CN205414354U - 一种用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊 - Google Patents
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Abstract
一种用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，属于连铸坯轧辊技术领域，用于改善特殊钢连铸坯内部质量。其技术方案是：两个辊轴分别连接在辊身的两端，辊身的两端为等径的圆环体，辊身的中央为凸起的圆弧形辊环，凸起的圆弧形辊环的两端为向中间凸起的半圆弧，两个半圆弧之间有圆环相连接。本实用新型的凸型轧辊结构能在液压系统压力相同的情况下，有效提高铸坯中心区域变形量。本实用新型利用连铸坯表面温度低内部温度高的坯料温度条件，通过在连铸坯芯部刚刚凝固后从铸坯表面施加合适压力，产生一定的压下量，并深入到心部，通过金属流动补偿连铸坯的收缩，消除中心疏松和缩孔，并打断枝晶，创造细化晶粒组织均匀化条件，实现组织性能均匀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于改善特殊钢连铸坯内部质量的水平式辊压装置用凸型轧辊，属于连铸坯轧辊技术领域。
背景技术
特殊钢连铸坯，尤其是大断面（≥200mm×200mm）的连铸坯，由于钢种特性，在凝固后体积收缩后不可避免地会产生较为严重的中心偏析、疏松及缩孔。通常的做法是通过在连铸坯凝固末期附近施加压力产生一定的压下量，阻碍含富集偏析元素的钢液流动从而消除中心偏析，同时补偿连铸坯的凝固收缩量以消除中心疏松。但由于客户要求的钢材尺寸及压缩比越来越大，倒逼连铸坯尺寸同样越来越大。在此条件下，轻微的或较小的压下量（≤10mm），不能够作用于连铸坯芯部，对大尺寸连铸坯的均质化影响不大。
大尺寸连铸坯生产过程中多采用拉矫机铸辊（平辊）压下完成凝固末端压下工艺，但效果不太明显。根据大尺寸连铸坯的凝固特点，模拟大尺寸连铸坯的热成像示意图，颜色最鲜亮的区域形状不是连铸坯断面贯通的规则矩形，而是三角锥形，因此在凝固末端压下过程中，铸坯变形抗力主要集中在连铸坯的两侧。为了保证大尺寸连铸坯芯部均质化，必须在连铸坯表面施加大压下力，这就需要大方坯连铸拉矫机具备较高的刚性和强度，成本较大。因此，如果采用中间凸起的铸辊进行压下，只对连铸坯中间部分进行压下轧制，可将辊压下作用力集中于铸坯中心区域，从而通过很小的压下力显著提高压下效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，这种凸型轧辊不仅能够明显改善大尺寸连铸坯中心偏析、疏松等缺陷，还能明显地延长轧辊的使用寿命。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，它由辊身和辊轴组成，两个辊轴分别连接在辊身的两端，其改进之处是，辊身的两端为等径的圆环体，辊身的中央为凸起的圆弧形辊环，凸起的圆弧形辊环的两端为向中间凸起的半圆弧，两个半圆弧之间有圆环相连接。
上述用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，所述辊身中央的凸起的圆弧形辊环的长度为辊身长度的1/2，辊身的长度为连铸坯轧制表面宽度的1/3~1/2。
上述用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，所述凸型轧辊内部有水循环装置，水循环管路从凸型轧辊一侧的辊轴端面进水口进入，水循环管路沿着辊轴中心到达凸型轧辊另一侧辊轴前方，水循环管路分为两路经过辊身回到凸型轧辊的进水辊轴端面与出水口相连接。
上述用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，所述凸型轧辊正上方有液氮冷却装置，液氮冷却装置由液氮罐、导管和喷淋罩组成，导管一头连接液氮罐，一头安装喷淋罩，喷淋罩安装在凸型轧辊正上方。
本实用新型的有益效果是：
（1）与现有技术的平辊相比，本实用新型提出的凸型轧辊结构能在液压系统压力相同的情况下，能有效提高铸坯中心区域变形量，使轧辊压下量在20~50mm之间，实现单套轧辊减轻甚至消除中心偏析等缺陷的目的，减少轧机的布置数量和难度；
（2）与现有技术的平辊相比，使用此凸型轧辊后，300×360mm的连铸坯中心疏松级别由1.52降低到1.36，中心偏析级别由0.62降低到0.54；
（3）与一般的凸型辊结构相比，本实用新型提出的凸型轧辊结构在轧制时，可以实现了平辊区与凸辊区的平滑过渡，有效避免了因过渡区瞬间过渡造成应力集中而产生裂纹缺陷；
（4）与一般的凸型辊结构相比，本实用新型提出的凸型轧辊具备完善的冷却系统，不仅包括辊身内部的冷却，还具备辊身外部液氮冷却功能，通过调节液氮流量和喷射范围，有效冷却辊身尤其是凸起部分，延长轧辊的使用寿命。且不会对钢材表面造成激冷。
（5）与一般的凸型辊结构相比，本实用新型提出的凸型轧辊可以适应断面≥200mm×200mm的连铸坯，适用规格范围较广。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中标记如下：辊身1、辊轴2、凸起的圆弧形辊环3、等径的圆环体4、半圆弧5、圆环6、水循环管路7、进水口8、出水口9、液氮冷却装置10、连铸坯11。
具体实施方式
本实用新型的原理是：利用连铸坯表面温度低内部温度高的坯料温度条件，通过在连铸坯芯部刚刚凝固后从铸坯表面施加合适压力，单边产生一定的压下量（20~50mm）并深入到心部，通过金属流动补偿连铸坯的收缩，消除中心疏松和缩孔，并打断枝晶，创造细化晶粒组织均匀化条件，并通过后续的轧钢线减轻中心偏析，实现组织性能均匀。
本实用新型由辊身1、辊轴2、水循环管路7、液氮冷却装置10组成。
图中显示，两个辊轴2分别连接在辊身1的两端。
图中显示，辊身1的形状分为三部分，辊身1的两端为等径的圆环体4，辊身1的中央为凸起的圆弧形辊环3，凸起的圆弧形辊环3的长度为辊身1长度的1/2，辊身1的长度为连铸坯11轧制表面宽度的1/3~1/2。
图中显示，凸起的圆弧形辊环3的两端为向中间凸起的半圆弧5，两个半圆弧5之间有圆环6相连接。圆环6的宽度为50~55mm，起到轧制定位的作用。轧制时配合轧机安装的箱型导卫使用，保证连铸坯11轧制时不扭转。
图中显示，同时由于凸型轧辊的轧制速度极慢，凸型轧辊和连铸坯11接触部位由于接触时间较长而表面温度升高，易产生裂纹导致断辊。所以一套可靠的冷却系统对延长凸型轧辊的使用寿命来说极其重要，本实用新型的冷却系统包括凸型轧辊内部的水循环装置和凸型轧辊正上方的液氮冷却装置。
图中显示，凸型轧辊内部有水循环装置，水循环管路7从凸型轧辊一侧的辊轴2端面的进水口8进入，水循环管路7沿着辊轴2中心到达凸型轧辊另一侧辊轴2前方，水循环管路7分为两路经过辊身1回到凸型轧辊的进水辊轴2端面与出水口9相连接。实现对辊轴2轴承及辊身1的冷却。
图中显示，凸型轧辊正上方有液氮冷却装置10，液氮冷却装置10由液氮罐、导管和喷淋罩组成，导管一头连接液氮罐，一头安装喷淋罩，喷淋罩安装在凸型轧辊正上方。通过调节喷雾的流量改变其冷却能力。相较于喷水或冷却液，液氮的冷却能力更胜一筹。
本实用新型的使用方法如下：
以410mm×530mm巨型坯来说，将两套形式一样凸型轧辊安装在轧机上，配合箱型导卫对连铸坯11上下两个面进行缓慢压下轧制，使芯部的钢液充分流动，降低偏析和疏松级别。同时内部循环水冷却装置和外部液氮冷却装置对凸型轧辊进行冷却，延长其使用寿命。
本实用新型的一个实施例的凸型轧辊参数如下：
辊身1的直径为Φ400~800mm；
辊身1长度2为连铸坯11宽度+200mm；
凸起的圆弧形辊环3的长度为辊身1长度2的1/2；
凸起的圆弧形辊环3的高度5为60~65mm；
凸起的圆弧形辊环3的圆环6的宽度为50~55mm。
Claims (4)
1.一种用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，它由辊身（1）和辊轴（2）组成，两个辊轴（2）分别连接在辊身（1）的两端，其特征在于：辊身（1）的两端为等径的圆环体（4），辊身（1）的中央为凸起的圆弧形辊环（3），凸起的圆弧形辊环（3）的两端为向中间凸起的半圆弧（5），两个半圆弧（5）之间有圆环（6）相连接。
2.根据权利要求1所述的用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，其特征在于：所述辊身（1）中央的凸起的圆弧形辊环（3）的长度为辊身（1）长度的1/2，辊身（1）的长度为连铸坯（11）轧制表面宽度的1/3~1/2。
3.根据权利要求2所述的用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，其特征在于：所述凸型轧辊内部有水循环装置，水循环管路（7）从凸型轧辊一侧的辊轴（2）端面进水口（8）进入，水循环管路（7）沿着辊轴（）中心到达凸型轧辊另一侧辊轴（2）前方，水循环管路（7）分为两路经过辊身（1）回到凸型轧辊的进水辊轴（2）端面与出水口（9）相连接。
4.根据权利要求3所述的用于改善连铸坯内部质量的凸型轧辊，其特征在于：所述凸型轧辊正上方有液氮冷却装置（10），液氮冷却装置（10）由液氮罐、导管和喷淋罩组成，导管一头连接液氮罐，一头安装喷淋罩，喷淋罩安装在凸型轧辊正上方。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107537987A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-01-05 | 东北特钢集团大连特殊钢有限责任公司 | 连铸合金钢大方坯凸型组合辊及重压下工艺 |
| CN109047699A (zh) * | 2018-10-24 | 2018-12-21 | 东北大学 | 一种凝固末端重压下循环冷却凸型辊 |
| CN113198988A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-08-03 | 太原理工大学 | 一种可改善轴向温度与热变形均匀分布的高效换热冷却辊 |
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