CN1168558C - 双辊连铸机的侧封机构 - Google Patents

Abstract

双辊连铸机的侧封机构属于金属带连续铸造机的侧封装置，尤其涉及金属薄带双辊连续铸造中用于密封浇铸空间的侧封装置。本发明的技术方案是：一对侧封机构分别相对地安装在双辊连铸机的辊端端面旁边，并使其每一辊端端面与侧封机构上的侧封板的工作面相对并接进，每一侧封机构包括侧封板，支撑侧封板的支撑机构，与侧封板相对的支撑机构上有支撑件，侧封板与支撑件之间装有缩短或伸长的弹性支撑件，侧封板与支撑件之间装有缩短或伸长的弹性件。本发明结构简单，性能优秀，各部分结合牢固，使用寿命大幅提高，成本低廉，可获得边缘质量优良的金属带，可满足不同工作条件下双辊金属带连铸的需要，整个连铸机构工作效率大幅提高。

Description

双辊连铸机的侧封机构

技术领域：

本发明属于金属带双辊连续铸造机的侧封装置，尤其涉及金属薄带双辊连续铸造中用于密封浇铸空间的侧封装置。

背景技术：

专利号为US6082437，其发明名称《金属薄带双辊连续铸造中用于密封浇铸空间的侧封板》(Side wall for closing off the casting space of a plant for thetwin-roll continuous casting of thin metal strip)。该专利中，针对侧封板各部分的不同工作条件选择不同的材料，将侧封板分成三个区域：侧封板上端中部与金属液体直接接触区域I、侧封板与轧辊边缘接触及区域I下端与金属液体、凝固带接触区域II、侧封板最下端与轧辊接触面的表面区域III。区域I必须有良好的绝热性和耐金属液体的腐蚀性，材料为铝基或硅基材料；区域II必须有较高的硬度及耐腐蚀性，材料为赛隆陶瓷(SIALON)；区域III必须有良好的绝热性以及比区域II材料较小的硬度，材料为层状结构的石墨或氮化硼。针对上述三个区域，侧封板相对为绝热板、基板和防泄漏板，沿基板的竖直中心线的中上部有一喇叭形的通槽，该通槽内固定连接有绝热板，与薄带端面相对的基板的下端面上有一直角梯形槽，该槽内固定连接有防泄漏板，与金属接触的侧封板的板面要求均匀、平整。基板、绝热板和防泄漏板可采用传统方式连接，如粘结。

在薄带连铸机构中，主要包括一对内含水冷系统、中轴线平行的反向旋转的轧辊，和一对对称固定在双辊两侧的侧封板，其中包含区域III的侧封面面向轧辊。两轧辊面的中心间距(辊距)根据所需薄带的带厚进行调节，通常的薄带间距为3-10mm，侧封板的安装必须保证与轧辊两端靠近且不影响轧辊的正常旋转，侧封板下端必须在轧辊水平中轴线之下。当薄带连铸机工作时，两轧辊根据金属液体凝固出带方向反向旋转，金属液体自两轧辊中心上方向下倾到，在两轧辊中轴线上方及侧封间形成金属液体融池区，液体向下流动并逐渐冷却、凝固，在轧辊中轴线下端形成所需厚度的连续薄带。

就工作状况而言，侧封板区域I必须降低金属液体的冷却速度以免过早凝固，并保证液体不发生泄漏，因此要求区域I所用材料具备良好的绝热性和耐金属液体腐蚀性；区域II除了受到轧辊旋转时产生的机械应力外，还受到金属液体及凝固薄带的热应力和机械应力，因此要求区域II所用材料必须具备较高的强度、硬度，以及较高的耐腐蚀性；区域III受到轧辊旋转时产生的机械应力以及凝固薄带的热应力和机械应力，同时必须防止侧封板上端、特别是区域II因恶劣工况引起材料破裂而导致的液体泄漏，因此要求材料具有一定的硬度和耐蚀性，同时具有层状结构。在连铸机工作时，侧封板受到因轧辊旋转或金属液体及凝固带运动产生的应力和摩擦，各区域表而均有不同厚度的磨损。就区域III而言，由于材料采用层状结构，磨损时材料的消耗状况为层状剥离，因此避免了钢液的向下泄漏。由于工作状况非常复杂和恶劣，极易导致侧封板区域I和区域II产生破裂，裂纹的扩展方向是无定向的。当裂纹扩展至区域III与区域II连接处，由于区域III厚度方向的梯形结构，会阻止裂纹的继续扩展，保证了侧封板的密封效果。

该专利中存在的主要不足是：和薄带连铸过程中恶劣复杂的工作条件相比，侧封板各区域所选材料的耐磨性和抗热震性较差，高温下容易导致传统的粘结方式失效，整个侧封板的寿命提高有限，严重影响薄带连铸的生产效率；整个侧封机构结构复杂，如区域III为层状异型件，区域II为高技术陶瓷异型件，制备难度较大；无法保证获得边缘质量优良的薄带；制作成本偏高。

发明内容：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种双辊连铸机的侧封机构，该机构结构简单，制备容易，制作成本较低，延长使用寿命，提高整个连铸的生产效率，获得边缘质量优良的金属带。

为了实现上述发明目的，其技术方案是：一对侧封机构分别相对地安装在双辊连铸机的辊端端面旁边，并使其每一辊端端面与侧封机构上的侧封板的工作面相对并接近，每一侧封机构包括侧封板，支撑侧封板的支撑机构，与侧封板相对的支撑机构上有支撑件，侧封板与支撑件之间装有缩短或伸长的弹性件。根据侧封板不同区域的不同工作条件，每一侧封板包括基板、绝热板和陶瓷板，沿基板同一侧面的竖直中心线的上部和中下部分别有不同深度，不同大小且连通的槽，绝热板镶嵌在基板的上部槽中，绝热板的厚度为基板厚度的1/5-2/3，陶瓷板镶嵌在基板的中下部槽中，嵌缝中填入耐火材料，陶瓷板的厚度为基板厚度的1/10-2/3，构成侧封板上均匀平整的工作面，基板底部低于轧辊水平中轴线10～200mm，绝热板的最低端高于轧辊水平中轴线10～100mm，陶瓷板紧邻绝热板，其最低端在轧辊水平中轴线之下5～100mm。安装时，绝热板和陶瓷板所在的侧封板的工作面面向并靠近轧辊辊端端面，该工作面不影响轧辊的正常旋转。双辊连续铸造机工作时，绝热板与辊端上的金属液体接触，陶瓷板与轧辊间的金属液体形成的凝固带接触。基板的主要作用是为绝热板和陶瓷块提供稳定的固定作用，同时承受轧辊旋转时的巨大摩擦力，并对金属液体起到一定的绝热效果；其材料选择为具有较高强度和耐磨性的耐火材料，如石棉水泥板或高铝砖等。绝热板与轧辊形成金属液体融池区，主要作用是承受液体的热冲击和腐蚀，并起到良好的绝热效果，避免金属液体的过早冷却；其材料选择为具有极佳绝热性、耐热冲击性和耐金属液体腐蚀性的耐火材料，如高铝砖或熔融石英或硅酸铝纤维或其它纤维增强的复合材料、粘土板或几种材料的复合。陶瓷板的主要作用是承受金属液体形成的凝固带的巨大摩擦和与轧辊接触产生的摩擦，并保证金属带的边缘质量优良，其材料选择为具有较高高温硬度、韧性和耐磨性，并耐高温金属腐蚀的高技术陶瓷，如氧化铝或氮化硅或碳化硅或氮化铝或氮化硼或氧化锆或赛隆陶瓷或几种材料的复合体。

本发明是这样完成的：根据连铸装置的具体尺寸，确定侧封机构的侧封板各部分的具体形状和尺寸；根据所选材料，按耐火材料或特种陶瓷的常规工艺分别制备侧封板的不同部分；将制备的绝热板及陶瓷板分别嵌入基板内，嵌缝填入填料并粘结，填料为耐火填料，如粘土，粘结剂为普通粘结剂或耐高温特种无机粘结剂，并对其进行烘烤；将镶嵌面打磨平整。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

该机构的结构简单，性能优秀，各部分结合牢固，使用寿命大幅提高，成本低廉，可获得边缘质量优良的金属带，可满足不同工作条件下双辊金属带连铸的需要，整个连铸结构工作效率大幅提高。

本侧封机构适合各种辊径的双辊连铸装置。针对辊径和辊端空间的大小，适当调节侧封机构尺寸和外形即可满足双辊金属带连铸要求，尤其是双辊薄带连铸要求。

附图说明

图1为一侧封机构与双辊连续铸造机的装配结构图，

图2为本发明中侧封板的主视图，

图3为图2中的A-A剖面图，

图4为现有侧封板的主视图，

图5为图4中的B-B剖面图。

在图1-5中：

1为基板，                    2为绝热板，

3为陶瓷板，                  4为双辊连续铸造机的轧辊，

5为轧辊工作时的旋转方向，    6为现有侧封板的绝热板，

7为现有侧封板的基板，        8为现有侧封板的防泄漏板。

具体实施方式

以下结合图1-3，以安装在双辊连续铸造机上的辊径为320mm的轧辊上的侧封板为例，对本其予以说明：

首先确定侧封板各部分的材料和形状尺寸。根据连铸装置的具体尺寸，确定侧封板各部分的具体形状和尺寸。基板1可为《重庆石棉水泥板厂》制备的石棉水泥板，基板1为等腰梯形板或三角形板，当基板1为等腰梯形板时，两腰可为直线状或弧状，上底宽，下底窄，其高170mm，厚20mm，沿基板一侧面上的同一竖直中心线的上部和中下部分别开有两个不同深度且连通并与绝热板2和陶瓷板3配合的等腰梯形槽和长方形槽，该槽的深度分别与绝热板2及陶瓷板3的厚度相匹配；绝热板2可为《重庆绝热板厂》制备的熔融石英板，通常为等腰梯形，其两腰与基板的两腰平行，其高80-100mm，厚10mm；陶瓷板3可为《重庆渝伦高技术陶瓷有限公司》制备的赛隆高技术陶瓷板，陶瓷板为长方板或正方板或梯形板等，可以是一个整块陶瓷板，也可是几块陶瓷粘结而成陶瓷板。本实施例的陶瓷板为长方形板，其长×宽为50×25mm，厚为4mm。

将绝热板2和陶瓷块3分别嵌入基板1内，嵌缝填入耐火粘土并用水玻璃粘结、烘烤，随后对镶嵌后的绝热板和陶瓷与基板所构成的工作面进行打磨至整个工作面均匀平整。至此，侧封板制作完成。

将一对侧封机构分别对称地安装在双辊连续铸造机的轧辊4两端侧面，其侧封板的工作面面向并接近辊端端面，且与其辊端端面平行，其工作面的竖直中心线与轧辊的辊缝的竖直中心线在同一平面内，基板的最下端在轧辊中轴线下，并保证陶瓷板的最下端在轧辊水平中轴线下，距离轧辊的水平中轴线10mm，绝热板2的最低端在轧辊的水平中轴线之上，距离轧辊的水平中轴线40mm；侧封机构的安装必须保证侧封机构上的侧封板与轧辊两端端面很接近且不影响轧辊的正常旋转，以获得良好的密封效果。

每一侧封机构上的支撑机构包括支撑架、固定在支撑架上且与侧封板垂直的支撑板，固定在支撑架的侧面且与侧封板相对的支撑件可为支撑板或平面支撑台。侧封板与支撑件之间装有收缩或伸长的弹性件，本实施例所述的支撑件为支撑板，所述的弹性件为弹簧。

薄带连铸机工作时，双辊按箭头5方向旋转，金属液体自轧辊上部向下流动，在轧辊表面与绝热板之间形成封闭的液体融池区，金属液体逐渐向下流动并冷却，在与陶瓷块接触处形成凝固带，凝固带沿轧辊的辊缝向下运动，在辊缝下端获得连续的、所需厚度的金属薄带。

Claims (3)

1、一种双辊连铸机复合侧封机构，包括侧封板上的基板、绝热板，其特征在于一对侧封机构分别相对地安装在双辊连铸机的辊端端面旁边，并使其每一辊端端面与侧封机构上的侧封板的工作面相对并接近，每一侧封机构包括侧封板，支撑侧封板的支撑机构，与侧封板相对的支撑机构上有支撑件，侧封板与支撑件之间装有缩短或伸长的弹性件，沿基板同一侧面的竖直中心线的上部和中下部分别有不同深度，不同大小且连通的槽，绝热板镶嵌在基板的上部槽中，陶瓷板镶嵌在基板的中下部槽中，嵌缝中填入耐火材料，构成侧封板上均匀平整的工作面，基板底部低于轧辊水平中轴线10～200mm，绝热板的最低端高于轧辊水平中轴线10～100mm，陶瓷板紧邻绝热板，其最低端在轧辊水平中轴线之下5～100mm，双辊连续铸造机工作时，绝热板与辊端上的金属液体接触，陶瓷板与轧辊间的金属液体形成的凝固带接触。

2、根据权利要求1所述的双辊连铸机复合侧封机构，其特征在于基板通常为等腰梯形板或三角形板，绝热板为等腰梯形板，其厚度为基板厚度的1/5-2/3，陶瓷板为长方板或正方板或梯形板，陶瓷板的厚度为基板厚度的1/10-2/3。

3、根据权利要求1或2所述的双辊连铸机复合侧封机构，其特征在于基板为上底宽，下底窄的等腰梯形状的石棉水泥板，其高170mm，厚20mm，沿基板一侧面上的同一竖直中心线的上部和中下部分别开有一个等腰梯形槽和长方形槽，两个槽具有不同深度且连通并分别与绝热板和陶瓷板配合，槽的深度分别与绝热板及陶瓷板的厚度相匹配；绝热板为等腰梯形状的熔融石英板，其两腰与基板的两腰平行，其高80-100mm，厚10mm；陶瓷板为长方形的赛隆高技术陶瓷板，该陶瓷板的长×宽为50×25mm，厚为4mm，该陶瓷板整块陶瓷板或几块陶瓷粘结而成陶瓷板，基板的最下端在轧辊中轴线下，陶瓷板的最下端在轧辊的水平中轴线下，距离轧辊的水平中轴线10mm，绝热板的最低端在轧辊的水平中轴线之上，距离轧辊的水平中轴线40mm。

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