对滑动，可以避免圆锥形辊磨损和减小其阻力，使连铸坯在圆锥形辊上平稳运行。

本发明实施过程中，圆锥形辊的数量及之间的夹角根据连铸出坯辊道中心线和轧钢轧制辊道中心线之间的距离和角度确定，圆锥形辊的长度根据铸坯的长度、宽度、转弯辊道的半径等通过计算而确定。

具体的，板坯热送转弯辊道的主要参数的设计计算为：

1)、热送转弯段辊子宽度

如图4所示，热送转弯段辊子宽度B用公式(1)计算，

B＝(R+W)2+(L/2)2－R+ΔB (1)

式中:R为转弯半径，mm；W为铸坯宽度，mm；L为铸坯长度，mm；ΔB为转弯段宽度裕量，一般情况下为50～100mm；计算所得结果应圆整。

2)、确定辊子间夹角

由于铸坯的底面平硬的在辊子上的支承如图4所示，设计时要对单个辊子承载能力进行校核，初始段还需要考虑冲击载荷影响，必要时需缩小辊子间夹角。

3)、单个辊子上的载荷F

作用在单个辊子上的载荷F一般按下式计算:

F＝G/m'

式中:G为铸坯总质量；m'为有效承载辊子数，一般m'＝0.7m；m为铸坯下面的辊子数，并根据计算的F值，从设计手册上查出单个辊子许用载荷[F]，使得F<[F]。

4)、圆锥辊子的锥度计算

附图5所示，圆锥辊子沿的圆心O点做旋转运动，

铸坯外沿点速度：

铸坯内沿点速度：

式中-------铸坯沿半径R的圆运动时角速度

R₁-----铸坯外沿和辊子接触点处旋转半径，mm；

R₂-----铸坯内沿和辊子接触点处旋转半径，mm；

故

而就单个辊子而言，在铸坯外沿点的速度Vg₁＝πn_gd₁，在铸坯内沿点的速度V_g2＝πn_gd₂

因此在半径R的圆中的速度和单个辊子的速度是相同的。

结合图6所示，

故有V₁＝Vg₁，V₂＝Vg₂

V₁/V₂＝πn_gd₁/πn_gd₂＝d₁/d₂ (3)

式中:n_g-辊子转速，r/min；

由式(2)(3)可得：V₁/V₂＝V_g1/V_g2＝R₁/R₂＝d₁/d₂

因此有：R₁/R₂＝d₁/d₂

如果取锥辊的中心直径为d_c，

则d₁＝2*d_c*R₁/(R₁+R₂),d₂＝2*d_c*R₂/(R₁+R₂)

5)、计算电机功率

对于圆锥形辊的辊子采用单独电机驱动的方式，为便于控制，电机采用变频控制。

a)输入参数：

d_c--------锥辊中径，mm；

P_g--------单个辊子的重量，KN；

n----------辊子数量

V_c--------锥辊中心的线速度，m/s；

G为铸坯总质量,KN；

b)驱动辊道所需电机功率

驱动辊子自重需要的力矩：

T_c＝P_g*n*μ₁*d_c/2 (4)

输送板坯时需要的静力矩：

T_w＝G((μ₁*d_b+)/2) (5)

输送铸坯时辊道所需的静力矩：

T＝T_c+T_w＝＝P_g*n*μ₁*d_c/2+G((μ₁*d_b+/2) (6)

式中T_c-----驱动辊子自重产生的阻力矩，kN.m；

T_w----板坯重量产生的阻力矩，kN.m；

d_b----轴承的平均直径，d_b＝0.5*(内径+外径)，mm；

T------输送铸坯时辊道要克服的静阻力矩，

μ₁---轴承的摩擦系数，对滚动轴承，μ₁＝0.02；

μ₂---铸坯和辊子表面之间的摩擦系数，对滚动轴承，μ₂＝0.04；

故辊子所需的电机的功率为

N＝K*T*n_g/(9.55*η) (7)

式中n_g----辊子转速，ng＝60v/(πD),r/min；

η----效率，η＝0.85，

K---工况系数，K取值1.5-2；

根据(7)式计算的功率值，选定电机的额定功率。

根据选定的电机功率，必要时可对电机的热功率进行校核。

6)、减速机速比

i＝n_m/n_g

式中n_m----电机额定转速，r/min；

本实施例中，相邻两圆锥形辊之间的夹角一般要大于1度，所以圆锥辊子都要安装在一个平面内，夹角的具体取值要综合转弯辊道的前面一组辊道中心线和转弯辊道的后面一组辊道中心线之间的距离和角度来确定。

在本转弯辊道上设有保温罩5，保温罩5内部装有轻质保温材料，减少了铸坯的温度降低和铸坯在运输过程中热量的损失。圆锥形辊采用厚壁钢管和两端轴头焊接而成。安装时，要保证上辊面水平，即圆锥形辊要倾斜安装，通过斜垫块来调整以保证辊面是水平的，从而减少铸坯对圆锥形辊的冲击。转弯辊道的两侧均设有用于对连铸坯进行导向的侧导板3,侧导板3一方面防止铸坯在高速运行过程中冲出辊道范围，另一方面辅助铸坯顺利转向，在出口处的侧导板还有一定的收缩，把铸坯逐步的导到下一个辊道中,即侧导板的导向包括直行导向和渐进式由大宽度辊子到小宽度辊子之间的导向。驱动机构为减速电机，每一圆锥形辊均设置一减速电机以驱动其转动。圆锥形辊与减速电机的输出轴通过联轴器6连接。减速电机采用变频辊道电机以满足高速稳定的运输要求。联轴器6外罩设有防护罩7，以保证安全。为保证轴承座2的刚度，轴承座2采用铸钢制作。轴承座2设有一个润滑油的进入孔，是的润滑油能进入轴承内对轴承进行润滑，轴承座2的两侧侧都安装有端盖。

本发明所述转弯辊道其圆锥形辊上面保持水平，且相邻两锥形辊之间没有坡度差，可以保护辊道特别是辊道外侧受铸坯的撞击，同时，所述圆锥形辊上各点的线速度不同，使得连铸坯沿设定的圆弧做圆弧运动，以实现转弯；而其圆锥形辊、轴承座、减速电机座位倾斜安装，在所述轴承座与辊道架之间、所述减速电机座与辊道架之间以及辊道架下面均设置有斜垫块，且连接螺栓均为斜安装，使得螺栓受力垂直于轴承座的下表面，在保证锥形辊上面水平的同时可以保证设备的稳定性和构件的使用寿命。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，包括呈圆弧形分布的多根圆锥形辊(4)、位于圆锥形辊下方两端并用于对其支撑的轴承座(2)、位于轴承座下方并用于对其支撑的辊道架(1)、与圆锥形辊转动连接以驱动其旋转的驱动机构(8)以及罩设于圆锥形辊上方的保温罩(5)，其特征在于，所述圆锥形辊通过设置在辊道架与轴承座之间的斜垫块(9)呈倾斜安装，使其轴向上的上顶面保持水平，且多根圆锥形辊的上顶面在同一水平面上，并利用圆锥形辊轴向上各点的线速度不同，使连铸坯沿设定的圆弧做圆弧转弯运动。

2.根据权利要求1所述的用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，其特征在于，所述转弯辊道的两侧均设有用于对连铸坯进行导向的侧导板(3)，所述保温罩设置在侧导板上。

3.根据权利要求2所述的用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，其特征在于，所述侧导板在转弯辊道出口端设有缩口结构。

4.根据权利要求1所述的用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，其特征在于，所述驱动机构为减速电机，每一圆锥形辊均设置一减速电机以驱动其旋转；所述圆锥形辊与减速电机的输出周通过联轴器(6)连接，所述联轴器外罩设有防护罩(7)。

5.根据权利要求4所述的用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，其特征在于，所述减速电机座与辊道架之间设置有所述的斜垫块。

6.根据权利要求1所述的用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，其特征在于，所述辊道架的底部设有所述的斜垫块。

7.根据权利要求1所述的用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，其特征在于，所述圆锥形辊的数量及相邻两根圆锥形辊之间的夹角根据连铸出坯辊道中心线和轧钢轧制辊道中心线之间的距离和角度来确定。

8.根据权利要求7所述的用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，其特征在于，相邻两根圆锥形辊之间的夹角大于1度。

9.根据权利要求1所述的用于板坯连铸坯热送的转弯辊道，其特征在于，所述圆锥形辊的长度根据连铸坯的长度、宽度和转弯辊道的半径来确定。