一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置和方法
【專利摘要】本發明涉及金屬凝固和連續鑄造領域，特別涉及一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置和方法。該支撐輥裝置包括帶α角斜面的支撐輥（1）、可移動軸承座（2）、軸承座移動軌道（3）、軸承座運動的把持機構（4）、鑄機的內弧或外弧框架（5）；在鑄機的水平段的內弧和/或外弧框架（5）上設有帶α角斜面的支撐輥（1），該帶α角斜面的支撐輥（1）的支撐面與帶倒角連鑄坯（6）與內/外弧大面相接的較小的鈍角（7）相接觸并擠壓，使得該較小的鈍角（7）被擠成兩個較大的鈍角（8-1）和（8-2）。本發明的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置和方法，可在完全控制和消除角部橫裂紋的情況下，達到優化鑄坯角部形狀、消除板材邊部直裂的目的。
【專利說明】一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬凝固和連續鑄造領域，特別涉及一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置和方法。
【背景技術】
[0002]隨著世界冶金技術的發展和現代連鑄技術不斷進步，可澆鑄鋼種不斷擴大，一些高合金、高品質、高裂紋敏感性鋼種已經不斷在大型鋼鐵企業連鑄生產流程中得以生產。但是在板帶材的生產中，熱軋板帶材邊部的直裂紋或翹皮缺陷一直是困擾現代冶金工作者的一個共性難題。
[0003]尤其是近期隨著連鑄連軋技術的發展，由于采用了鑄坯熱裝直接進入加熱爐的方式，大大地節約了能源，因此連鑄連軋技術被廣泛應用于冶金企業的生產中。但鑄坯連鑄連軋技術應用帶來的不利影響就是:由于鑄坯無法進行離線清理，鑄坯所有的表面缺陷(包括:角部橫裂紋、縱裂紋等)都將不可避免的直接在最終的軋制帶材表面上反應出來。這也就導致了帶倒角的結晶器技術的發展與應用。
[0004]采用帶倒角的結晶器技術，它使得鑄坯原有的每個直角變成兩個鈍角，以消除彎曲和矯直過程的應力集中，從而從根本上解決了連鑄坯角部橫裂紋的發生。但是，由于帶倒角結晶器生產出來的連鑄坯角部形狀受到限制，如倒角鑄坯的角度一般為25°~45°、倒角面長度為30~85mm，采用帶倒角的結晶器生產出來的鑄坯的倒角角度過大(如大于45° )，會帶來兩個缺陷:一是帶倒角的結晶器使用壽命大幅度下降；二是增加了鑄坯角部縱裂漏鋼的風險。因此，現有技術中倒角結晶器的角度都小于45°。
[0005]盡管采用帶倒角的結晶器技術可以有效的解決鑄坯角部橫裂紋的問題，但是，大量生產實踐結果表明:采用上述參數的倒角結晶器技術并不能完全消除板帶材的邊部直裂。
[0006]為此，國外一些冶金工作者開發了對鑄坯的角部進行軋制的方法，以獲得角部形狀更加合理的連鑄坯。
[0007]如日本專利Ρ2001 - 18040Α中，名稱為“連鑄板坯的生產方法”，提出了一種在結晶器的正下方鑄坯的四個角部設置壓軋支承輥的裝置，它將出結晶器具有四個角的矩形鑄坯壓軋成具有八個角的鑄坯形狀。以避免鑄坯在隨后的軋制過程中出現角部缺陷。實際生產中，在結晶器出口處的下方，對較薄的坯殼、充滿鋼水的鑄坯進行軋制，使鑄坯的角部變形，把一個直角軋平，使其變成兩個大于90°的鈍角，這是完全不可行的，也是十分危險的。
[0008]為了避免在結晶器出口處的下部對坯殼角部進行軋制所帶來的漏鋼風險，日本專利昭63 - 215352中，名稱為“連鑄裝置”，提出了在鑄機輥列中的拉坯機上設置軋輥，對鑄坯角部的進行軋制。盡管該方法可以避免鑄坯角部軋制所帶來的漏鋼風險，但現代板坯連鑄機中，拉坯機都設置在鑄機的扇形段內，緊湊型的結構設計根本無法安置對鑄坯四角進行大壓下量軋制的軋輥和驅動裝置。另外，由于鑄坯不可避免的會產生角部橫裂紋，這種軋制方法會使鑄坯角部的橫裂紋變成軋材表面的缺陷，并且無法清理，只能通過裁邊進行清理。因而也就大幅度降低了成材率。
[0009]日本專利平6— 320204中，名稱為“倒棱用軋機以及連鑄坯邊角的倒棱方法”，其在連鑄機的后部，設置一個專用的軋機，對矩形的連鑄坯進行軋制，使矩形的連鑄坯的角部變成大倒角的形狀，以消除后部軋鋼過程中，板材邊部出現的邊部直線狀裂紋。該方法有兩個大的缺點:一是由于要對鑄坯的角部產生較大的變形，因此設備投資大；二是前面所說的鑄坯不可避免的會產生角部橫裂紋，這種軋制方法會使鑄坯角部的橫裂紋變成軋材表面的缺陷，因而也就大幅度降低了成材率。
【發明內容】
[0010]針對上述技術中存在的缺陷和不足，本發明的目的在于提供一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置和方法，可以在完全控制和消除角部橫裂紋的情況下，優化鑄坯角部形狀、消除板材邊部直裂。
[0011]為了達到上述目的，本發明提供了如下技術方案:
[0012]一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，該帶倒角連鑄坯有2至4個原始倒角斜面11，該原始倒角斜面11在連鑄坯寬面有一鈍角7，其中:
[0013]該支撐 輥裝置包括帶α角斜面的支撐輥1、可移動軸承座2、軸承座移動軌道3、軸承座運動的把持機構4、鑄機的內弧或外弧框架5 ；
[0014]在鑄機的水平段的內弧和/或外弧框架5上設有帶α角斜面的支撐輥1，該帶α角斜面的支撐輥I的支撐面與帶倒角連鑄坯6與內/外弧大面相接的鈍角7相接觸并擠壓，使得該鈍角7被擠成兩個更大的鈍角8-1和8-2。
[0015]所述支撐輥裝置擠壓連鑄坯完成的角部變形為:使得每個原始倒角斜面11被擠成兩個倒角斜面12-1和12-2，且擠壓后得到的兩倒角斜面的長度和L1+L2大于原始倒角斜面11的長度S。
[0016]所述帶α角斜面的支撐輥I的支撐面與水平面(或鑄坯寬面)所成的角度α為15。~30°。
[0017]所述帶倒角連鑄坯6的鑄坯厚度為130~450mm，原始倒角角度β為25°~45°，原始倒角斜面長度S為30~85mm ;所述擠壓而成的倒角斜面12-2長度L2為I?~50mm，高度H為3~25臟。
[0018]所述帶α角斜面的支撐輥I的支撐面是選自以下幾種情況的一種:
[0019]a.斜面；b.弧面；c.斜面加平面；d.弧面加平面；
[0020]在c、d的情況中，其中，支撐面的平面部分10與鑄機輥列的內弧或外弧對鑄坯支
撐平面的高度保持一致。
[0021]所述用于把持和移動軸承座的軸承座運動的把持機構4，是液壓驅動活塞桿的結構，或電動驅動絲杠轉動的結構。
[0022]所述移動軸承座的把持機構4中設有測定帶α角斜面的支撐輥I的工作位置的位移傳感器。
[0023]所述用于移動可移動軸承座2的軸承座移動軌道3是方形或燕尾形。
[0024]所述帶α角斜面的支撐輥I安置在鑄機最后一個水平段的最后一個支撐輥的位置上，或懸掛于水平段的出口處，或安置在其它一個水平段的任一支撐輥的位置上。[0025]在鑄機水平段的內弧和/或外弧框架5上設有帶α角斜面的支撐輥1，該帶α角斜面的支撐輥I的支撐面與帶倒角連鑄坯6與內外弧大面相接的較小的鈍角7相接觸并擠壓，使得該較小的鈍角7被擠成兩個較大的鈍角8-1和8-2。
[0026]所述支撐輥裝置擠壓連鑄坯完成的角部變形為:使得每個原始倒角斜面11被擠成兩個倒角斜面12-1和12-2，且擠壓后得到的兩倒角斜面的長度和L1+L2大于原始倒角斜面11的長度S。
[0027]本發明的有益效果在于:
[0028]帶倒角的結晶器技術生產的連鑄坯，可以消除彎曲和矯直過程的應力集中，從而從根本上解決了連鑄坯角部橫裂紋的發生。在此基礎上，采用一種帶斜面的支撐輥對帶倒角的連鑄坯與上下大面相連的倒角進行支撐，并在支撐的過程中使鑄坯的角部被擠產生自然變形，盡管是很小的變形量，它使得原來較小的鈍角變為兩個較大的鈍角，有效的提高了軋制過程中的角部溫度，這樣就可在完全控制和消除角部橫裂紋的情況下，達到優化鑄坯角部形狀、消除板材邊部直裂的目的。[0029]本發明的裝置與方法與現有技術相比，首先是角部變形量小，其次是不存在鑄坯角部橫裂紋的缺陷。因此具有技術可靠、加工簡單、設備重量輕等優點，并不對連鑄機的生產產生任何負面影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1 一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置示意圖；
[0031]圖2a帶倒角連鑄坯角部變形前的局部放大示意圖；
[0032]圖2b帶倒角連鑄坯角部變形后的局部放大示意圖；
[0033]圖3對帶倒角連鑄坯進行角部變形的局部放大示意圖；
[0034]圖4帶α角斜面的支撐輥僅設置在鑄機的內弧的示意圖；
[0035]圖5帶α角斜面的支撐輥僅設置在鑄機的外弧的示意圖；
[0036]圖6a帶α角斜面的支撐輥的支撐面是斜面的示意圖；
[0037]圖6b帶α角斜面的支撐輥的支撐面是弧面的示意圖；
[0038]圖6c帶α角斜面的支撐輥的支撐面是斜面加平面的示意圖；
[0039]圖6d帶α角斜面的支撐輥的支撐面是弧面加平面的示意圖；
[0040]圖7a軸承座的移動軌道是方形的示意圖；
[0041]圖7b軸承座的移動軌道是燕尾形的示意圖；
[0042]圖8帶α角斜面的支撐輥懸掛于水平段出口處的示意圖。
[0043]【主要組件符號說明】
[0044]I帶α角斜面的支撐輥
[0045]2可移動軸承座
[0046]3軸承座移動軌道
[0047]4軸承座運動的把持機構
[0048]5鑄機水平段的內弧或外弧框架
[0049]6帶倒角連鑄坯
[0050]7帶倒角連鑄坯與內/外弧大面相接的較小的鈍角[0051]8-1、8-2較小的鈍角自然被擠成的兩個較大的鈍角
[0052]9鑄機水平段的常規支撐輥
[0053]10帶α角斜面的支撐輥支撐面的平面部分
[0054]11原始倒角斜面
[0055]12-1、12-2擠成后得到的兩個倒角斜面
[0056]α帶α角斜面的支撐輥I的支撐面與水平面所成的角度
[0057]β帶倒角連鑄坯的原始角度
[0058]S帶倒角連鑄坯的原始倒角斜面長度
[0059]L1、L2帶倒角連鑄坯的擠壓后的倒角斜面長度
[0060]H帶倒角連鑄坯的擠壓成的斜面高度
【具體實施方式】
[0061 ] 下面根據附圖來進一步說明本發明的【具體實施方式】。
[0062]如圖1所示，為本發明的一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，該支撐輥裝置主要包括帶α角斜面的支撐輥1、可移動軸承座2、軸承座移動軌道3、軸承座運動的把持機構4、鑄機內弧或外弧框架5。其中，所述一對對稱的帶α角斜面的支撐輥I對稱安裝在可移動軸承座2上，可移動軸承座2下設有軸承座移動軌道3，該軸承座移動軌道3設置在鑄機水平段的內弧或外弧框架5上，軸承座運動的把持機構4與可移動軸承座2相連，并通過軸承座運動把持機構4實現對可移動軸承座2的移動和定位。
[0063]其中，所述帶α角斜面的支撐輥I的支撐面與水平面所成的角度α為15°?30°。該支撐面與帶倒角連鑄坯6的帶倒角連鑄坯與內弧或外弧大面相接的較小的鈍角7相接觸并擠壓所述較小的鈍角7，使得該與內弧或外弧大面相接的較小的鈍角7被擠成兩個較大的鈍角8-1、8-2，所述擠壓成的斜面長度L2為10?50mm，高度H為3?25mm，如圖3所示，為對帶倒角連鑄坯進行角部變形的局部放大示意圖。
[0064]該帶α角斜面的支撐輥I的支撐面可以是斜面的，見圖6a ;可以是弧面的，見圖6b ;還可以是斜面和直面組合而成，見圖6c ;也可以是弧面和直面組合而成，見圖6d。其中，在圖6c和6d的情況中，帶α角斜面的支撐輥支撐面的平面部分10與鑄機輥列的內弧或外弧對鑄坯支撐平面的高度保持一致。
[0065]所述帶α角斜面的支撐輥I可以同時設置在鑄機的內弧和外弧，也可以僅設置在鑄機的內弧或外弧。分別如圖4和圖5所示，為帶α角斜面的支撐輥僅設置在鑄機的內弧的示意圖，帶α角斜面的支撐輥僅設置在鑄機的外弧的示意圖。
[0066]所述軸承座運動的把持機構4用于把持和移動軸承座，其可以是液壓驅動活塞桿的結構，也可以是電動驅動絲杠轉動的結構。
[0067]用于移動可移動軸承座2的軸承座移動軌道3可以是方形的，如圖7a所示；也可以是燕尾形的，如圖7b所示。
[0068]所述帶α角斜面的支撐輥I可以安置在鑄機最后一個水平段的最后一個支撐輥的位置上，如圖1所示；也可以如圖8所示懸掛于水平段的出口處；還也可以安置在其它一個水平段的任一支撐輥的位置上，與鑄機水平段的常規支撐輥9組合使用。
[0069]所述對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，其中，所述帶倒角連鑄坯的鑄坯厚度為130?450mm，原始倒角角度β為25°?45°，原始倒角斜面長度S為30?85mm。
[0070]在使用時，鑄機水平段的內弧和/或外弧框架5上設有帶α角斜面的支撐輥I。移動軸承座的把持機構4中設有位移傳感器，該位移傳感器可測定所述帶α角斜面的支撐輥I的工作位置。根據所連鑄的鑄坯斷面寬度，通過軸承座運動的把持機構4調節可移動軸承座2的位置，進而調節帶α角斜面的支撐輥I的位置，使得支撐輥的斜面正好支撐在帶倒角連鑄坯6與內外弧大面相接的四個較小的鈍角7的角部上。
[0071]這樣隨著拉坯過程的進行，較小的鈍角7自然被擠成兩個較大的鈍角8-1和8-2。如圖2a所示，為帶倒角連鑄坯角部變形前的局部放大示意圖，圖2b所示為該帶倒角連鑄坯角部變形后的局部放大示意圖。這種角部形狀的連鑄坯可在完全控制和消除角部橫裂紋的情況下，達到優化鑄坯角部形狀、消除板材邊部直裂的目的。
【權利要求】
1.一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，該帶倒角連鑄坯有2至4個原始倒角斜面(11)，該原始倒角斜面(11)在連鑄坯寬面有一鈍角(7)，其特征在于: 該支撐輥裝置包括帶α角斜面的支撐輥(I)、可移動軸承座(2)、軸承座移動軌道(3)、軸承座運動的把持機構(4 )、鑄機的內弧或外弧框架(5 ); 在鑄機的水平段的內弧和/或外弧框架(5)上設有帶α角斜面的支撐輥(1)，該帶α角斜面的支撐輥(I)的支撐面與帶倒角連鑄坯(6)與內/外弧大面相接的鈍角(7)相接觸并擠壓，使得該鈍角(7)被擠成兩個更大的鈍角(8-1)和(8-2)。
2.如權利要求1所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，所述支撐輥裝置擠壓連鑄坯完成的角部變形為:使得每個原始倒角斜面(11)被擠成兩個倒角斜面(12-1)和(12-2)，且擠壓后得到的兩倒角斜面的長度和L1+L2大于原始倒角斜面(11)的長度S。
3.如權利要求1所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，其特征在于:所述帶α角斜面的支撐輥(I)的支撐面與水平面(或鑄坯寬面)所成的角度α為15°~30。。
4.如權利要求1或2所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，其特征在于:所述帶倒角連鑄坯(6)的鑄坯厚度為130~450mm，原始倒角角度β為25°~45°，原始倒角斜面長度S為30~85mm ;所述擠壓而成的倒角斜面(12-2)長度L2為I?~50mm，高度H為3~25mm。
5.如權利要求1所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，其特征在于:所述帶α角斜面的支撐輥(I)的支撐面是選自以下幾種情況的一種: a.斜面；b.弧面；c.斜面加平面；d.弧面加平面； 在C、d的情況中，其中，支撐面的平面部分(10)與鑄機輥列的內弧或外弧對鑄坯支撐平面的高度保持一致。
6.如權利要求1所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，其特征在于:所述用于把持和移動軸承座的軸承座運動的把持機構(4)，是液壓驅動活塞桿的結構，或電動驅動絲杠轉動的結構。
7.如權利要求1所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，其特征在于:所述移動軸承座的把持機構(4)中設有測定帶α角斜面的支撐輥(I)的工作位置的位移傳感器。
8.如權利要求1所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，其特征在于:所述用于移動可移動軸承座(2)的軸承座移動軌道(3)是方形或燕尾形。
9.如權利要求1或2所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的支撐輥裝置，其特征在于:所述帶α角斜面的支撐輥(I)安置在鑄機最后一個水平段的最后一個支撐輥的位置上，或懸掛于水平段的出口處，或安置在其它一個水平段的任一支撐輥的位置上。
10.一種對帶倒角連鑄坯進行角部變形的方法，其特征在于: 在鑄機水平段的內弧和/或外弧框架(5)上設有帶α角斜面的支撐輥(1)，該帶α角斜面的支撐輥(I)的支撐面與帶倒角連鑄坯(6)與內外弧大面相接的較小的鈍角(7)相接觸并擠壓，使得該較小的鈍角(7)被擠成兩個較大的鈍角(8-1)和(8-2)。
11.如權利要求10所述的對帶倒角連鑄坯進行角部變形的方法，其特征在于:所述支撐輥裝置擠壓連鑄坯完成的角部變形為:使得每個原始倒角斜面(11)被擠成兩個倒角斜面(12-1)和(12-2)，且擠壓后得到的兩倒角斜面的長度和L1+L2大于原始倒角斜面(11)的長度S。
【文檔編號】B22D11/12GK103831413SQ201410092626
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】張慧, 王明林, 姬秀琴, 王玫, 陶紅標, 王一成, 干勇 申請人:鋼鐵研究總院