CN103182492A - 一种双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法及装置，薄带连铸机机架为U形结构的牌坊，支撑每个铸辊的两侧轴承座，轴承座可以带动铸辊在牌坊的导轨上滑动；通过固定在铸机U形牌坊上的液压缸可带动移动辊相对固定辊靠近或远离地移动，调节二者之间的平行间隙即辊缝大小；机架上对应固定辊轴承座靠浇铸中心线一侧设固定挡块，在每一次铸辊更换后，进行铸机浇铸中心线的标定，通过调节机架上的固定挡块厚度，调节铸辊的轴线与浇铸中心线平行，同时，固定挡块限定两个铸辊之间的距离。本发明可以随着铸辊直径变化而相应的调整固定辊的位置，使铸辊轴线与铸机的浇铸中心线平行，另一方面可以提高铸轧力的检测精度，提高浇铸稳定性。

Description

一种双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法及装置

技术领域

本发明涉及连铸设备，特别涉及一种双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法及装置。

背景技术

双辊薄带连铸典型的示例如图1所示，大包1中的熔融钢水通过水口2、中间包3以及布流器4直接浇注在一个由两个相对转动并能够快速冷却的铸辊5a、5b和侧封装置6a、6b围成的熔池7中，钢水在铸辊旋转的周向表面凝固，进而形成凝固壳并逐渐生长随后在两铸辊辊缝隙最小处(nip点)形成1～5mm厚金属薄带材11，带材在密闭室10内经导板9导向被夹送辊12送入轧机13中轧制成0.7～2.5mm的薄带，随后经过喷淋冷却装置14冷却，最后送入卷取机机15进行卷取。

与传统的连续铸造方法不同，该方法不需经过多道热轧工序，可大大简化薄带生产工艺及减少设备投资。另外，由于整个的生产过程中金属的凝固时间比较短，所以薄带连铸产品晶粒细化、材料的强度、韧性延伸率有所提高，同时凝固速度快也有利于抑制元素的偏析。

由于直接铸轧出的带钢采用一道次或两道次热轧即可付诸市场应用，所以双辊薄带连铸生产的铸带表面粗糙度和板形偏差都应该得到严格控制，否则难以生产高质量的热轧带钢。

为了提高连双辊薄带连机的生产精度，必须要解决造成铸带板型精度误差的因素，比如辊形、轴承座间隙、铸辊定位精度等，如图2所示为一种典型的双辊薄带连铸铸机示意图，铸机机架牌坊30a、30b为U型结构，铸辊的轴承座可以在机架牌坊30a、30b上的导轨上自由滑动，图中铸辊5a为固定辊，在薄带连铸浇铸过程中铸辊5a安装位置不发生变化，而铸辊5b则可以相对铸辊5a前后移动调节二者之间的辊缝大小，所以铸辊5b定义为移动辊。在浇铸作业时，液压缸29a以一定的压力将固定辊-铸辊5a压在固定挡块16a、16b上，固定挡块16a、16b固定在机架牌坊30上，以此确保浇铸中心线的位置固定不变。

随着铸辊磨损，辊子直径不断变小，此时为了保证钢包系统与铸辊之间的浇铸中心线重合，势必要调节其中一个系统的浇铸中心，鉴于前者设备众多，调节铸辊之间的中心线位置是比较方便的，所以目前有很多铸机是通过调节挡块16a、16b的厚度来改变铸辊之间的中心线位置，从而达钢包系统和铸辊浇铸中心线重合的目的。而从图3可见，由于固定辊-铸辊5a通过两侧的轴承座靠在固定挡块16a、16b上，如果两侧挡块上的固定辊-铸辊5a相对于浇铸中心线发生偏斜，则铸带在输送至卷取机过程中会发生跑偏，严重时铸带与侧导板刮擦并卷边，无法进行卷曲和轧制，浇铸无法连续进行。

另外，如果固定辊-铸辊5a轴承座与固定挡块16a、16b接触，则其与挡块之间的作用力会间接影响到铸轧力的检测，在铸轧力较小的情况，检测精度会受到很大的影响。

发明内容

本发明的目的提出一种双辊薄带连铸铸辊定位及辊缝调节方法及装置，可以随着铸辊直径变化而相应的调整固定辊的位置，使铸辊轴线与铸机的浇铸中心线平行，另一方面可以提高铸轧力的检测精度，提高浇铸稳定性。本发明适用于用双辊式薄带连铸机浇铸厚度1.5-5mm的金属铸带。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

在需要改变铸辊浇铸中心线时，通过调节固定辊挡块装置的厚度来改变固定辊的工作位置，从而达到调节浇铸中心线的目的。另外，采用预压靠挡块定位，浇铸时拆除挡块，实现无挡块限位的浇铸方法，可以更加精确的测量铸轧力，消除间接设备对铸轧力检测影响。

具体地，本发明一种双辊薄带连铸铸辊定位及辊缝调节方法，薄带连铸机机架为U形结构的牌坊，支撑每个铸辊的两侧轴承座，轴承座可以带动铸辊在机架上的导轨上滑动；其中，一侧铸辊为固定辊，另一侧铸辊为移动辊，通过固定在铸机U形牌坊上的液压缸可相对固定辊前后移动，调节二者之间的平行间隙即辊缝大小；机架上对应固定辊轴承座靠浇铸中心线一侧设固定挡块，在每一次铸辊更换后，首先进行铸机浇铸中心线的标定，通过调节机架上的固定挡块厚度，调节铸辊的轴线与浇铸中心线平行，同时，固定挡块限定两个铸辊之间的距离。

进一步，所述的铸辊定位及辊缝调节方法包括如下步骤：

1)浇铸作业前，根据铸带厚度，调整固定挡块的厚度，然后固定侧液压缸推动固定辊以一定的压力压在固定挡块上，此时，固定辊外圆周与浇铸中心线的最小距离为0.5倍浇铸辊缝；然后测量固定辊轴线与铸带行走方向的垂直度偏差，并相应微调的固定挡块厚度，直至该垂直度偏差满足生产工艺需要，保持固定挡块厚度不变，固定辊侧液压缸的位移传感器记录为零位，并记录在铸机控制系统中，铸辊浇铸中心线调整完毕；

2)确定固定辊安装位置浇铸中心线确定以后，固定辊与挡块脱离接触，等待移动辊确定浇铸辊缝间隙；

3)移动辊轴承座在移动侧液压缸作用下慢慢推向固定辊，直至两辊之间的压力与目标标轧制力相同，在此位置，移动辊液压缸记录为位移为零，并记录在铸机控制系统中；移动辊两侧位移传感器同时清零后，移动辊相对于固定辊后退，直至二者之间最小处的距离为目标浇铸辊缝，等待浇铸作业；

4)进入浇铸状态，在浇铸过程中，固定辊的位置始终保持不变，而移动辊的位置可以随着浇铸实时做相应的调整，以应对铸辊的变形、偏心波动一系列动态工艺参数变化，保持浇铸稳定性。。

进一步，所述的铸辊定位及辊缝调节方法中，浇铸中心线确定以后，固定辊与固定挡块脱离接触方法为：将固定侧液压缸回退与固定辊脱离接触，拆除固定挡块，然后固定侧液压缸的下重新动作回到到上次清零的位置；或者，固定侧液压缸位置保持不变，减小固定挡块的厚度，使固定辊两侧轴承座与固定挡块脱离接触。

又，所述液压缸推压固定辊压在固定挡块上的压力与浇铸过程中的目标轧制力相同。

所述的固定辊液压缸头部与轴承座之间装有可以检测到固定辊轴承座与液压缸之间压力的压力传感器；所述的液压缸内置磁滞式位移传感器或电感式位移传感器。

所述的移动辊轴承座和液压缸之间刚性连接，移动辊两侧的轴承座分别通过独立的液压缸单独控制，液压缸固定在机架牌坊之上，该液压缸内置磁滞式位移传感器或电感式位移传感器。

所述的机架牌坊底座上开设供放置固定挡块的固定槽。

本发明的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节装置，其为固定挡块包括，基础块，其一侧通过螺栓固定于牌坊的固定槽中；调节块，滑设于基础块的另一侧面，呈L形，包括滑设于基础块侧面的上部及自上部一端向下弯折延伸形成的下部，调节块下部与基础块的接触平面为斜面；调节机构，使调节块与基础块活动连接。

又，所述的基础块与调节块的接触的斜面的倾斜角小于7°。

所述的调节机构包括，调节螺栓，一端穿过调节块下部与基础块活动连接；调节螺母，设置于位于调节块下部外侧的调节螺栓上；固定螺母，设置于位于调节块下部内侧的调节螺栓上。

所述的调节块与基础块之间的调节机构采用液压缸或螺杆机构。

所述的基础块与调节块之间设有导向结构。

所述的导向结构包括基础块与调节块接触的侧面中央沿长度开设凹槽，调节块上部下端面对应该凹槽设凸条，两者配合限制两个接触平面之间的相对位置不变。

所述的基础块呈L形，其一侧螺栓固定于牌坊的固定槽中；所述的调节块滑设于基础块的另一侧面。

本发明的优点在于：

1、铸辊辊径减小后可以通过改变挡块的厚度调节浇铸中心线位置，调节方便，简单易行，大大缩短调节时间。

2、采用自锁的斜楔倾角设计，保证设备工作时不容易产生相对移动，确保设备定位精度。

3、可以更加精确的测量铸轧力，消除间接设备对铸轧力检测影响。

本发明与已有技术的区别和改进之处

美国专利US6820680及EP0947261A2提出一种薄带连铸机的形式，在两个结晶辊轴承座之间有一个挡块可以调节两个结晶辊轴承座之间的距离，达到调节不同辊缝的目的，承受轴承座重量的是滑动导轨(线形轴承)，挡块的内部有一套蜗杆或螺杆结构可以调节挡块的宽度，以便于确定两个铸辊之间的间隙。相对于本发明，该专利采用机械传动机构调节挡块的厚度，挡块结构比较复杂，而且由于传动机构存在一定的间隙，所以调节浇铸中心线时挡块厚度调节可能会花费更多的时间；其二，该专利所述挡块厚度发生变化时其与固定辊、移动辊轴承座距离均同样变化，后者通过挡块确定最小辊缝间隙，也就是说挡块本身就决定了浇铸中心线的位置，调节余地比较下，容易受到挡块安装精度和调节系统误差影响，而本发明使用固定辊确定浇铸中心线的位置，同时调节固定辊轴线和浇铸中线的平行精度，并以固定辊为基准调节移动辊的位置，所以可以作业精度可以保证。其三，该专利中没有提到如何避免挡块与轴承座之间的压力影响铸轧力检测的处理方法，未明确浇铸过程中挡块的作用位置。

综合上述三点认为，本发明和上述专利发明内容不冲突。

附图说明

图1为薄带连铸典型工艺示意图。

图2为双辊薄带连铸铸机横断面示意图。

图3为双辊薄带连铸铸机俯视示意图。

图4为本发明固定辊定位及调节装置的结构示意图。

图5为本发明固定辊定位及调节装置B-B剖视图。

图6为本发明固定辊定位及调节装置A-A剖视图。

图7为本发明固定辊定位及调节装置的立体图。

图8为等待浇铸状态的双辊薄带连铸铸机横断面示意图。

具体实施方式

参见图1～图8，本发明的双辊薄带连铸铸机包括两根相对旋转的冷却铸辊5a、5b以及端部与之贴合的侧封板6a、6b，大包中间包中的熔融钢水通过水口布流入二者形成的熔池7中并凝固，进而形成钢带。

所述的薄带连铸机机架牌坊30为U形结构的牌坊，共有两个牌坊，分别支撑每个铸辊的两侧轴承座，铸辊轴承座可以带动铸辊在机架牌坊30上的导轨上自由滑动，并且，铸辊可以在轴承座内的滚动轴承支撑下自由转动。铸机如图2中铸辊5a为固定辊，而铸辊5b定义为移动辊，其可以相对铸辊5a前后移动调节二者之间的平行间隙(辊缝)大小。两个铸辊和其端部贴合的侧封板组成容纳钢水的熔池，承接来自于铸辊之上浇铸系统布流的熔融钢水，钢水在铸辊外圆周上凝固，并在两个辊子间隙最小处形成铸带。固定辊和移动的位置均通过固定在铸机U形牌坊上的液压缸调节，其中，固定辊在浇铸过程中位置不变。在每一次铸辊更换后，首先进行铸机浇铸中心线的标定。通过调节机架牌坊30a、30b上的固定挡块16a、16b厚度，调节铸辊的轴线与浇铸中心线平行，同时还用于限定两个铸辊之间的距离。

a)铸辊浇铸中心线确定

浇铸作业前，根据铸带厚度，调整固定挡块16a、16b的厚度，然后固定侧液压缸推动固定辊以一定的压力压在固定挡块16a、16b上，此时，固定辊外圆周与浇铸中心线的最小距离为0.5倍浇铸辊缝，接下来测量固定辊轴线与铸带行走方向的垂直度偏差(具体的检测方法本文不涉及)，如果该偏差不能满足工艺设备要求，则相应微调一侧(a侧或b侧)的挡块厚度，直至该垂直度偏差满足生产工艺需要，固定挡块厚度不变。此时固定辊侧液压缸的位移传感器记录为零位——记录在铸机控制系统中，浇铸中心线调整完毕；

b)铸辊浇铸中心线确定以后，固定辊与固定挡块脱离接触，并等待移动辊确定浇铸辊缝间隙；

c)移动辊轴承座22a、22b在移动侧液压缸25a、25b作用下同时慢慢推向固定辊，直至两辊之间的压力与目标标轧制力相同，在此位置，移动辊液压缸记录为位移为零--记录在铸机控制系统中；移动辊两侧位移传感器26a、26b同时清零后，移动辊相对于固定辊后退，直至二者之间最小处的距离为目标浇铸辊缝，等待浇铸作业；

d)进入浇铸状态，在浇铸过程中，固定辊的位置始终保持不变，而移动辊的位置将随着浇铸实时做相应的调整，以应对铸辊的变形、偏心波动等等一系列动态工艺参数变化，保持浇铸稳定性；

所述液压缸29a、29b推压固定辊压在挡块16a、16b上的压力与浇铸过程中的目标轧制力相同。所述的固定辊液压缸29a、29b头部与轴承座23a、23b之间装有压力传感器32a、32b，可以检测到固定辊轴承座与液压缸之间的压力，压力传感器与轴承座之间可以使固定联接也可以不固定连接机构。所述的液压缸位置由内置在液压缸内部的磁滞式位移传感器或电感式位移传感器等检测元件进行检测，检测元件相对液压缸的安装位置不变。

所述的移动辊轴承座22a、22b和液压缸25a、25b之间通过刚性连接固定在一起，辊两侧的轴承座分别通过独立的液压缸单独控制液压缸则固定在机架牌坊30a、30b之上，所述的液压缸位置由内置在液压缸内部的磁滞式位移传感器或电感式位移传感器等检测元件进行检测，检测元件相对液压缸的安装位置不变。

参见图4～图7，本发明所述的定位及辊缝调节装置即固定挡块16a、16b，通过螺栓分别固定在机架牌坊30a、30b的固定槽中，其厚度可调节，以便于改变固定辊的工作位置。

下面以固定挡块16a为例说明其基本结构和工作原理。

所述的固定挡块16a包括，基础块161a，其一侧通过螺栓167a固定于牌坊30a的固定槽中；调节块162a，滑设于基础块161a的另一侧面，呈L形，包括滑设于基础块侧面的上部1621a及自上部一端向下弯折延伸形成的下部1622a，调节块下部与基础块的接触平面为斜面；调节机构163a，使调节块162a与基础块161a活动连接。

又，所述的基础块161a与调节块162a的接触的斜面的倾斜角小于7°。

所述的调节机构163a包括，调节螺栓164a，一端穿过调节块162a下部与基础块161a活动连接；调节螺母165a，设置于位于调节块下部外侧的调节螺栓164a上；固定螺母166a，设置于位于调节块下部内侧的调节螺栓164a上。

所述的调节块162a与基础块161a之间的调节机构163a还可以采用液压缸或螺杆机构。

所述的基础块161a与调节块162a之间设有导向结构，该导向结构包括基础块161a与调节块接触的侧面1611a中央沿长度开设凹槽1612a，调节块上部1621a下端面对应该凹槽1612a设凸条1623a，两者配合限制两个接触平面之间的相对位置不变。

在本实施例中，所述的基础块161a呈L形，其一侧螺栓167a固定于牌坊的固定槽中；所述的调节块162a滑设于基础块161a的另一侧面。

由于调节块和基础块的接触平面为斜面，所以只要二者直之间的配合长度发生变化后，则挡块的厚度会发生变化，所以通过调节螺母调整二者之间的配合长度，确定了挡块的目标厚度，锁紧固定螺母即可固定挡块厚度。

所述的基础块与调节块的接触平面为斜面，楔形的倾斜角小于7°，即两个平面相互接触后具有自锁能力，在压力作用下不会发生相对滑动。

Claims (15)

1.一种双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法，薄带连铸机机架为U形结构的牌坊，支撑每个铸辊的两侧轴承座，轴承座可以带动铸辊在牌坊的导轨上滑动；其中，一侧铸辊为固定辊，另一侧铸辊为移动辊，通过固定在铸机U形牌坊上的液压缸可带动移动辊相对固定辊靠近或远离地移动，调节二者之间的平行间隙即辊缝大小；机架上对应固定辊轴承座靠近浇铸中心线一侧设固定挡块，在每一次铸辊更换后，首先进行铸机浇铸中心线的标定，通过调节机架上的固定挡块厚度，调节铸辊的轴线与浇铸中心线平行，同时，固定挡块限定两个铸辊之间的距离。

2.如权利要求1所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法，其特征是，在铸辊辊径变化后，通过调节固定挡块厚度保持铸机的浇铸中心线始终与铸辊的辊缝中心重合；所述的浇铸中心线为垂直于铸带前进方向，且通过铸机牌坊中心的设备安装定位基准。

3.如权利要求1所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法，其特征是，包括如下步骤：

1)浇铸作业前，根据铸带厚度，调整固定挡块的厚度，然后固定侧液压缸推动固定辊以一定的压力压在固定挡块上，此时，固定辊外圆周与浇铸中心线的最小距离为0.5倍浇铸辊缝；然后测量固定辊轴线与铸带行走方向的垂直度偏差，并相应微调固定挡块厚度，直至该垂直度偏差满足生产工艺需要，保持固定挡块厚度不变，固定辊侧液压缸的位移传感器记录为零位，并记录在铸机控制系统中，铸辊浇铸中心线调整完毕；

2)确定铸辊浇铸中心线以后，固定辊与挡块脱离接触，等待移动辊确定浇铸辊缝间隙；

3)移动辊轴承座在移动侧液压缸作用下慢慢推向固定辊，直至两辊之间的压力与目标标轧制力相同，在此位置，移动辊液压缸记录为位移为零，并记录在铸机控制系统中；移动辊两侧位移传感器同时清零后，移动辊相对于固定辊后退，直至二者之间最小处的距离为目标浇铸辊缝，等待浇铸作业；

4)进入浇铸状态，在浇铸过程中，固定辊的位置始终保持不变，而移动辊的位置可以随着浇铸实时做相应的调整，以应对铸辊的变形、偏心波动一系列动态工艺参数变化，保持浇铸稳定性。

4.如权利要求1所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法，其特征是，铸辊浇铸中心线确定以后，固定辊与固定挡块脱离接触方法为：将固定侧液压缸回退与固定辊脱离接触，拆除固定挡块，然后固定侧液压缸重新动作回到到上次清零的位置；或者，固定侧液压缸位置保持不变，减小固定挡块的厚度，使固定辊轴承座与挡块之间脱离接触。

5.如权利要求1所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法，其特征是，所述液压缸推压固定辊压在固定挡块上的压力与浇铸过程中的目标轧制力相同。

6.如权利要求1所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法，其特征是，所述的固定辊液压缸头部与轴承座之间装有可以检测到固定辊轴承座与液压缸之间压力的压力传感器；所述的液压缸内置磁滞式位移传感器或电感式位移传感器。

7.如权利要求1所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法，其特征是，所述的移动辊轴承座和液压缸之间刚性连接，移动辊两侧的轴承座分别通过独立的液压缸单独控制，液压缸固定在机架牌坊之上，该液压缸内置磁滞式位移传感器或电感式位移传感器。

8.如权利要求1所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节方法，其特征是，所述的机架牌坊底座上开设供放置固定挡块的固定槽。

9.双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节装置，其特征是，其为一固定挡块包括，

基础块，其一侧通过螺栓固定于牌坊的固定槽中；

调节块，滑设于基础块的另一侧面，呈L形，包括滑设于基础块侧面的上部及自上部一端向下弯折延伸形成的下部，调节块下部与基础块的接触平面为斜面；

调节机构，使调节块与基础块活动连接。

10.如权利要求9所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节装置，其特征是，所述的基础块与调节块的接触的斜面的倾斜角小于7°。

11.如权利要求9所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节装置，其特征是，所述的调节机构包括，调节螺栓，一端穿过调节块下部与基础块活动连接；调节螺母，设置于位于调节块下部外侧的调节螺栓上；固定螺母，设置于位于调节块下部内侧的调节螺栓上。

12.如权利要求9所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节装置，其特征是，所述的调节机构采用液压缸或螺杆机构。

13.如权利要求9所述的双辊薄带连铸铸辊的定位方法，其特征是，所述的基础块与调节块之间设有导向结构。

14.如权利要求13所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节装置，其特征是，所述的导向结构包括基础块与调节块接触的侧面中央沿长度开设凹槽，调节块上部下端面对应该凹槽设凸条，两者配合限制两个接触平面之间的相对位置不变。

15.如权利要求9～14中任一项所述的双辊薄带连铸铸辊的定位及辊缝调节装置，其特征是，所述的基础块呈L形，其一侧螺栓固定于牌坊的固定槽中；所述的调节块滑设于基础块的另一侧面。

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