CN113042697A - 一种连铸用冷却牵引复合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连铸用冷却牵引复合装置，通过在牵引辊内部设置通孔，并将通孔与工业冷水机连通，实现了冷却水在通孔内的循环流通，依次使牵引辊具有冷却作用，有效避免了热量的累积，具有更好的冷却效果，冷却水的循环利用，极大的降低了冷却时的耗水量，在一种装置中同时实现了冷却和牵引的双重功效；另外为了实时监控连铸过程中牵引力的动态变化情况，便于及时做出相应的调控，达到更好的控制连铸过程铸态杆坯表面质量的目的。设置测力传感器，以实时监测牵引力的变化，将测力数据输送至测力仪表上，获取到了牵引力数据曲线，实现了连铸过程牵引力的动态检测。

Description

一种连铸用冷却牵引复合装置

技术领域

本发明属于金属连铸技术领域，具体涉及一种连铸用冷却牵引复合装置。

背景技术

目前，铸态杆坯可通过热型水平连铸技术进行加工，水平连铸机组一般由熔化炉、保温炉、结晶器、冷却装置、牵引机构、切割机构等几部分组成。在现有技术中，对生产出来的铸态杆坯，一般是先直接用冷却液对其进行喷淋冷却，然后再经过牵引辊装置进行牵引输送。传统连铸技术的后续工艺涉需要冷却装置和牵引装置，以分别进行冷却和牵引，从而导致生产成本和工艺复杂化。

除此之外，在牵引辊将凝固成型的铸态杆坯朝着一个方向牵引送出过程中，其所产生的牵引力对铸态杆坯的质量好坏有重要影响。若牵引力过大，则会导致铸态杆坯表面的凝固薄层破裂，而此时金属液体又无法及时填补空缺，会使杆坯表面出现热裂等现象，严重影响铸态杆坯的表面质量。连铸过程中铸态杆坯所受的牵引力并非一个定值，而是在某一范围内波动的，在现有技术中，并没有可以提供整个加工过程中牵引力变化数据的工装，因而无法为优化生产工艺提供参考依据。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种能够简化连铸设复合装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种连铸用冷却牵引复合装置，所述复合装置包括：牵引辊，所述牵引辊有两个，两个所述牵引辊垂直于铸态杆坯，并对称分布于所述铸态杆坯的两侧，以对所述铸态杆坯形成夹持；两个所述牵引辊互为反向转动，以沿所述铸态杆坯的轴向牵引所述铸态杆坯；驱动机构，所述驱动机构对应连接两个所述牵引辊，以驱动两个所述牵引辊转动；第一固定架，对应装配所述牵引辊和所述驱动机构；其中，至少一个所述牵引辊内部具有与其同轴设置的通孔，所述通孔内具有可流通的冷却液，以对所述牵引辊进行冷却。

有益效果：将冷却功能和牵引功能相结合，有效降低连铸工艺的生产成本、简化连铸设备并提高生产过程的安全性，通过在牵引辊内部的流通的冷却液带走牵引辊温度，以实现对牵引辊进行不间断冷却的目的，还可以间接达到冷却铸态杆坯的作用。

除此之外，集成牵引力动态检测装置，能够在完成对铸态杆坯牵引的同时进行牵引力动态监测，实时监控连铸过程中牵引力的动态变化情况，便于及时做出相应的调控，以提高铸态杆坯表面质量。

附图说明

图1为本发明所提供实施例中本复合装置用于连铸工艺的结构示意图；

图2为本发明所提供实施例中测力传感器的安装示意图；

图3为本发明所提供实施例中牵引辊的安装结构示意图；

图4为本发明所提供实施例中转接口的安装结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，连铸工艺的大致流程为：溶体12(液态金属)导入坩埚10(中间包)中，在坩埚10出液口处设有陶瓷引流管13，陶瓷引流管13将溶体12导向石墨结晶器11，通过石墨结晶器11使溶体12快速结晶成型以形成铸态杆坯1，铸态杆坯1经牵引辊3向外持续牵引，以形成连续的铸态杆坯1。

如图2-4所示，本申请提供了一种连铸用冷却牵引复合装置9，包括：牵引辊3，两个牵引辊3垂直于铸态杆坯1，并对称分布于铸态杆坯1的两侧，以对铸态杆坯1形成夹持；两个牵引辊3互为反向转动，以沿铸态杆坯1的轴向牵引铸态杆坯1；驱动机构，驱动机构对应连接两个牵引辊3，以驱动两个牵引辊3转动；第一固定架5，对应装配牵引辊3和驱动机构；其中，至少一个牵引辊3内部具有与其同轴设置的通孔14，通孔14内具有可流通的冷却液，以带走牵引辊3的热量，对牵引辊3进行冷却。

本发明将冷却功能和牵引功能相结合，有效降低连铸工艺的生产成本、简化连铸设备并提高生产过程的安全性，通过在牵引辊3内部的流通的冷却液带走牵引辊3温度，以实现对牵引辊3进行不间断冷却的目的，还可以间接达到冷却铸态杆坯1的作用。牵引辊3的两端伸出第一固定架5，并分别通过旋转密封机构连接转接口16，以通过转接口16连接供液设备，使冷却液在通孔14内流通。设置转接口16，转接口16通过旋转密封机构连接牵引辊3，使牵引辊3通过旋转在对铸态杆坯1进行牵引时，不会与转接口16产生相互干涉，同时，旋转密封机构能够保证冷却液不会泄露，避免冷却液泄露造成的安全事故或者影响牵引辊3冷却。旋转密封机构包括：缸体15，缸体15一端固连牵引辊3，其内部具有装配转接口16的安装工位，使转接口16正对通孔14；端盖18，端盖18通过螺栓连接连在缸体15的另一端，以沿通孔14轴向挤压转接口16；其中，转接口16远离通孔14一端设有导液管24，导液管24伸出端盖18，以连接供液设备；缸体15与转接口16之间设有第一轴承17，转接口16与牵引轴之间设有旋转密封圈19。

具体地，牵引辊3有两个，两个牵引辊3分布于铸态杆坯1的上下两侧，其中，牵引辊3是类长轴状结构件，并同轴开设有通孔14，用于流通冷却液。

牵引辊3外壁通过阶梯面套设有第二轴承，并将装配好的牵引辊3和第二轴承一起装在第一固定架5的轴孔中，并用利用轴承盖自第一固定架5的外侧对第二轴承进行固定。

牵引辊3两端的圆周面上均开有一定长度的螺纹，牵引辊3两端通过螺纹连接分别装有缸体15。缸体15内部设有对应转接口16的安装槽，安装槽内设有第一轴承17，以装配转接口16，使缸体15可相对转接口16进行转动，转接口16端部设有柱状凸起部，端盖18沿通孔14轴向挤压转接口16，以使转接口16端部的凸起部伸入通孔14内，转接口16凸起部与通孔14内壁之间设有旋转密封圈19，优选地，旋转密封圈19沿牵引辊3的轴向设置于通孔14端部与转接口16凸起部的底面之间，以对使冷却液流通过程中保持密封。

两个牵引辊3水平布置于铸态杆坯1的上下两侧，以对铸态杆坯1沿水平方向进行牵引。

转接口16主体两端具有用于套接第一轴承17的阶梯面或轴肩，以进行第一轴承17安装，缸体15远离牵引辊3一端为对应安装槽的开口，转接口16沿通孔14轴向装入缸体15安装槽内；转接口16为中空结构，其远离牵引辊3一端固连有导液管24，另一端具有凸起部，以伸入通孔14供冷却液导入或导出。

端盖18中部设有对应导液管24的穿孔，以供导液管24穿出，端盖18上设有对应转接口16的环形凸起，环形凸起对转接口16进行限位，同时，环形凸起的端部指向第一轴承17。两个第一轴承17分别对应设置在转接口16两端的轴肩上，第一轴承17为止推轴承，其中一个止推轴承正对牵引辊3或者安装槽，另一个止推轴承正对端盖18的环形凸起，以降低转接口16与缸体15之间的转动摩擦力，减小旋转所需克服的阻力。

牵引辊3的一端为进水端，另一端为出水端，进水端的导液管24对应连接在供液设备的输出端，出水端的导液管24对应连接在供液设备的输入端。

两个牵引辊3进水端的导液管24通过三通管或者分流装置23连接在供液设备的输出端，两个牵引辊3出水端的导液管24通过三通管或者分流装置23连接在供液设备的输入端，以实现同时对两个牵引管进行冷却液供给。冷却液为冷却水(自来水)。供液设备为工业冷水机25。利用供工业冷水机25对冷却水进行冷却循环，使自来水经过牵引辊3的时候带走牵引辊3的热量，而后导入工业冷水机25进行冷却，工业冷水机25至少具有水循环和冷却水的作用，以使冷却水循环于牵引辊3，实现冷却牵引辊3的目的。复合装置9还包括：第二固定架4，具有沿铸态杆坯1轴向设置的滑轨8，第一固定架5沿铸态杆坯1轴向滑动装配在滑轨8上；所述第一固定架5下方设有与滑轨相适配的滑槽。

测力传感器6，至少一个测力传感器6设置第二固定架4的一侧，测力传感器6沿铸态杆坯1轴向抵触第一固定架5，以检测铸态杆坯1牵引过程中的牵引力变化。

本发明设有测力传感器6，能够在完成对铸态杆坯1牵引的同时进行牵引力动态监测，实时监控连铸过程中牵引力的动态变化情况，便于及时做出相应的调控，以提高铸态杆坯1的表面质量。

第二固定架4的另一侧设有至少一个弹簧7，弹簧7沿铸态杆坯1轴向挤压第一固定架5。

第二固定架4一侧安装测力传感器6，并设有对应测力传感器6引线孔，引线孔上设置有一个对应测力传感器6的圆柱体凹槽。第二固定架4的另一侧设有正对第一固定架5的弹簧7，弹簧7沿铸态杆坯1轴向挤压第一固定架5，以使测力传感器6具有一个初始受力，以便形成受力变化曲线。

在本实施例中，测力传感器6为4个，四个测力传感器6在铸态杆坯1轴向方向上，沿第一固定架5周向分布。通过多个测力传感器6更为精确的测出牵引力，提高检测精度。

弹簧7为4个，四个弹簧7在铸态杆坯1轴向方向上，沿第一固定架5周向分布。使第一固定架5受力更均衡，提高检测精度。

当铸态杆坯1在牵引辊3作用下向一侧做水平牵引送料运动时，产生的牵引力带动第一固定架5整体向一侧运动，并挤压的测力传感器6。由于水平连铸过程中铸态杆坯1所受的牵引力并非一个恒定的值，因此，在铸态杆坯1牵引的过程中，测力传感器6触头所接收到的压力信号也是不断变化的，这些变化的压力信号再经测力传感器6的引线，输送到测力仪表2中，就可以获得到了连铸过程中牵引力的动态数据曲线图，实现了连铸过程牵引力的动态检测。测力传感器6分别独立连接有测力仪表，测力传感器6引线穿过第二固定架4上的引线后与测力仪表2相接，以显示测力传感器6检测到的牵引力变化数据，并将牵引力变化数据进行存储。

第二固定架4上设有对应铸态杆坯1的穿孔，以供铸态杆坯1穿过该穿孔。

驱动机构包括：驱动电机22，固定安装在第一固定架5上；传动齿轮20，相互啮合的两个传动齿轮20分别设置在两个牵引辊3上；驱动齿轮21，驱动齿轮21安装在驱动电机22的主轴上，并啮合任意一个传动齿轮20。

通过设置电机固定架将驱动电机22固定在第一固定架5上，通过驱动电机22带动驱动齿轮21，驱动齿轮21带动传动齿轮20，通过齿轮传动系统带动牵引辊3转动，以使牵引辊3具有牵引力，实现了牵引的功用。

牵引辊3中部设有对应铸态杆坯1的环槽，以提高牵引辊3与铸态杆坯1的接触面积，同时利用该环槽对铸态杆坯1进行限位，提高牵引的稳定性。

综上所述，本申请提供一种用于连铸技术的复合装置9，通过在牵引辊3内部设置通孔14，并将通孔14与工业冷水机25连通，实现了冷却水在通孔14内的循环流通，以此使牵引辊3具有冷却作用，有效避免了热量的累积，具有更好的冷却效果，冷却水的循环利用，极大的降低了冷却时的耗水量；牵引辊3两端通过旋转密封机构连接转接口16，随着牵引辊3的旋转，转接口16始终会保持静止状态，设置旋转密封圈19，以防止漏水，在一种装置中同时实现了冷却和牵引的双重功效。另外为了实时监控连铸过程中牵引力的动态变化情况，便于及时做出相应的调控，达到更好的控制连铸过程铸态杆坯1表面质量的目的。设置测力传感器6，以实时监测牵引力的变化，将测力数据输送至测力仪表2上，获取到了牵引力数据曲线，实现了连铸过程牵引力的动态检测。

Claims (10)

1.一种连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述复合装置包括：

牵引辊，所述牵引辊有两个，两个所述牵引辊垂直于铸态杆坯，并对称分布于所述铸态杆坯的两侧，以对所述铸态杆坯形成夹持；两个所述牵引辊互为反向转动，以沿所述铸态杆坯的轴向牵引所述铸态杆坯；

驱动机构，所述驱动机构对应连接两个所述牵引辊，以驱动两个所述牵引辊转动；

第一固定架，对应装配所述牵引辊和所述驱动机构；

其中，至少一个所述牵引辊内部具有与其同轴设置的通孔，所述通孔内具有可流通的冷却液，以对所述牵引辊进行冷却。

2.根据权利要求1所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述牵引辊的两端伸出所述第一固定架，并分别通过旋转密封机构连接转接口，以通过所述转接口连接供液设备，使所述冷却液在通孔内流通。

3.根据权利要求2所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述旋转密封机构包括：

缸体，所述缸体一端固连所述牵引辊，其内部具有装配所述转接口的安装工位，使所述转接口正对所述通孔；

端盖，所述端盖通过螺栓连接连在所述缸体的另一端，以沿所述通孔轴向挤压所述转接口；

其中，所述转接口远离所述通孔一端设有导液管，所述导液管伸出所述端盖，以连接供液设备；

所述缸体与所述转接口之间设有第一轴承，所述转接口与所述牵引轴之间设有旋转密封圈。

4.根据权利要求3所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述牵引辊的一端为进水端，另一端为出水端，所述进水端的所述导液管对应连接在所述供液设备的输出端，所述出水端的所述导液管对应连接在所述供液设备的输入端。

5.根据权利要求4所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述供液设备为工业冷水机。

6.根据权利要求1所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述复合装置还包括：

第二固定架，具有沿所述铸态杆坯轴向设置的滑轨，所述第一固定架沿所述铸态杆坯轴向滑动装配在滑轨上；

测力传感器，至少一个所述测力传感器设置所述第二固定架的一侧，所述测力传感器沿所述铸态杆坯轴向抵触所述第一固定架，以检测所述铸态杆坯牵引过程中的牵引力变化。

7.根据权利要求6所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述第二固定架的另一侧设有至少一个弹簧，所述弹簧沿所述铸态杆坯轴向挤压所述第一固定架。

8.根据权利要求7所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述测力传感器分别独立连接有测力仪表，以显示所述测力传感器检测到的牵引力变化数据，并将牵引力变化数据进行存储。

9.根据权利要求8所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述第二固定架上设有对应所述铸态杆坯的穿孔。

10.根据权利要求1所述的连铸用冷却牵引复合装置，其特征在于，所述驱动机构包括：

驱动电机，固定安装在所述第一固定架上；

传动齿轮，相互啮合的两个所述传动齿轮分别设置在两个所述牵引辊上；

驱动齿轮，所述驱动齿轮安装在所述驱动电机的主轴上，并啮合任意一个所述传动齿轮。

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