CN108788041A - 一种连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于连铸生产领域，具体涉及一种连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构及使用方法。扇形段辊列为水平段辊列结构，包括四对夹辊，扇形段入口处的第一对夹辊和第三对夹辊为驱动辊，其余为从动辊。第一对夹辊直径大于其它三对夹辊直径，以便于单点重压下效果，对所述扇形段入口处上驱动辊实施3～20mm的单点压下量，能有效增加铸坯心部区域的应变速率，利于中心缩孔焊合与铸坯心部致密度的提升。第三对夹辊的上支撑辊与液压夹紧缸相连接，保证铸坯持续受压，防止铸坯反弹变形；扇形段后继各上支撑辊采用1.0～5.0mm/m压下率持续压坯，确保铸坯压下量后不反弹，同时强迫铸坯坯壳持续收缩，改善铸坯内外收缩速率不一致导致的疏松。

Description

一种连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构及使用方法

技术领域

本发明属于连铸生产领域，具体涉及一种连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构及使用方法。

背景技术

随着制造业及科学技术的迅猛发展，对钢材内部质量提出更高的要求，中心疏松和中心缩孔是制约连铸坯内部质量的主要因素，为此提出凝固末端重压下技术。连铸凝固末端重压下技术是在铸坯凝固末期，充分利用铸坯表面和心部温差较大的特点，对铸坯进行大变形量压下，使压下量能够充分渗透到铸坯心部，从而达到焊合凝固缩孔疏松，甚至细化心部奥氏体晶粒的工艺效果。

根据这一理念，国内外的研究者提出多种重压下辊列设计。例如：中国专利(公开号CN105689664A)提出单驱动、入口处为大尺寸自由辊的5对辊结构。中国专利(授权公告号CN204817965U)提出中间辊为大尺寸驱动辊的单驱动7对辊结构。中国专利(公开号CN106623834A)提出自由辊与驱动辊辊相同且中间辊为驱动辊的单驱动5对辊结构。中国专利(公开号CN104057049A)提出中间辊为大尺寸驱动辊的单驱动5对辊结构。

上述研究所提出的重压下辊列设计大多采用单驱动辊，辊列数也大多在5～7对之间，辊子类型也大多采用三分节或整体式压下辊。

然而，目前的凝固末端重压下辊列设计都难以满足15mm以上的压下量的工艺要求，随着压下量增加，辊列强度及刚度也应大大提高，以保证连铸坯内部质量以及设备的安全性和可靠性。如果在目前的凝固末端重压下辊列的基础上增加辊列直径，也可以达到15mm以上的压下量，但配套的扇形段的尺寸和重量将大幅度增加，由此将带来扇形段的吊装及维修等一系列新问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供的目的在于提供一种连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构及使用方法，在保证连铸坯内部质量的情况下，满足15mm以上的压下量的工艺要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，所述扇形段辊列为水平段辊列结构，每对所述夹辊包括上支撑辊和下支撑辊，四对夹辊分别为：

入口处第一对夹辊，以及后续依次设置的第二对夹辊、第三对夹辊、第四对夹辊，第一对夹辊为四分段驱动辊，第二对夹辊、第四对夹辊为三分段从动辊，第三对夹辊为与从动辊尺寸相同的三分段驱动辊。

所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，第一对夹辊的各个分节辊辊径及分节长度相同，所述的第二对夹辊、第四对夹辊的各个分节辊辊径相同；第二对夹辊中，第三分节辊的长度大于第一分节辊的长度，第一分节辊的长度大于第二分节辊的长度；第四对夹辊中，第三分节辊的长度大于第一分节辊的长度，第一分节辊的长度大于第二分节辊的长度；所述第三对夹辊的辊径以及长度分布与从动辊相同位置相反，第二对夹辊、第三对夹辊、第四对夹辊的分节辊交错布置，以保证轴承座部位铸坯也能被后一对夹辊压下。

所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，辊列的四对夹辊都采用芯轴式分段辊结构，其中：第一对夹辊两端边部轴承都采用调心滚子轴承，中间部位的三个轴承采用CARB圆环滚子轴承；第三对夹辊和与之相同结构的第二对夹辊、第四对夹辊两端边部的轴承采用调心滚子轴承，中间部位的两个轴承采用CARB圆环滚子轴承。

所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，水平段辊列结构包括内弧辊列和外弧辊列，内弧辊列和外弧辊列相对设置于内框架与外框架之间，内弧辊列连接于内框架上，外弧辊列连接于外框架上，第一对夹辊、第三对夹辊的一端通过联轴器连接有驱动电机，压下缸的缸体设置在内框架上，压下缸的活塞杆与第三对夹辊的上支撑辊抵接。

所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，第一对夹辊、第三对夹辊的驱动电机功率≥30kw。

所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，扇形段出口相对设置两个液压夹紧缸，内框架与外框架通过两个液压夹紧缸连接。

所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，第一对夹辊的辊径≥550mm，第三对夹辊和与之相同结构的第二对夹辊、第四对夹辊的辊径≥450mm，第一对夹辊的辊径大于第二对夹辊、第三对夹辊、第四对夹辊的辊径。

所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，辊列能够承受压坯力≥28000kN，其中：第一对夹辊能够承受压坯力≥12000kN，第三对夹辊和第二对夹辊、第四对夹辊的单辊能够承受压坯力≥4000kN。

本发明的优点及有益效果是：

本发明扇形段辊列分布结构包括四对夹辊，每对所述夹辊包括上支撑辊和下支撑辊，其中扇形段入口处的第一对夹辊和第三对夹辊为驱动辊，其余为从动辊。第一对夹辊直径大于其它三对夹辊直径，以便于单点重压下效果，对所述扇形段入口处上驱动辊实施3～20mm的单点压下量，能有效增加铸坯心部区域的应变速率，利于中心缩孔焊合与铸坯心部致密度的提升。第三对夹辊的上支撑辊与液压夹紧缸相连接，保证铸坯持续受压，防止铸坯反弹变形；与此同时，所述扇形段后继各上支撑辊采用1.0～5.0mm/m压下率持续压坯，确保铸坯压下量后不反弹，同时强迫铸坯坯壳持续收缩，改善铸坯内外收缩速率不一致而导致的疏松。

附图说明

图1为本发明辊列在内弧或外弧上的俯视图。

图2为本发明辊列安装在连铸坯重压下扇形段的主视结构示意图。

图3为本发明辊列安装在连铸坯重压下扇形段的侧视结构示意图。

图4为本发明在连铸坯上的作用情况。

图中，1第一对夹辊；1-1分节辊；2第二对夹辊；3第三对夹辊；4第四对夹辊；4-1第一分节辊；4-2第二分节辊；4-3第三分节辊；5内框架；6外框架；7压下缸；8液压夹紧缸。

具体实施方式

在具体实施过程中，本发明针对现有凝固末端重压下扇形段辊列，无法保证15mm以上压下量的重压下工艺、难以更好保证铸坯内部质量和设备的可靠性及安全性的情况下，提供一种凝固末端重压下用扇形段辊列。

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种凝固末端重压下用扇形段辊列包括四对夹辊，每对所述夹辊包括上支撑辊和下支撑辊，四对夹辊分别为：入口处第一对夹辊1，以及后续依次设置的第二对夹辊2、第三对夹辊3、第四对夹辊4，第一对夹辊1为大尺寸四分段驱动辊，第二对夹辊2、第四对夹辊4为小尺寸三分段从动辊，第三对夹辊3为与从动辊尺寸相同的三分段驱动辊。

所述的第一对夹辊1的各个分节辊1-1辊径及分节长度相同，所述的第二对夹辊2、第四对夹辊4的各个分节辊辊径相同；第二对夹辊2中，第三分节辊的长度大于第一分节辊的长度，第一分节辊的长度大于第二分节辊的长度；第四对夹辊4中，第三分节辊4-3的长度大于第一分节辊4-1的长度，第一分节辊4-1的长度大于第二分节辊4-2的长度。所述第三对夹辊3的辊径以及长度分布与从动辊(第二对夹辊2、第四对夹辊4)相同位置相反，第二对夹辊2、第三对夹辊3、第四对夹辊4的分节辊交错布置，以保证轴承座部位铸坯也能被后一对夹辊压下。

所述辊列的四对夹辊都采用芯轴式分段辊结构，其中：第一对夹辊1两端边部轴承都采用调心滚子轴承，中间部位的三个轴承采用CARB圆环滚子轴承；第三对夹辊3和与之相同结构的第二对夹辊2、第四对夹辊4两端边部的轴承采用调心滚子轴承，中间部位的两个轴承采用CARB圆环滚子轴承。

如图2和图3所示，本实施例提供一种凝固末端重压下用扇形段辊列安装在相应的扇形段的结构示意图，与所述辊列配套的重压下扇形段为水平段结构，所述辊列水平布置，内弧辊列和外弧辊列相对设置于内框架5与外框架6之间，内弧辊列连接于内框架5上，外弧辊列连接于外框架6上，驱动辊(第一对夹辊1、第三对夹辊3)的一端通过联轴器连接有驱动电机，压下缸7的缸体设置在内框架5上，压下缸7的活塞杆与第三对夹辊3的上支撑辊抵接。扇形段出口相对设置两个液压夹紧缸8，内框架5与外框架6通过两个液压夹紧缸8连接。

进一步地，本实例中的具体参数包括：第一对夹辊1的辊径≥550mm，第三对夹辊3和与之相同结构的第二对夹辊2、第四对夹辊4的辊径≥450mm，第一对夹辊1的辊径大于第二对夹辊2、第三对夹辊3、第四对夹辊4的辊径，第一对夹辊1、第三对夹辊3的驱动电机功率≥30kw。所述辊列能够承受压坯力≥28000kN，其中：第一对夹辊1能够承受压坯力≥12000kN，第三对夹辊3和第二对夹辊2、第四对夹辊4的单辊能够承受压坯力≥4000kN。

如图1-图4所示，本发明连铸凝固末端重压下用扇形段辊列，具体压下方法包括以下步骤：

自开浇以来，随着铸坯沿拉坯方向的不断前行，凝固终端逐渐后移，两相区逐渐延伸。铸坯凝固前沿满足压下条件时，扇形段出口的两个液压夹紧缸8开始下压。在下压过程中，扇形段的外框架6是固定在基础梁上的，保持不变，而由于扇形段出口液压夹紧缸8的压下，使扇形段内框架5与外框架6在拉坯方向上形成锥度，即扇形段出口辊缝小于扇形段入口辊缝，从而通过辊缝锥度完成对铸坯的挤压作用。进而，随着凝固前沿的继续前行，下一个扇形段的液压夹紧缸8也开始随动下压，直到凝固末端位置稳定，多个扇形段均投入压下功能。

在拉速变化过程中，压下位置应随着凝固末端位置的前移或后移，在此过程中，扇形段根据收到的辊缝控制指令，通过对压下缸7的压下与抬起调整，完成辊缝的调整。压下量、压下区间等工艺参数，由不同的浇注条件与成品要求确定。与此同时，所述扇形段后继各上支撑辊采用1.0～5.0mm/m压下率持续压坯，确保铸坯压下量后不反弹，同时强迫铸坯坯壳持续收缩，改善铸坯内外收缩速率不一致而导致的疏松。

采用所述的凝固末端重压下用扇形段辊列在凝固终点最大压下量≥15mm，保障凝固末端重压下的有效实施。重压下技术实施以后，大幅提升铸坯致密度，对于50mm的厚热轧板无轧后堆冷条件下探伤合格率由原来的不足20％提升至100％。

以上所述的实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，其特征在于，所述扇形段辊列为水平段辊列结构，每对所述夹辊包括上支撑辊和下支撑辊，四对夹辊分别为：

入口处第一对夹辊，以及后续依次设置的第二对夹辊、第三对夹辊、第四对夹辊，第一对夹辊为四分段驱动辊，第二对夹辊、第四对夹辊为三分段从动辊，第三对夹辊为与从动辊尺寸相同的三分段驱动辊。

2.根据权利要求1所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，其特征在于，第一对夹辊的各个分节辊辊径及分节长度相同，所述的第二对夹辊、第四对夹辊的各个分节辊辊径相同；第二对夹辊中，第三分节辊的长度大于第一分节辊的长度，第一分节辊的长度大于第二分节辊的长度；第四对夹辊中，第三分节辊的长度大于第一分节辊的长度，第一分节辊的长度大于第二分节辊的长度；所述第三对夹辊的辊径以及长度分布与从动辊相同位置相反，第二对夹辊、第三对夹辊、第四对夹辊的分节辊交错布置，以保证轴承座部位铸坯也能被后一对夹辊压下。

3.根据权利要求1所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，其特征在于，辊列的四对夹辊都采用芯轴式分段辊结构，其中：第一对夹辊两端边部轴承都采用调心滚子轴承，中间部位的三个轴承采用CARB圆环滚子轴承；第三对夹辊和与之相同结构的第二对夹辊、第四对夹辊两端边部的轴承采用调心滚子轴承，中间部位的两个轴承采用CARB圆环滚子轴承。

4.根据权利要求1所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，其特征在于，水平段辊列结构包括内弧辊列和外弧辊列，内弧辊列和外弧辊列相对设置于内框架与外框架之间，内弧辊列连接于内框架上，外弧辊列连接于外框架上，第一对夹辊、第三对夹辊的一端通过联轴器连接有驱动电机，压下缸的缸体设置在内框架上，压下缸的活塞杆与第三对夹辊的上支撑辊抵接。

5.根据权利要求4所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，其特征在于，第一对夹辊、第三对夹辊的驱动电机功率≥30kw。

6.根据权利要求1所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，其特征在于，扇形段出口相对设置两个液压夹紧缸，内框架与外框架通过两个液压夹紧缸连接。

7.根据权利要求1所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，其特征在于，第一对夹辊的辊径≥550mm，第三对夹辊和与之相同结构的第二对夹辊、第四对夹辊的辊径≥450mm，第一对夹辊的辊径大于第二对夹辊、第三对夹辊、第四对夹辊的辊径。

8.根据权利要求1所述的连铸凝固末端重压下用扇形段辊列结构，其特征在于，辊列能够承受压坯力≥28000kN，其中：第一对夹辊能够承受压坯力≥12000kN，第三对夹辊和第二对夹辊、第四对夹辊的单辊能够承受压坯力≥4000kN。