CN211915426U - 辊支架、钢坯连铸设备的铸坯引导件和钢坯连铸设备 - Google Patents

Abstract

一种用于钢坯连铸设备的辊支架、钢坯连铸设备的铸坯引导件和钢坯连铸设备，所述辊支架具有用于支承至少一个下面的支撑辊（15）和至少两个侧向的支撑辊（16a、16b）的承载框架（14），其中，所述侧向的支撑辊（16a、16b）借助至少一个无源的弹性部件弹性地支承在所述承载框架（14）上，该支承至少在垂直于所述侧向的支撑辊（16a、16b）的辊转动轴线的方向上具有弹性。

Description

辊支架、钢坯连铸设备的铸坯引导件和钢坯连铸设备

技术领域

本实用新型涉及用于钢坯连铸设备的辊支架、铸坯引导件和钢坯连铸设备以及用于在经过钢坯连铸设备期间获知钢坯铸坯的位置和/或形状的方法，所述辊支架带有用于支承至少一个下面的支撑辊和至少两个侧向的支撑辊的承载框架。此外，本实用新型涉及信号处理机构、机器能读取的程序代码以及用于该程序代码的存储介质。

背景技术

在钢坯连铸设备中，金属铸坯、例如钢铸坯在铸坯引导件中以弧形从结晶器经由二次冷却腔和WSU—拉矫单元，拉出和更换机构—被引导至出口区域或辊道。在辊支架中支承在承载框架内的支撑和铸坯引导辊支撑着该金属铸坯，并且在这种情况下引导该金属铸坯，所述支撑和铸坯引导辊实际上形成了铸坯引导通道。在本申请的范围内，为明了起见，支撑和铸坯引导辊在下面仅以术语“支撑辊”表示。

在缺乏钢铸坯的侧向的铸坯引导件且缺乏上面的铸坯引导件时，钢铸坯就会出现形状缺陷，比如隆起-鼓包。如果上面的支撑辊未足够强烈地顶压到钢铸坯上，就会出现颠簸-铸坯冲击。在无侧向的铸坯引导件的情况下，很难保证钢铸坯关于铸坯引导通道的中心线居中地且对称地被定位。

在钢铸坯冷却时的不均匀性会导致钢坯不具有所希望的形状。例如会产生菱形的横截面，而不是所希望的矩形的横截面。例如当钢铸坯关于铸坯引导通道的中心线未居中地且对称地定位时，就会发生不均匀的冷却。于是，施加冷却液体的冷却喷嘴相距钢铸坯的距离，针对钢铸坯的不同侧面是不同的。与其相关联的在冷却强度方面的差异会导致因钢铸坯扭曲所致的形状缺陷。

由于结晶器的铜管的磨损，或者由于浇铸射流或浇铸管关于结晶器的中心未居中地定位，或者由于例如因冷却水通道堵塞致使冷却不均匀，也会在结晶器中已经产生形状缺陷。必要时，要更换结晶器。在时间和地点上关于结晶器的出口越早地发现需要更换，就越能经济地浇铸钢坯铸坯。

实用新型内容

技术目的：

要提出一种装置和一种方法，利用该装置和方法能够在钢坯连铸时减小金属铸坯的形状缺陷的危险，比如隆起或颠簸或扭曲—例如成为菱形形状的横截面—或者能够及早地发现形状缺陷。

技术方案：

该目的通过一种用于钢坯连铸设备的辊支架得以实现，该辊支架具有用于支承至少一个下面的支撑辊和至少两个侧向的支撑辊的承载框架，其特征在于，侧向的支撑辊借助至少一个无源的弹性部件弹性地支承在承载框架上，该支承至少在垂直于侧向的支撑辊的辊转动轴线的方向上具有弹性。

钢坯连铸设备优选适合于钢铸坯的连铸。

金属铸坯以弧形从结晶器经由二次冷却腔和WSU被引导至出口区域或辊道。在辊支架中支承在承载框架内的支撑和铸坯引导辊支撑着该金属铸坯，并且在这种情况下引导该金属铸坯，所述支撑和铸坯引导辊实际上形成了铸坯引导通道。

对于金属铸坯而言，在本申请的范围内，“上面”是指金属铸坯的内部弧，而“下面”是指金属铸坯的外部弧。金属铸坯的内部弧相比于金属铸坯的外部弧具有较小的半径。下面的支撑辊用于引导和支撑金属铸坯的外部弧。金属铸坯在结晶器侧具有起始端，且在辊道侧具有末端。在金属铸坯的纵向延展中观察，金属铸坯在内部弧与外部弧之间具有侧面。侧向的支撑辊用于在两侧引导和支撑金属铸坯。对于金属铸坯的两个侧面中的每个侧面，都设置了至少一个侧向的支撑辊。支撑辊围绕辊转动轴线可转动地支承，从而它们可以在金属铸坯的移动方向上转动。辊转动轴线优选对应于支撑辊的纵轴线。

本实用新型的有利的效果：

在钢坯连铸设备的运行中，支撑辊支撑和/或引导金属铸坯—优选钢铸坯。由于存在侧向的支撑辊，可以—相比于只有下面的支撑辊的方法控制情况—更加保证钢铸坯的居中的且关于参考位置、比如铸坯引导通道的中心线对称的位置。由此减小了鼓包的危险，例如使得金属铸坯的出现的鼓包又变得平整。

为了减小支撑辊和/或金属铸坯受损的危险，侧向的支撑辊弹性地支承在承载框架上。支撑辊在承载框架上的支承是弹性的；支撑辊因而如此支承，使得可改变它们相对于承载框架的位置，并且在通过力引起关于基本位置的变化之后，在撤销力时，由于弹性而可以返回到基本位置。至少在垂直于相应的侧向的支撑辊的辊转动轴线的方向上存在支承弹性。支撑辊在承载框架上的弹性支承可以是直接的或间接的。例如如此实现把支撑辊直接弹性地支承在承载框架上，使得支撑辊弹性地支承在固定于承载框架上的支承支座上。例如如此实现把支撑辊间接地弹性地支承在承载框架上，使得支撑辊支承在翼部中，其中，翼部围绕摆动轴线可摆动地支承在承载框架上，并且借助在翼部与承载框架之间的弹簧，弹性地使得翼部进行摆动。

相应地，这些支撑辊有时会略微弯曲，如果由于金属铸坯的形状误差或者未居中的定位而有超过极限值的力施加到这些支撑辊上。由于有弹性，在没有这种力时，这些支撑辊又返回到其最初的位置。优选地，与基本位置的偏移至少可达+/-50mm。

侧向的支撑辊的支承弹性也能实现加工不同尺寸的钢坯，而没有繁琐的改装工作。根据侧向的延展情况而定，使金属铸坯的侧向的支撑辊偏移至不同的位置，且不必在开始处理相应的钢坯尺寸之前通过改装措施而带至适当的位置。

根据本实用新型，借助至少一个无源的弹性部件、优选弹簧弹性地支承—这一点适用于至少两个侧向的支撑辊且有时适用于至少一个上面的支撑辊。

弹性部件可理解为一种在外力的影响下可逆地弯曲的部件。这种特性既可以通过有源的机构来实现，又可以通过无源的机构来实现，或者通过它们的组合来实现。弹性特性也可以设有阻尼。

无源的弹性部件是指如下部件：该部件通过其设计和材料特性来得到其弹性—或者必要时的阻尼，比如是弹簧或弹性体部件。有源的弹性部件是指如下部件：就该部件而言，可以通过控制或调节来设定弹性—或者必要时的阻尼，比如对于气动机构或液压机构来说就是这种情况。根据本实用新型，使用无源的弹性部件，而不是有源的弹性部件。这相比于例如可液压地或气动地设定的有源的弹性部件具有如下优点：可以省去为此所需要的装置比如管路、泵、压缩机及其维护。无源的弹性部件维护相对较少，或者无需维护。

有利的是，辊支架也包括至少一个上面的支撑辊，其弹性地支承在承载框架上，该支承至少在垂直于上面的支撑辊的辊转动轴线的方向上具有弹性。在支承弹性方面，适用在前面针对侧向的支撑辊所做的说明。

由此减小了鼓包的危险，或者使得出现的鼓包又变得平整。通过上面的支撑辊减小了颠簸的危险，该上面的支撑辊引导和/或支撑金属铸坯的内部弧。通过上面的支撑辊的压力，防止了铸坯的提升并且防止了铸坯冲击；在这里适当地选取“内部弧负荷”—内部弧中的辊的反压力。如前面已针对侧向的支撑辊所描述的那样，弹性减小了支撑辊和/或金属铸坯受损的危险。弹性也能实现加工具有不同尺寸的钢坯，而无需繁琐的改装工作。

在钢坯连铸设备低速—即低于4m/min—时，可以省去上面的支撑辊，而在钢坯连铸设备高速—即4m/min或更高—时，为了通过特别有效的且准确的支撑来避免隆起，优选设置上面的支撑辊。

根据一种变型方案，支撑辊全部都布置在一个唯一的平面内。这允许辊支架的紧凑的结构方式。该平面优选垂直于铸坯引导通道的中心线。

根据一种优选的变型方案，侧向的支撑辊全部都布置在第一平面内，并且下面的支撑辊以及必要时存在的上面的支撑辊布置在第二平面内，并且第一平面和第二平面是不同的。这两个平面因而相互间具有一错位。也就是说，侧向的支撑辊的辊转动轴线位于一个平面内，并且下面的和必要时存在的上面的支撑辊的辊转动轴线位于另一个平面内。相比于布置在一个唯一的平面内，这具有如下优点：更简单地加工带宽大的不同尺寸的金属铸坯，因为在布置于一个平面内时，会限制例如一对侧向的支撑辊从上面的支撑辊或下面的支撑辊弹性地偏移。在布置于两个不同的平面内时，就避免了这种妨碍。

此外，在布置于两个平面内时，可以更加简单地使用相同的辊作为侧向的支撑辊和作为上面的或下面的支撑辊，因为在设计其尺寸时不必关注避免前面提到的限制问题。这些平面优选垂直于铸坯引导通道的中心线。优选地，第一平面和第二平面平行。这允许辊支架的紧凑的结构方式。

根据一种优选的实施方式，弹性地支承的支撑辊—即至少两个侧向的支撑辊和必要时至少一个上面的支撑辊—被弹性地用弹簧加载。其支承的弹性因而由弹性的弹簧来产生。这允许简单的制造和运行。例如，相比于液压的弹性支承，可以省去繁琐的液压系统。

弹簧的材料例如可以是2.4669 / NiCr15Fe7TiAl；该材料即使在要求高的条件下—例如温度高达550℃—也能应用在钢坯连铸设备中。

根据一种优选的实施方式，在每一侧的辊支架中，以及必要时在上面的辊弧上，分别设置一支撑辊。这种辊支架相比于在每一侧或者必要时在上面的辊弧上具有多个支撑辊的辊支架，能更简单地制造和维护，但支撑却也充分。

根据一种优选的实施方式，侧向的支撑辊，并且必要时还有上面的支撑辊，设有位置测量装置—例如位置传感器、比如差动变压器LVDT或者自动同步机RVDT。位置测量装置—存在有至少一个位置测量装置，优选每个支撑辊都存在至少一个位置测量装置—适合于确定：支撑辊是否从基本位置偏移或者相对于参照物偏移了多少。

因此，在运行中可以获知支撑辊是否从基本位置偏移或者相对于参照物偏移了多少。弹性的支承引起相应的支撑辊总是与金属铸坯保持接触。例如，如果钢铸坯关于铸坯引导通道的中心线未居中地定位，侧向的支撑辊就会偏移不同的距离。同样，它们在金属铸坯的横截面为菱形形状时与在矩形形状时不同地偏移。因而可以从偏移中推断出金属铸坯的位置，或者推断出存在形状缺陷。运营商由此可以获知是否存在形状缺陷或非对称的定位。优选地，位置测量装置的信号在PLC可编程逻辑控制器中被转换，以便在HMI人机接口中简单地显示。

因此，相比于在制好的钢坯上才发现形状缺陷，可以更及早地采取校正措施。根据本实用新型的辊支架越靠近地安装在结晶器上，就越能及早地发现需要更换结晶器。由此可以把钢坯连铸设备的运行设计得更加有效。优选地，根据本实用新型的带有位置测量装置的辊支架布置在钢坯连铸设备的二次冷却腔中。但该辊支架也可以布置在WSU中或辊道的出口区域中。

本申请的另一主题是钢坯连铸设备的铸坯引导件，该铸坯引导件包括至少一个根据本实用新型的辊支架。该铸坯引导件包括二次冷却腔。

本申请的另一主题是钢坯连铸设备，该钢坯连铸设备包括至少一个根据本实用新型的辊支架或根据本实用新型的铸坯引导件。这可以例如在铸坯引导件中、在WSU中或在辊道的出口区域中。WSU也形成用于支承至少一个下面的支撑辊和至少两个侧向的支撑辊的承载框架。如果存在弹性地支承在承载框架上的侧向的支撑辊，该支承至少在垂直于侧向的支撑辊的辊转动轴线的方向上具有弹性，则其也形成根据本实用新型的辊支架。

辊道的出口区域具有用于至少一个下面的支撑辊的承载框架。如果如此设计承载框架，使得该承载框架也承载着弹性地支承的侧向的支撑辊，该支承至少在垂直于侧向的支撑辊的辊转动轴线的方向上具有弹性，则该承载框架也形成根据本实用新型的辊支架。

现有的辊支架可以简单地用根据本实用新型的辊支架予以代替，从而无论对于新安装件，还是对于现代更新件，都能简单地实现根据本实用新型的节约优势。

利用根据本实用新型的辊支架可以执行一种用于在经过铸坯引导通道期间在钢坯连铸设备的二次冷却腔和/或WSU和/或出口区域中获知钢坯铸坯的位置和/或形状的方法，在该方法中，在经过至少一个辊支架期间，检测至少侧向的支撑辊相对于参照物的位置的变化，并且基于该信息获知钢坯铸坯相对于铸坯引导通道的中心线的位置和/或获知钢坯铸坯的形状。从中又可以推断出需要更换结晶器—在经济上有利地不太早或太晚地更换结晶器，或者推断出需要调节冷却喷嘴。优选地，该方法已经在钢坯连铸设备的二次冷却腔中执行，以便在离开结晶器之后尽可能早地获得信息，并且能够采取应对措施—例如改变运行参数，比如浇铸速度或二次冷却参数。

可以设置一种具有机器能读取的程序代码的信号处理机构，该程序代码具有控制指令用于执行所述方法。信号处理机构适合于处理关于至少侧向的支撑辊相对于参照物的位置的检测到的变化的信号。基于这些信号的信息，可以借助信号处理装置获知钢坯铸坯相对于铸坯引导通道的中心线的位置和/或获知钢坯铸坯的形状。

可以设置一种用于信号处理机构的机器能读取的程序代码，其中，该程序代码具有控制指令，所述控制指令引起信号处理机构执行根据本实用新型的方法。

本申请的另一主题是一种存储介质，该存储介质带有存储于其上的机器能读取的根据本实用新型的程序代码。

利用根据本实用新型的辊支架或根据本实用新型的方法，可以实现更加快速地浇铸不同的尺码，因为可以省去在尺码更换时耗费时间地改变支撑辊的位置。

附图说明

借助于实施方式的示意性的示例性的附图来介绍本实用新型。

图1示意性地示出了常规的钢坯连铸设备的总览图，该钢坯连铸设备带有弧形引导件，该弧形引导件在辊支架中、在两侧以及在上面和下面带有用于金属铸坯的支撑辊；

图2示出了铸坯引导通道沿着图1的虚线A-A剖切的在结晶器的方向上观察的横截面；

图3以斜视图示出了图1的辊支架；

图4以斜视图示出了根据本实用新型的辊支架；

图5以斜视图示出了根据本实用新型的辊支架的另一实施方式；

图6示出了带有位置测量装置的根据本实用新型的辊支架的一种实施方式；

图7a、7b、7c示出了位置测量装置的使用；

图8示出了根据本实用新型的辊支架布置在钢坯连铸设备的所示的局部的不同位置处。

具体实施方式

例子：

图1以斜视图示意性地示出了在钢坯连铸设备1中金属铸坯2、例如钢铸坯如何在铸坯引导件3中以弧形从结晶器4经过二次冷却腔5和WSU6引导至辊道7。在辊支架8中支承在承载框架9内的支撑辊10支撑着该金属铸坯，并且在这种情况下引导该金属铸坯，这些支撑辊实际上形成了铸坯引导通道，该铸坯引导通道的中心线与居中地且对称地定位的金属铸坯的中心线重合；所述中心线用虚线11来表示。为明了起见，带有冷却喷嘴的冷却横梁未示出。金属铸坯的内部弧具有半径R1，外部弧具有较大的半径R2。

图2示出了铸坯引导通道沿着图1的虚线A-A剖切的在结晶器的方向上观察的横截面。金属铸坯相对于铸坯引导件3的中心、即相对于铸坯引导通道的中心线居中地且对称地定位。铸坯引导通道的中心线用点12来表示。

图3以斜视图示意性地示出了带有承载框架9和支撑辊的辊支架8。铸坯引导通道的中心线12用虚线来表示。

图4以斜视图示出了根据本实用新型的辊支架13。下面的支撑辊15和两个侧向的支撑辊16a、16b支承在承载框架14上且布置在一个平面内。两个侧向的支撑辊16a、16b弹性地支承在承载框架上。其支承在垂直于其辊转动轴线的方向上具有弹性。在所示的情况下，弹性的支承由保持所述侧向的支撑辊16a、16b的翼部17a、17b构成，这些翼部可以围绕摆动轴线18a、18b摆动。摆动轴线18a、18b平行于侧向的支撑辊16a、16b的辊转动轴线。弹簧19a、19b赋予所述支承垂直于辊转动轴线的弹性。

图5以斜视图示出了根据本实用新型的辊支架20。为明了起见，与图4类似的部分未标有附图标记。辊支架20也包括弹性地支承在承载框架上的上面的支撑辊21，其在垂直于上面的支撑辊21的辊转动轴线的方向上具有弹性。所有的支撑辊都布置在一个平面内。在所示的情况下，弹性的支承由保持上面的支撑辊21的翼部22构成，该翼部可以围绕平行于上面的支撑辊的辊转动轴线的摆动轴线摆动。弹簧23赋予该支承垂直于辊转动轴线的弹性。

图6从前面示出了在很大程度上类似于图5的辊支架24。为明了起见，与图5类似的部分未标有附图标记。侧向的支撑辊设有位置测量装置25a、25b。

图7a示出了具有宽度b的无形状误差的金属铸坯26，该金属铸坯关于铸坯引导件的中心、即关于铸坯引导通道的中心线27居中地且对称地定位在两个侧向的支撑辊28a、28b之间。图7b示出了，具有宽度b的无形状误差的金属铸坯是如何关于铸坯引导件的中心非对称地定位的。X大于图7a的b/2。图7c示出了，金属铸坯是如何关于铸坯引导件的中心居中地且对称地定位的，但该金属铸坯具有形状缺陷。金属铸坯的横截面菱形地、即钻石形地扭曲。Y大于图7a的b。借助于位置测量装置可以测量b、X、Y。运营商由此可以获知是否存在形状缺陷或非对称的定位。优选地，位置测量装置的信号在PLC可编程逻辑控制器中被转换，以便在HMI人机接口中简单地显示。

图8示出了根据本实用新型的辊支架是如何存在于钢坯连铸设备28的局部的不同位置处的。如所示的那样，在二次冷却腔29中布置了两个根据本实用新型的辊支架30a、30b，当然，辊支架原则上也可以有更多或更少个。在WSU31中存在辊支架32。在辊道的出口区域33中存在辊支架34。用虚线围起来的区域表示用于支承下面的支撑辊和两个侧向的支撑辊的承载框架。侧向的支撑辊弹性地支承在承载框架上，该支承至少在垂直于侧向的支撑辊的辊转动轴线的方向上具有弹性。为明了起见，已省去了示出切割装置。

辊支架30a、30b、32、34上的未详细示出的位置测量装置与PLC 35连接，该PLC在HMI 36中显示关于钢坯铸坯的定位和形状或形状误差的信息。

在图2、4、5、6中示意性地示出了支撑辊以翼部间接地弹性地支承在承载框架上，其中，翼部围绕摆动轴线可摆动地支撑在承载框架上，并且可以通过在翼部与承载框架之间的弹簧弹性地进行翼部的摆动。

尽管已详细地通过优选的实施例对本实用新型进行了进一步的介绍和说明，但本实用新型并不因所公开的例子而受限，且在不偏离本实用新型的保护范围的情况下，本领域技术人员可以从中推导出其他变型。

附图标记清单：

1 钢坯连铸设备

2 金属铸坯

3 铸坯引导件

4 结晶器

5 二次冷却腔

6 WSU

7 辊道

8 辊支架

9 承载框架

10 支撑辊

11 铸坯引导通道的中心线

12 铸坯引导通道的中心线

13 辊支架

14 承载框架

15 下面的支撑辊

16a、16b 侧向的支撑辊

17a、17b 翼部

18a、18b 摆动轴线

19a、19b 弹簧

20 辊支架

21 上面的支撑辊

22 翼部

23 弹簧

24 辊支架

25a、25b 位置测量装置

26 金属铸坯

27 铸坯引导通道的中心线

28 钢坯连铸设备

29 二次冷却腔

30a、30b 辊支架

31 WSU

32 辊支架

33 出口区域

34 辊支架

35 PLC

36 HMI。

Claims (12)

1.一种辊支架，该辊支架用于钢坯连铸设备并且具有用于支承至少一个下面的支撑辊（15）和至少两个侧向的支撑辊（16a、16b）的承载框架（14），其特征在于，所述侧向的支撑辊（16a、16b）借助至少一个无源的弹性部件弹性地支承在所述承载框架（14）上，该支承至少在垂直于所述侧向的支撑辊（16a、16b）的辊转动轴线的方向上具有弹性。

2.如权利要求1所述的辊支架，其特征在于，该辊支架也包括至少一个上面的支撑辊（21），该至少一个上面的支撑辊弹性地支承在所述承载框架上，该支承至少在垂直于所述上面的支撑辊（21）的辊转动轴线的方向上具有弹性。

3.如权利要求1所述的辊支架，其特征在于，所述至少一个下面的支撑辊（15）和所述至少两个侧向的支撑辊（16a、16b）全部都布置在一个唯一的平面内。

4.如权利要求2所述的辊支架，其特征在于，所述至少一个下面的支撑辊（15）、所述至少两个侧向的支撑辊（16a、16b）和所述至少一个上面的支撑辊（21）全部都布置在一个唯一的平面内。

5.如权利要求2所述的辊支架，其特征在于，所述侧向的支撑辊（16a、16b）全部都布置在第一平面内，并且所述下面的支撑辊（15）以及所述上面的支撑辊（21）布置在第二平面内，并且所述第一平面和所述第二平面是不同的。

6.如权利要求1所述的辊支架，其特征在于，所述侧向的支撑辊（16a、16b）全部都布置在第一平面内，并且所述下面的支撑辊（15）布置在第二平面内，并且所述第一平面和所述第二平面是不同的。

7.如权利要求1所述的辊支架，其特征在于，弹性地支承的侧向的支撑辊（16a、16b）被弹性地用弹簧加载。

8.如权利要求2所述的辊支架，其特征在于，弹性地支承的侧向的支撑辊（16a、16b）和弹性地支承的上面的支撑辊（21）被弹性地用弹簧加载。

9.如权利要求2所述的辊支架，其特征在于，所述侧向的支撑辊（16a、16b）以及所述上面的支撑辊设有位置测量装置（25a、25b）。

10.如权利要求1所述的辊支架，其特征在于，所述侧向的支撑辊（16a、16b）设有位置测量装置（25a、25b）。

11.一种钢坯连铸设备的铸坯引导件，其特征在于，该铸坯引导件包括至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的辊支架（13）。

12.一种钢坯连铸设备，其特征在于，该钢坯连铸设备包括至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的辊支架或根据权利要求11所述的铸坯引导件。

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