一種用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型軋輥的制作方法
【專利摘要】一種用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型軋輥，屬于連鑄坯軋輥技術(shù)領(lǐng)域，用于改善特殊鋼連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。其技術(shù)方案是：兩個(gè)輥軸分別連接在輥身的兩端，輥身的兩端為等徑的圓環(huán)體，輥身的中央為凸起的圓弧形輥環(huán)，凸起的圓弧形輥環(huán)的兩端為向中間凸起的半圓弧，兩個(gè)半圓弧之間有圓環(huán)相連接。本實(shí)用新型的凸型軋輥結(jié)構(gòu)能在液壓系統(tǒng)壓力相同的情況下，有效提高鑄坯中心區(qū)域變形量。本實(shí)用新型利用連鑄坯表面溫度低內(nèi)部溫度高的坯料溫度條件，通過在連鑄坯芯部剛剛凝固后從鑄坯表面施加合適壓力，產(chǎn)生一定的壓下量，并深入到心部，通過金屬流動補(bǔ)償連鑄坯的收縮，消除中心疏松和縮孔，并打斷枝晶，創(chuàng)造細(xì)化晶粒組織均勻化條件，實(shí)現(xiàn)組織性能均勻。
【專利說明】
一種用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型軋輥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于改善特殊鋼連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的水平式輥壓裝置用凸型乳輥，屬于連鑄坯乳輥技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]特殊鋼連鑄坯，尤其是大斷面(> 200mm X 200mm)的連鑄坯，由于鋼種特性，在凝固后體積收縮后不可避免地會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的中心偏析、疏松及縮孔。通常的做法是通過在連鑄坯凝固末期附近施加壓力產(chǎn)生一定的壓下量，阻礙含富集偏析元素的鋼液流動從而消除中心偏析，同時(shí)補(bǔ)償連鑄坯的凝固收縮量以消除中心疏松。但由于客戶要求的鋼材尺寸及壓縮比越來越大，倒逼連鑄坯尺寸同樣越來越大。在此條件下，輕微的或較小的壓下量(< 10_)，不能夠作用于連鑄坯芯部，對大尺寸連鑄坯的均質(zhì)化影響不大。
[0003]大尺寸連鑄坯生產(chǎn)過程中多采用拉矯機(jī)鑄輥(平輥)壓下完成凝固末端壓下工藝，但效果不太明顯。根據(jù)大尺寸連鑄坯的凝固特點(diǎn)，模擬大尺寸連鑄坯的熱成像示意圖，顏色最鮮亮的區(qū)域形狀不是連鑄坯斷面貫通的規(guī)則矩形，而是三角錐形，因此在凝固末端壓下過程中，鑄坯變形抗力主要集中在連鑄坯的兩側(cè)。為了保證大尺寸連鑄坯芯部均質(zhì)化，必須在連鑄坯表面施加大壓下力，這就需要大方坯連鑄拉矯機(jī)具備較高的剛性和強(qiáng)度，成本較大。因此，如果采用中間凸起的鑄輥進(jìn)行壓下，只對連鑄坯中間部分進(jìn)行壓下乳制，可將輥壓下作用力集中于鑄坯中心區(qū)域，從而通過很小的壓下力顯著提高壓下效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳棍，這種凸型乳棍不僅能夠明顯改善大尺寸連鑄還中心偏析、疏松等缺陷，還能明顯地延長乳輥的使用壽命。
[0005]解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0006]—種用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳輥，它由輥身和輥軸組成，兩個(gè)輥軸分別連接在輥身的兩端，其改進(jìn)之處是，輥身的兩端為等徑的圓環(huán)體，輥身的中央為凸起的圓弧形輥環(huán)，凸起的圓弧形輥環(huán)的兩端為向中間凸起的半圓弧，兩個(gè)半圓弧之間有圓環(huán)相連接。
[0007]上述用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳輥，所述輥身中央的凸起的圓弧形輥環(huán)的長度為輥身長度的I /2，輥身的長度為連鑄坯乳制表面寬度的I /3?I /2。
[0008]上述用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳輥，所述凸型乳輥內(nèi)部有水循環(huán)裝置，水循環(huán)管路從凸型乳輥一側(cè)的輥軸端面進(jìn)水口進(jìn)入，水循環(huán)管路沿著輥軸中心到達(dá)凸型乳輥另一側(cè)輥軸前方，水循環(huán)管路分為兩路經(jīng)過輥身回到凸型乳輥的進(jìn)水輥軸端面與出水口相連接。
[0009]上述用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳輥，所述凸型乳輥正上方有液氮冷卻裝置，液氮冷卻裝置由液氮罐、導(dǎo)管和噴淋罩組成，導(dǎo)管一頭連接液氮罐，一頭安裝噴淋罩，噴淋罩安裝在凸型乳輥正上方。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011](I)與現(xiàn)有技術(shù)的平輥相比，本實(shí)用新型提出的凸型乳輥結(jié)構(gòu)能在液壓系統(tǒng)壓力相同的情況下，能有效提高鑄坯中心區(qū)域變形量，使乳輥壓下量在20?50mm之間，實(shí)現(xiàn)單套乳輥減輕甚至消除中心偏析等缺陷的目的，減少乳機(jī)的布置數(shù)量和難度；
[0012](2)與現(xiàn)有技術(shù)的平輥相比，使用此凸型乳輥后，300 X 360mm的連鑄坯中心疏松級別由1.52降低至IJI.36，中心偏析級別由0.62降低到0.54 ；
[0013](3)與一般的凸型輥結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型提出的凸型乳輥結(jié)構(gòu)在乳制時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)了平輥區(qū)與凸輥區(qū)的平滑過渡，有效避免了因過渡區(qū)瞬間過渡造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋缺陷；
[0014](4)與一般的凸型輥結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型提出的凸型乳輥具備完善的冷卻系統(tǒng)，不僅包括輥身內(nèi)部的冷卻，還具備輥身外部液氮冷卻功能，通過調(diào)節(jié)液氮流量和噴射范圍，有效冷卻輥身尤其是凸起部分，延長乳輥的使用壽命。且不會對鋼材表面造成激冷。
[0015](5)與一般的凸型輥結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型提出的凸型乳輥可以適應(yīng)斷面2 200mmX 200mm的連鑄坯，適用規(guī)格范圍較廣。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)記如下:輥身1、輥軸2、凸起的圓弧形輥環(huán)3、等徑的圓環(huán)體4、半圓弧5、圓環(huán)
6、水循環(huán)管路7、進(jìn)水口 8、出水口 9、液氮冷卻裝置10、連鑄坯11。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型的原理是:利用連鑄坯表面溫度低內(nèi)部溫度高的坯料溫度條件，通過在連鑄坯芯部剛剛凝固后從鑄坯表面施加合適壓力，單邊產(chǎn)生一定的壓下量(20?50mm)并深入到心部，通過金屬流動補(bǔ)償連鑄坯的收縮，消除中心疏松和縮孔，并打斷枝晶，創(chuàng)造細(xì)化晶粒組織均勻化條件，并通過后續(xù)的乳鋼線減輕中心偏析，實(shí)現(xiàn)組織性能均勻。
[0019]本實(shí)用新型由輥身1、輥軸2、水循環(huán)管路7、液氮冷卻裝置10組成。
[0020]圖中顯示，兩個(gè)輥軸2分別連接在輥身I的兩端。
[0021]圖中顯示，輥身I的形狀分為三部分，輥身I的兩端為等徑的圓環(huán)體4，輥身I的中央為凸起的圓弧形輥環(huán)3，凸起的圓弧形輥環(huán)3的長度為輥身I長度的1/2，輥身I的長度為連鑄坯11乳制表面寬度的1/3?1/2。
[0022]圖中顯示，凸起的圓弧形輥環(huán)3的兩端為向中間凸起的半圓弧5，兩個(gè)半圓弧5之間有圓環(huán)6相連接。圓環(huán)6的寬度為50?55mm，起到乳制定位的作用。乳制時(shí)配合乳機(jī)安裝的箱型導(dǎo)衛(wèi)使用，保證連鑄坯11乳制時(shí)不扭轉(zhuǎn)。
[0023]圖中顯示，同時(shí)由于凸型乳輥的乳制速度極慢，凸型乳輥和連鑄坯11接觸部位由于接觸時(shí)間較長而表面溫度升高，易產(chǎn)生裂紋導(dǎo)致斷輥。所以一套可靠的冷卻系統(tǒng)對延長凸型乳輥的使用壽命來說極其重要，本實(shí)用新型的冷卻系統(tǒng)包括凸型乳輥內(nèi)部的水循環(huán)裝置和凸型乳輥正上方的液氮冷卻裝置。
[0024]圖中顯示，凸型乳輥內(nèi)部有水循環(huán)裝置，水循環(huán)管路7從凸型乳輥一側(cè)的輥軸2端面的進(jìn)水口 8進(jìn)入，水循環(huán)管路7沿著輥軸2中心到達(dá)凸型乳輥另一側(cè)輥軸2前方，水循環(huán)管路7分為兩路經(jīng)過輥身I回到凸型乳輥的進(jìn)水輥軸2端面與出水口 9相連接。實(shí)現(xiàn)對輥軸2軸承及輥身I的冷卻。
[0025]圖中顯示，凸型乳輥正上方有液氮冷卻裝置10，液氮冷卻裝置10由液氮罐、導(dǎo)管和噴淋罩組成，導(dǎo)管一頭連接液氮罐，一頭安裝噴淋罩，噴淋罩安裝在凸型乳輥正上方。通過調(diào)節(jié)噴霧的流量改變其冷卻能力。相較于噴水或冷卻液，液氮的冷卻能力更勝一籌。
[0026]本實(shí)用新型的使用方法如下:
[0027]以410mmX 530mm巨型坯來說，將兩套形式一樣凸型乳輥安裝在乳機(jī)上，配合箱型導(dǎo)衛(wèi)對連鑄坯11上下兩個(gè)面進(jìn)行緩慢壓下乳制，使芯部的鋼液充分流動，降低偏析和疏松級別。同時(shí)內(nèi)部循環(huán)水冷卻裝置和外部液氮冷卻裝置對凸型乳輥進(jìn)行冷卻，延長其使用壽命O
[0028]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的凸型乳輥參數(shù)如下:
[0029]輥身I的直徑為Φ400?800mm;
[0030]輥身I長度2為連鑄坯11寬度+200mm;
[0031]凸起的圓弧形輥環(huán)3的長度為輥身I長度2的1/2;
[0032]凸起的圓弧形棍環(huán)3的高度5為60?65mm;
[0033]凸起的圓弧形棍環(huán)3的圓環(huán)6的寬度為50?55mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳輥，它由輥身(I)和輥軸(2)組成，兩個(gè)輥軸(2)分別連接在輥身(I)的兩端，其特征在于:輥身(I)的兩端為等徑的圓環(huán)體(4)，輥身(I)的中央為凸起的圓弧形輥環(huán)(3)，凸起的圓弧形輥環(huán)(3)的兩端為向中間凸起的半圓弧(5)，兩個(gè)半圓弧(5)之間有圓環(huán)(6)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳輥，其特征在于:所述輥身(I)中央的凸起的圓弧形輥環(huán)(3)的長度為輥身(I)長度的1/2，輥身(I)的長度為連鑄坯(II)乳制表面寬度的1/3?1/2。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳輥，其特征在于:所述凸型乳輥內(nèi)部有水循環(huán)裝置，水循環(huán)管路(7)從凸型乳輥一側(cè)的輥軸(2)端面進(jìn)水口(8)進(jìn)入，水循環(huán)管路(7)沿著輥軸()中心到達(dá)凸型乳輥另一側(cè)輥軸(2)前方，水循環(huán)管路(7)分為兩路經(jīng)過輥身(I)回到凸型乳輥的進(jìn)水輥軸(2)端面與出水口(9)相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于改善連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的凸型乳輥，其特征在于:所述凸型乳輥正上方有液氮冷卻裝置(10)，液氮冷卻裝置(10)由液氮罐、導(dǎo)管和噴淋罩組成，導(dǎo)管一頭連接液氮罐，一頭安裝噴淋罩，噴淋罩安裝在凸型乳輥正上方。
【文檔編號】B22D11/12GK205414354SQ201620197671
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】齊建軍, 劉建培, 劉勇, 王紹丹
【申請人】石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司