一種薄帶連鑄鑄機及其作業(yè)方法
【專利摘要】一種雙輥薄帶連鑄鑄機及其作業(yè)方法，鑄機包括，電機、減速箱、傳動軸及傳動軸帶動的兩鑄輥及相應(yīng)的軸承座，其還包括，兩片機架牌坊，機架牌坊為U型結(jié)構(gòu)，上部通過拉桿相連，形成閉式鑄機機架，可以通過更換不同截面尺寸的拉桿可調(diào)節(jié)鑄機機架總剛度；兩牌坊下部由橫梁相連；更換框架，設(shè)置于兩個機架牌坊內(nèi)；兩軸承座可沿更換框架上的導(dǎo)軌相對移動；一軸承座與一機架牌坊之間設(shè)鑄軋力傳感器，鑄軋力傳感器一側(cè)固定在機架牌坊之上，該側(cè)鑄輥為固定輥；另一軸承座與另一機架牌坊之間設(shè)用于鑄輥位置調(diào)節(jié)的液壓缸，液壓缸固定在機架牌坊上，其上設(shè)位移傳感器；兩平衡油缸，分別設(shè)于兩軸承座之間，并安裝于任意一側(cè)的軸承座上。
【專利說明】一種薄帶連鑄鑄機及其作業(yè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于連鑄技術(shù)，特別涉及一種薄帶連鑄鑄機及其作業(yè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界很多國家進(jìn)行雙輥薄帶連鑄工藝的研究工作，該工藝將熔融鋼水直接澆注在一個由兩個相對轉(zhuǎn)動并能夠快速冷卻的鑄輥和側(cè)封裝置圍成的熔池中，鋼水在鑄輥旋轉(zhuǎn)的周向表面被冷卻和凝固，進(jìn)而形成凝固殼并逐漸生長然后在兩鑄輥輥縫隙最小處被擠壓在一起，最后在出帶口形成l_5mm厚金屬薄帶材，帶材經(jīng)由導(dǎo)板導(dǎo)向被夾送輥送入軋機中軋制成0.7-2.5mm的薄帶，然后通過輸送輥道帶動經(jīng)過噴淋冷卻裝置進(jìn)行冷卻，最后送入卷取機進(jìn)行卷取。
[0003]與傳統(tǒng)的連續(xù)鑄造方法不同，該方法不需經(jīng)過多道熱軋工序，可大大簡化薄帶生產(chǎn)工藝及減少設(shè)備投資。另外，由于整個的生產(chǎn)過程中金屬的凝固時間比較短，所以薄帶連鑄產(chǎn)品晶粒細(xì)化、材料的強度、韌性延伸率有所提高。
[0004]目前世界范圍內(nèi)多個公司和研究機構(gòu)都在進(jìn)行這方面研究工作，并建立了試驗工廠，各個研究機構(gòu)采用的多如US5277243A1，EP0947261A2, W02004098814A1中介紹的類似鑄機結(jié)構(gòu)，即:以一個固定框架為基礎(chǔ)，鑄機的主體設(shè)備一鑄輥及其支撐機構(gòu)通過運送小車等輔助裝置可快速安裝或拆卸在框架內(nèi)。
[0005]如上所述的雙輥薄帶連鑄鑄機，在假設(shè)液位、鑄帶拉速波動等工藝參數(shù)恒定的情況下，在澆鑄過程中所形成的鑄帶厚度主要受到以下三個因素影響，機架受力變形As、鑄輥受熱變形Ar及其軸承間隙δ，gp:
[0006]Δ h= Δ s+ δ + Δ r I)
[0007]上式中，h為鑄帶厚度。而液壓系統(tǒng)的控制精度根據(jù)鑄軋力波動范圍而定，一般來講，鑄軋力波動越小，則液壓系統(tǒng)的控制精度越高。其中，鑄輥受熱變形量根據(jù)理論公式計算可以得到，其計算方法比較成熟。而軸承間隙δ與鑄軋力F的大小有關(guān)，也可以通過經(jīng)驗公式或軸承手冊獲知。
[0008]與軋機不同，由于薄帶連鑄澆鑄過程中產(chǎn)生的鑄軋力比較小，鑄機機架的變形量As由于軸承座和鑄機機架之間存在間隙不能直接應(yīng)用如軋機的彈跳方程來計算。所以，需要通過施加外力的方式消除間隙，比如通過在鑄輥軸承座之間添加脹緊油缸的方法，通過這種方法，鑄機機架整體剛度得到提高，此方法帶來的好處是——即使有較小的鑄軋力波動，其引起的機架變形不會導(dǎo)致鑄帶厚度發(fā)生較大的變化。根據(jù)公式2-3，在澆鑄過程中根據(jù)鑄軋力的變化推算出軸承間隙的變化則可以進(jìn)行及時補償，可以全面控制鑄帶厚度精度。
[0009]由于鑄帶出鑄機后直接進(jìn)行軋制，而且往往只進(jìn)行1-2個軋機軋制，所以，對鑄帶表面質(zhì)量、表面粗糙度和板型情況要求很高，利用本發(fā)明的鑄機中提到的方法及裝置可以保證鑄帶的板型良好，澆鑄作業(yè)時鑄機工作穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提出一種薄帶連鑄鑄機形式及其作業(yè)方法，鑄機具有可快速更換鑄輥及主體結(jié)構(gòu)，可以極高作業(yè)效率；鑄機牌坊可以通過更換拉桿規(guī)格的方法改變鑄機機架總剛度，以滿足不同的澆鑄エ藝需要。同時鑄機還具有恒定鑄軋カ和恒定輥縫控制兩種控制模式，可以精確地控制鑄帶厚度精度，從而可得到良好的鑄帶質(zhì)量，特別是鑄帶厚度精度得以提高。本發(fā)明適用于用雙輥式薄帶連鑄機澆注厚度1.0-5mm的金屬鑄帶。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0012]ー種雙輥薄帶連鑄鑄機，包括，電機、減速箱、傳動軸及傳動軸帶動的兩鑄輥及相應(yīng)的軸承座，其還包括，兩片機架牌坊，機架牌坊為U型結(jié)構(gòu)，上部通過拉桿相連，形成ー個閉式鑄機機架，拉桿端部設(shè)可調(diào)節(jié)作用在機架牌坊上的預(yù)應(yīng)カ的螺母；兩牌坊下部由橫梁相連，并固定在基礎(chǔ)上；更換框架，設(shè)置于兩個機架牌坊內(nèi)，更換框架上設(shè)導(dǎo)軌；兩軸承座可沿導(dǎo)軌相對移動；其中，一軸承座與一機架牌坊之間設(shè)鑄軋カ傳感器，鑄軋カ傳感器ー側(cè)固定在機架牌坊之上，該側(cè)鑄輥為固定輥；另ー軸承座與另ー機架牌坊之間設(shè)用于鑄輥位置調(diào)節(jié)的液壓缸，液壓缸固定在機架牌坊上，其上設(shè)位移傳感器，該側(cè)鑄輥為移動輥，所述的液壓缸為移動輥液壓缸；固定輥移動油缸，設(shè)置于固定輥側(cè)的軸承座與機架牌坊之間，該固定輥移動油缸位于鑄軋カ傳感器下方；兩平衡油缸，分別設(shè)置于所述兩軸承座之間，并安裝于任意一側(cè)的軸承座上。
[0013]進(jìn)ー步，所述的平衡油缸采用兩個液壓缸為ー組，分別對稱于鑄輥軸線安裝在軸承座上，或平衡油缸采用ー個液壓缸，其軸線與鑄輥軸線重合安裝。
[0014]在鑄軋カ傳感器與機架牌坊之間有用于調(diào)節(jié)固定側(cè)鑄輥相對于澆鑄中心線的位置的調(diào)節(jié)墊片。
[0015]另外，本發(fā)明所述的更換框架底部設(shè)有兩個定位凹槽，與此對應(yīng)，在機架牌坊上設(shè)有相應(yīng)的兩個凸起，更換框架在安裝在機架牌坊上時，凸起插入凹槽中，實現(xiàn)更換框架定位。
[0016]兩個鑄輥在軸承座的支撐下可以在吊裝框架上自由滑動，并且在澆鑄過程中至少有ー個鑄輥可以相對另ー鑄輥平行分開或靠近，以調(diào)節(jié)二者之間的間隙。鑄輥的位置調(diào)節(jié)通過固定在機架上的液壓缸或電機帶動的螺紋絲桿裝置等執(zhí)行元件執(zhí)行，并且在其中至少有一個鑄輥軸承座與機機架之間安裝有鑄軋カ傳感器，可實時測量鑄軋力。
[0017]在兩個鑄輥同一側(cè)的ー對軸承座之間安裝有液壓缸作為平衡油缸，其固定在其中一個鑄輥的軸承座上，這個平衡油缸可采取恒壓カ控制，以使得作用在兩個鑄輥軸承座上的壓カ始終恒定，并消除整個鑄軋力傳遞系統(tǒng)鏈上的結(jié)構(gòu)間隙，提高鑄機機架的總剛度。所述的鑄機機架牌坊可以使用拉桿機構(gòu)使其成為ー個閉式鑄機機架。
[0018]本發(fā)明所述的鑄機基于薄帶連鑄典型エ藝設(shè)計，采用固定的鑄機牌坊，吊裝的方式更換澆鑄主體設(shè)備，實現(xiàn)快速穩(wěn)定生產(chǎn)。本發(fā)明的鑄機采用單電機傳動，電機通過減速箱降速后將動カ分配給傳動軸，傳動軸帶動鑄棍相向轉(zhuǎn)動，鑄棍帶有冷卻功能，相對傳動端，鑄輥另一端安裝有旋轉(zhuǎn)密封裝置，用于向鑄輥內(nèi)部提供冷卻介質(zhì)，該介質(zhì)可以是水、水溶液或其他具有快速導(dǎo)熱性能的流體，本發(fā)明用冷卻介質(zhì)為水。
[0019]鑄軋カ傳感器安裝在固定側(cè)機架牌坊之上。在鑄軋カ傳感器與機架牌坊之間有調(diào)節(jié)墊片用于調(diào)節(jié)固定輥相對于澆鑄中心線的位置，維持固定輥軸心相對于澆鑄中心線距離為澆鑄初始輥縫的一半。
[0020]所述的平衡油缸安裝在任意一側(cè)的軸承座上，可以采用兩個一組對稱于結(jié)晶輥軸線安裝在軸承座上，或采用一個液壓缸，其軸線與鑄輥軸線重合安裝。平衡液壓缸采用恒壓力控制，液壓缸出力范圍為10-100倍的目標(biāo)鑄軋力，以消除鑄機系統(tǒng)中各零部件之間的間隙。
[0021]所述的鑄機機架牌坊剛度要求足夠高，需使?jié)茶T過程中產(chǎn)生的鑄軋力波動量AF引起的機架變形量Ah小于鋼帶所允許的板厚變動公差[h]，如下式2)。為了提高鑄機機架總剛度，本發(fā)明在每一片牌坊上部安裝有拉桿機構(gòu)使其成為一個閉式機架。而且可以根據(jù)所澆鑄鋼種及厚度等不同參數(shù)而改變拉桿的規(guī)格，從而改變鑄機的剛度，以滿足公式2。
【權(quán)利要求】
1.一種雙棍薄帶連鑄鑄機，包括，電機、減速箱、傳動軸及傳動軸帶動的兩鑄棍及相應(yīng)的軸承座，其特征在于，還包括， 兩片機架牌坊，機架牌坊為U型結(jié)構(gòu)，上部通過拉桿相連，形成一個閉式鑄機機架，拉桿端部設(shè)可調(diào)節(jié)作用在機架牌坊上的預(yù)應(yīng)力的螺母；兩牌坊下部由橫梁相連，并固定在基礎(chǔ)上； 更換框架，設(shè)置于兩個機架牌坊內(nèi)，更換框架上設(shè)導(dǎo)軌；兩軸承座可沿導(dǎo)軌相對移動；其中，一軸承座與一機架牌坊之間設(shè)鑄軋力傳感器，鑄軋力傳感器一側(cè)固定在機架牌坊之上，該側(cè)鑄輥為固定輥；另一軸承座與另一機架牌坊之間設(shè)用于鑄輥位置調(diào)節(jié)的液壓缸，液壓缸固定在機架牌坊上，其上設(shè)位移傳感器，該側(cè)鑄輥為移動輥，所述的液壓缸為移動輥液壓缸； 固定輥移動油缸，設(shè)置于固定輥側(cè)的軸承座與機架牌坊之間，該固定輥移動油缸位于鑄軋力傳感器下方； 兩平衡油缸，分別設(shè)置于所述兩軸承座之間，并安裝于任意一側(cè)的軸承座上。
2.如權(quán)利要求1所述的雙輥薄帶連鑄鑄機，其特征在于，所述的平衡油缸采用兩個液壓缸為一組，分別對稱于鑄輥軸線安裝在軸承座上，或平衡油缸采用一個液壓缸，其軸線與鑄輥軸線重合安裝。
3.如權(quán)利要求1所述的雙輥薄帶連鑄鑄機，其特征在于，在鑄軋力傳感器與機架牌坊之間有用于調(diào)節(jié)固定側(cè)鑄輥相對于澆鑄中心線的位置的調(diào)節(jié)墊片。
4.如權(quán)利要求1所述的雙輥薄帶連鑄鑄機，其特征在于，所述的更換框架底部設(shè)有兩個定位凹槽，與此對應(yīng)，在機架牌坊上設(shè)有相應(yīng)的兩個凸起，更換框架在安裝在機架牌坊上時，凸起插入凹槽中，實現(xiàn)更換框架定位。
5.如權(quán)利要求1所述的雙輥薄帶連鑄鑄機的鑄機作業(yè)方法，包括如下步驟: a)首先，將鑄輥及其軸承座安裝在更換框架上，并固定其相互位置，準(zhǔn)備吊裝；此時鑄機的移動棍液壓缸、固定棍移動油缸以及平衡油缸處于完全回退狀態(tài)； b)更換框架承載著鑄輥組件調(diào)入機架牌坊中，其中更換框架底部的凹槽與機架牌坊上的凸起結(jié)合在一起，固定二者相對位置；調(diào)整拉桿端部的螺母以調(diào)節(jié)拉桿作用在機架牌坊上的預(yù)緊力；平衡油缸伸出，將兩個鑄輥分別靠在鑄軋力傳感器和移動輥液壓缸之上，并逐漸升高壓力至作用在兩軸承座之間的壓力達(dá)到目標(biāo)壓力，即為10-100倍的鑄軋力，達(dá)到目標(biāo)力之后，平衡油缸保持恒定壓力，直至澆鑄完成； c)移動輥液壓缸動作，推動移動輥靠近固定輥，直至兩輥之間的最小縫隙達(dá)到澆鑄輥縫，在此過程中平衡油缸保持恒定壓力；等待澆鑄作業(yè)； d)開澆 澆鑄過程中，由于鑄輥溫度逐漸升高直至達(dá)到穩(wěn)定，此時鑄輥輥徑不斷增大直至其最大膨脹量，移動輥液壓缸根據(jù)鑄輥輥徑變大減小伸長量，直至輥徑不發(fā)生變化；保持實際輥縫不變，上述控制方案為恒定輥縫控制模式；或，采用恒定鑄軋力控制模式，即根據(jù)鑄軋力傳感器的測量值變化而相應(yīng)的改變移動輥的位置，保持鑄軋力始終圍繞目標(biāo)鑄軋力窄幅波動，波動范圍小于2% ； e)澆鑄結(jié)束，移動輥液壓缸回退，移動輥軸承座帶動移動輥在平衡油缸的推動下回退至初始安裝位置，平衡油缸卸載作用力，固定輥移動油缸伸出將固定輥軸承座推至安裝位置，鎖定兩個鑄輥的相對位置，拆除拉桿，等待吊出更換框架以及鑄輥組件。
6.如權(quán)利要求5所述的雙輥薄帶連鑄鑄機的鑄機作業(yè)方法，其特征在干，步驟b)中，還可以通過更換不同截面尺寸的拉桿調(diào)節(jié)鑄機機架總剛度。
7.如權(quán)利要求5所述的雙輥薄帶連鑄鑄機的鑄機作業(yè)方法，其特征在干，步驟a)中，根據(jù)鑄輥輥徑的變化，通過鑄軋力傳感器與機架牌坊之間調(diào)節(jié)墊片的厚度調(diào)節(jié)，保持固定輥輥面與澆鑄中心線的最小距離為澆鑄輥縫的一半。
【文檔編號】B22D11/06GK103551532SQ201310529240
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】葉長宏, 方園, 于艷 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司