CN103537641A - 一种可快速更换铸辊的双辊薄带连铸机 - Google Patents

Abstract

一种可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其包括，两个机架牌坊，下部通过横梁相连，U型开口式结构，上部通过拉紧杆相连，形成闭式机架，拉紧杆端部设螺母；更换框架，设于两个机架牌坊内，其上设导轨；两个铸辊及其轴承座，设于更换框架上，两个铸辊的轴承座设置于导轨上；一铸辊的两个轴承座为固定设置，该轴承座与机架牌坊之间设铸轧力传感器，其一侧与机架牌坊的相对位置保持固定；另一铸辊的轴承座在导轨上可滑动调整，其为移动侧，该侧的轴承座与机架牌坊之间设用于铸辊位置调节的液压缸或螺纹丝杆装置，液压缸或螺纹丝杆装置固定在机架牌坊上，其上设位移传感器；两平衡油缸，分别设于两个铸辊的轴承座之间，并安装于任意一侧的轴承座上。

Description

一种可快速更换铸辊的双辊薄带连铸机

技术领域

本发明涉及连铸设备，特别涉及一种可快速更换铸辊的双辊薄带连铸机。

背景技术

典型的双辊薄带连铸工艺是将钢水直接浇注在一个由两个相对转动并能够快速冷却的铸辊和侧封装置围成的熔池中，在铸辊旋转的周向表面凝固并形成凝固壳并逐渐生长然后在两铸辊缝隙最小处被挤压在一起，最后在出带口形成1-5mm厚薄铸钢带，经由轧机轧制成0.7-2.5mm的薄带产品卷曲后即可交付市场。

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。

目前多个专利如US5277243A1，EP0947261A2，WO2004098814A1中介绍了几种铸机结构，即：以一个固定框架为基础，铸机的铸辊组件—铸辊及其支撑机构通过运送小车等辅助装置可快速安装或拆卸在框架内。上述方法快速更换铸机铸辊组件的方法可以大大提高薄带连铸生产率，降低换辊时间。

但是，如果采用上述已公开专利中的快速更换铸辊的方法，由于要采用很长的运输轨道和运输机构，所以所涉及的设备将会比较复杂，成本也会比较高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可快速更换铸辊的双辊薄带连铸机，可以整体吊装铸辊及其组件的方式更换双辊薄带连铸机铸辊及其附属装置等主要部件，节省换辊时间的同时降低铸机制造成本。并采用在铸辊轴承座之间添加平衡油缸的方法提高铸机机架整体刚度、消除相关零部件之间的间隙，从而降低铸带厚度波动偏差。所述的铸机具有方便快速拆装的公辅介质接口，适用于薄带连铸工业化连续生产。本发明适用于用双辊式薄带连铸机浇注厚度1.0-5mm的金属铸带。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其包括，两个机架牌坊，下部通过横梁相连，并固定在地基上；机架牌坊为U型开口式结构，上部通过拉紧杆相连，形成一个闭式机架，拉紧杆端部设可调节作用在机架牌坊上的预拉紧应力的螺丝螺母；更换框架，安装于两个机架牌坊内；更换框架上设导轨；两个铸辊及其轴承座，设置于更换框架上，两个铸辊的轴承座设置于导轨上；其中，一个铸辊的轴承座与机架牌坊的相对位置保持固定，且在该轴承座与机架牌坊之间设铸轧力传感器，铸轧力传感器一侧固定在机架牌坊之上；另一个铸辊的轴承座在导轨上可滑动调整，为移动侧，该轴承座与机架牌坊之间设用于铸辊位置调节的液压缸或螺纹丝杆装置，液压缸或螺纹丝杆装置固定在机架牌坊上，其上设位置检测器；两平衡油缸，分别设置于所述两个铸辊的轴承座之间，并安装于任意一侧的轴承座上，施加恒定压力在两轴承座之间。

进一步，对应固定侧铸辊的机架牌坊与轴承座之间设有用于拆装铸辊时将轴承座推离铸轧力传感器的拆卸油缸，该拆卸油缸位于铸轧力传感器下方。

又，所述的平衡油缸采用两个液压缸为一组，分别对称于铸辊轴线安装在轴承座上；或平衡油缸采用一个液压缸，其轴线与铸辊轴线重合安装。

再有，所述的更换框架在铸辊的传动侧设两个轴向定位轴，与此对应，所述机架牌坊传动端外侧面设供该轴向定位轴定位的定位凹槽，以实现更换框架轴向安装定位；

更进一步，所述机架牌坊内两侧分别设弹簧压紧盒和靠山，更换框架安装于机架牌坊内，其两侧分别抵靠弹簧压紧盒和靠山，从而实现更换框架沿着结晶辊径向的安装定位。

所述的更换框架沿着铸辊轴向两侧分别设有导向柱，相应的，机架牌坊两侧设置供所述导向柱导向限位的导向装置。

对应所述铸辊传动端的轴承座与更换框架的导轨采用燕尾形结构配合，相对的铸辊另外一端的轴承座与更换框架的导轨则采用矩形平导轨。

每一个铸辊进出水端安装有旋转密封装置，分别通过柔性水管与更换框架相连；更换框架内部为中空通水冷却的焊接式或铸造框体结构，其底部设置有三个圆形水孔分别为铸辊冷却水进出通道和框架本身冷却水进出通道。

机架牌坊上设置有固定的进出水通道分别为铸辊和更换框架通水和排水，其设计为凸起形式，所述的更换框架底部的水孔在框架安装在机架牌坊上时可以直接与这些凸起结合，实现冷却水管地快速连接。

对应铸辊传动端的轴承座下部侧面设有固定座，固定座上设销孔；与此对应，更换框架侧面上安装有基座，固定板一端通过销轴活动连接于基座，固定板另一端设固定销，该固定销与固定座上设销孔对应。

另外，本发明中至少一个铸辊的轴承座设轴向调节结构，该轴承座包括上、下配合的轴承支架和滑动支架；轴承支架下部外侧端设凹槽，滑动支架为L形结构，其一侧凸块与凹槽配合，另一侧的上端面与轴承支架为可相互配合沿铸辊轴向滑动的燕尾形导轨结构，滑动支架的底面与更换框架上的导轨配合；滑动支架L形结构一侧凸块上设贯穿凸块内外侧面的通孔，凸块内外侧面上分别凸设耳块及销轴，两块压板中部通过销轴枢轴连接于凸块内外侧面，压板两端分别对应滑动支架凸块及轴承支架，其中，对应滑动支架的压板一侧设一贯穿凸块通孔的调节螺杆，通过调节螺杆可使压板推动轴承支架在滑动支架上沿铸辊轴向运动，从而达到调节铸辊轴向相对位置的目的。

所述的更换框架侧面均匀布置四个吊耳。

本发明中所述的铸机采用带有拉紧杆的半开口式开式铸造机架牌坊，机架牌坊共有两片，通过下部的横梁相连，牌坊固定在固定的基础上。铸机采用吊装方式更换铸辊组件——包括两个铸辊及其轴承座、相应的快速冷却水接口装置等，并包括承载这部分装置的更换框架。上述铸辊设备在线外安装在更换框架之上并锁定位置。吊装时，整体吊装铸辊组件并沿着机架牌坊上的导向装置将铸辊组件安装在铸机机架之中。其中，两个铸辊在轴承座的支撑下可以在吊装框架的导轨上自由滑动。

在浇铸过程中至少有一个铸辊可以相对另一铸辊平行分开或靠近，以调节二者之间的间隙。铸辊的位置调节通过固定在机架上的液压缸或螺纹丝杆装置等执行元件执行，并且在其中至少有一个铸辊轴承座与机机架之间安装有铸轧力传感器实时测量铸轧力。至少有一个位置调节元件安装有位移检测元件，该位置调节执行元件可以采用压力或位置控制模式。在两个铸辊同一侧的一对轴承座之间各安装有两个液压缸作为平衡油缸，其固定在其中一个铸辊的轴承座上，此平衡油缸可采取恒压力控制，以使得作用在两个铸辊轴承座上的压力始终恒定，并消除整个铸轧力传递系统链上的结构间隙，提高铸机机架的刚度。所述的铸机机架牌坊上部通过拉杆机构使其成为一个闭式机架，提高机架强度。

本发明的主要内容详述如下：

本发明所述的铸机采用吊装方式更换铸辊组件，整体吊装铸辊组件并沿着机架牌坊上的的导向装置将铸辊组件安装在铸机机架之中。两个铸辊在轴承座的支撑下可以在吊装框架的导轨上自由滑动。在浇铸过程中至少有一个铸辊可以相对另一铸辊平行分开或靠近，以调节二者之间的间隙。铸辊的位置调节通过固定在机架上的液压缸或螺纹丝杆装置等执行元件执行，并且在其中至少有一个铸辊轴承座与机机架之间安装有铸轧力传感器实时测量铸轧力。至少有一个位置调节元件安装有位移检测元件，该位置调节执行元件可以采用压力或位置控制模式。在两个铸辊同一侧的一对轴承座之间各安装有两个液压缸作为平衡油缸，其固定在其中一个铸辊的轴承座上，此平衡油缸可采取恒压力控制。

所述的铸机机架牌坊半开口式开式铸造U型机架，机架牌坊共有左右两片，通过下部的横梁相连，机架牌坊安装在固定的基础上。在铸机的其中一侧为固定侧，浇铸作业过程中该铸辊的位置不变化，并且作为浇铸中心线的定位基准。

本发明的主要优点：

1.两个轴承座之间采用平衡液压缸机构，可以消除固定框架内的设备间隙，提高铸轧力传感器的检测灵敏性和准确性，同时，提高了位置控制相应速度。

2.吊装式可更换主体框架，便于设备检修、拆装。内冷却系统可以保持机架长时间使用寿命。

3.至少有一个轴承座可以沿着铸辊轴向、径向两个方向调节位置。

本发明与已有技术的区别和改进之处：

欧洲专利EP0138059A1中提出一种铸机形式，该方法在两个铸辊轴承座之间采用一个液压缸装置调节辊缝。所不同的是，在该发明中，控制系统根据铸轧力的变化主动变化轴承座之间的液压缸压力实现辊缝变化。而在本发明中，轴承座之间的液压缸只具有保持恒定压力的作用。这种用法可以真实地反应铸轧力变化，便于铸轧力传感器精确的测量铸轧力。同时，轴承座之间保持恒定的平衡力可以消除轴承座等零部件之间的间隙，对辊缝控制精度有负面影响。

德国专利DE10102822A采用的铸机结构形式与本发明所不同的是：a）对比方案采用U型开式机架，而且铸辊安装在一个承载小车上，通过液压缸拖拉更换。本发明采用带拉紧杆的U型机架，采用吊装的形式更换铸辊及其承载框架，并详述了吊装更换铸辊的方法和结构形式。b）在该专利中，位于两个铸辊轴承座之间的液压缸具有恒定压力或压力可变功能，用于改变铸辊之间的距离。与前一个对比专利相似，这种用法不能真实地反应铸轧力变化，而且不利于消除轴承座等零部件之间的间隙。这是与本发明所述方法最明显的区别之一。

附图说明

图1为本发明铸机横截面的剖视示意图。

图2为本发明铸机机架牌坊的侧视图。

图3为本发明铸机机架牌坊的立体图。

图4为本发明铸辊组件俯视图。

图5本发明固定侧铸辊轴承座示意图。

图6为本发明固定侧铸辊轴承座示意图。

具体实施方式

参见图1～图6，本发明的一种可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其包括，两个机架牌坊1、1’，下部通过横梁2、2’相连，并固定在地基上；机架牌坊1、1’为U型开口式结构，上部通过拉紧杆3、3’相连，形成一个闭式机架，拉紧杆3、3’端部设可调节作用在机架牌坊上的预拉紧应力的螺母4、4’；更换框架5，设置于两个机架牌坊1、1’内，更换框架5上设导轨51、51’；两个铸辊6、6’及其轴承座7、7’、8、8’，设置于更换框架5上，两轴承座7、8以及7’、8’设置于导轨51、51’上；其中，一侧轴承座7、7’为固定设置，且在该轴承座7、7’与机架牌坊1和1’之间设铸轧力传感器9，铸轧力传感器9一侧固定在机架牌坊1之上；另一侧轴承座8、8’在导轨51上可滑动调整，为移动侧，该轴承座8、8’与机架牌坊1和1’之间设用于铸辊6’位置调节的液压缸10或螺纹丝杆装置，两个液压缸10或螺纹丝杆装置固定在机架牌坊1和1’上，其上设位移传感器11；两平衡油缸12、12’，分别设置于所述两个铸辊的轴承座7、7’、8、8’之间，并安装于任意一侧的轴承座上。

进一步，在铸轧力传感器9与机架牌坊1和1’之间有用于调节固定侧铸辊相对于浇铸中心线的位置的调节垫片13。

对应固定侧铸辊6的机架牌坊1和1’与轴承座7、7’之间设用于拆装铸辊时将轴承座7、7’推离铸轧力传感器的拆卸油缸14，该拆卸油缸14位于铸轧力传感器9下方。

另外，本发明至少设有一个位置调节元件安装有位移检测元件14，该位置调节执行元件可以采用压力或位置控制模式。

所述的平衡油缸12、12’采用两个液压缸为一组，分别对称于铸辊轴线安装在轴承座7、8、7’、8’上，或该平衡油缸采用一个液压缸，其轴线与铸辊轴线重合安装。

所述的更换框架5两侧设轴向定位轴52（以一侧轴向定位轴52为例，下同），所述机架牌坊1传动端外侧面设供该轴向定位轴52定位的定位凹槽101，以此实现更换框架5轴向安装定位；所述更换框架5的另外两侧面设靠山53，与之对应的，所述机架牌坊1’、1’上设弹簧压紧盒102’将更换框架5压紧在靠山53上，从而实现更换框架5的径向安装定位。

所述的更换框架5对应机架牌坊1、1’的两侧凸设导向柱54、54’，相应的，机架牌坊1、1’两侧设置供所述导向柱54、54’限位的导向装置103、103’。

对应所述铸辊6、6’传动端的轴承座7、8与更换框架5的导轨51采用燕尾形结构配合，相对的铸辊6、6’另外一端的轴承座7’、8’与更换框架5的导轨51’则采用矩形平导轨。

每一个铸辊6、6’进水端安装有旋转密封装置15（以一侧为例说明），分别通过柔性水管与更换框架5相连，而更换框架设置有三个冷却水通道分别为铸辊冷却水进、出通道121、122和更换框架本身冷却水进（出）通道123。相应的，机架牌坊上设置有固定的铸辊进、出水通道111、112以及更换框架冷却水进（出）通道113，后者设计为凸起结构。当更换框架5安装在机架牌坊1、1’上时，三个冷却水通道121、122、123分别与出水通道111、112、113相结合，实现冷却水快速连接。

参见图5，对应铸辊传动端的轴承座8（以轴承座8为例，下同）下部侧面设有固定座81，固定座上设销孔82；与此对应，更换框架5侧面上安装有基座55，固定板56一端通过销轴57活动连接于基座55，固定板56另一端设固定销58，该固定销58与固定座81上设销孔82对应。

当轴承座8安装在更换框架5上并调节至吊装位置后，固定板56绕销轴57向上翻转，固定板56的固定销58插入固定座销孔82，即可锁定轴承座8的位置，防止吊装时铸辊相对窜动。

参见图6，至少一个铸辊的轴承座设轴向调节结构，轴承座7（以轴承座7为例，下同）包括上下配合的轴承支架71和滑动支架72；轴承支架71下部外侧端设凹槽711，滑动支架72为L形结构，其一侧凸块721与凹槽711相对，另一侧的上端面与轴承支架71为可相互配合沿铸辊轴向滑动的燕尾形导轨结构712，滑动支架72的底面与更换框架5上的导轨51配合；滑动支架72的L形结构一侧凸块721上设贯穿凸块内、外侧面的通孔722，凸块内外侧面上分别凸设耳块723及销轴724，两块压板73、73’中部通过销轴724（以一侧压板73为例，下同）枢轴连接于凸块721内外侧面，压板73两端分别对应滑动支架72凸块721及轴承支架71，其中，对应滑动支架72的压板73一侧穿设一贯穿凸块通孔722的调节螺杆75，通过调节螺杆75可使压板73推动轴承支架71在滑动支架72上沿铸辊轴向运动，从而达到调节铸辊轴向相对位置的目的。

所述的更换框架5为内部中空通水冷却的焊接式或铸造框体结构。

所述的更换框架5侧面均匀布置四个吊耳17。

所述的机架牌坊1、1’之上至少有一侧设置有凸起的冷却进、出水接口，这些接口与固定水管相连并提供或导出冷却介质。

本发明铸辊吊装方法如下：

预先将两个铸辊及其轴承座以及冷却水连接设备等安装在更换框架之中，并通过轴承座上的固定座与更换框架上的固定销相互锁定，锁定轴承座与更换框架之间的相对位置。

吊索作用在吊耳上将铸辊组件整体吊起，放置在机架牌坊之上，此时导向柱沿着机架牌坊上的导向装置将铸辊组件安装在铸机机架之中。铸辊组件底部与机架牌坊接触后，更换轴向定位装置的定位轴卡在定位凹槽中，弹簧压紧盒将更换框架压向牌坊固定侧的定位板，实现更换框架的径向安装定位；同时冷却水进、出水接口与更换框架上的进、柔性水管接口相连接实现冷却水自动连接。

安装拉紧杆，通过调整其端部的螺丝螺母的压紧力调节其作用在牌坊上的预拉紧应力。连接平衡油缸的油路；其后通过平衡油缸和位置控制油缸相互作用调节两个铸辊之间的缝隙，等待浇铸作业。

更换铸辊时，首先拆除拉紧杆，然后位置控制油缸回退至最小位移位置，拆卸油缸伸出，将固定侧铸辊轴承座和铸辊推离铸轧力传感器，通过轴承座上的固定座与更换框架上的固定销锁定轴承座与更换框架之间的相对位置，等待吊装更换铸辊组件。

综上所述，本发明提出一种整体吊装铸辊及其组件的方式更换铸辊，并采用在铸辊轴承座之间添加平衡油缸的方法提高铸机机架整体刚度，可以根据浇铸情况变化实时控制铸带厚度变化。该结构形式可以消除固定框架内的设备间隙，提高铸轧力传感器的检测灵敏性和准确性，同时，提高了位置控制相应速度。吊装式可更换主体框架，便于设备检修、拆装。内冷却系统可以保持机架长时间使用寿命。

Claims (12)

1.一种可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，包括， 

两个机架牌坊，下部通过横梁相连，并固定在地基上；机架牌坊为U型开口式结构，上部通过拉紧杆相连，形成一个闭式机架，拉紧杆端部设可调节作用在机架牌坊上的预拉紧应力的螺丝螺母； 

更换框架，安装于两个机架牌坊内； 

更换框架上设导轨；两个铸辊及其轴承座，设置于更换框架上，两个铸辊的轴承座设置于导轨上；其中，一个铸辊的轴承座与机架牌坊的相对位置保持固定，且在该轴承座与机架牌坊之间设铸轧力传感器，铸轧力传感器一侧固定在机架牌坊之上；另一个铸辊的轴承座在导轨上可滑动调整，为移动侧，该轴承座与机架牌坊之间设用于铸辊位置调节的液压缸或螺纹丝杆装置，液压缸或螺纹丝杆装置固定在机架牌坊上，其上设位置检测器； 

两平衡油缸，分别设置于所述两个铸辊的轴承座之间，并安装于任意一侧的轴承座上，施加恒定压力在两轴承座之间。 

2.如权利要求1所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，对应固定侧铸辊的机架牌坊与轴承座之间设有用于拆装铸辊时将轴承座推离铸轧力传感器的拆卸油缸，该拆卸油缸位于铸轧力传感器下方。 

3.如权利要求1所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，所述的平衡油缸采用两个液压缸为一组，分别对称于铸辊轴线安装在轴承座上；或平衡油缸采用一个液压缸，其轴线与铸辊轴线重合安装。 

4.如权利要求1所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，所述的更换框架在铸辊的传动侧设两个轴向定位轴，与此对应，所述机架牌坊传动端外侧面设供该轴向定位轴定位的定位凹槽，以实现更换框架轴向安装定位。

5.如权利要求1或4所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，所述机架牌坊内两侧分别设弹簧压紧盒和靠山，更换框架安装于机架牌坊内，其两侧分别抵靠弹簧压紧盒和靠山，从而实现更换 框架沿着结晶辊径向的安装定位。 

6.如权利要求1或5所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，所述的更换框架沿着铸辊轴向两侧分别设有导向柱，相应的，机架牌坊两侧设置供所述导向柱导向限位的导向装置。 

7.如权利要求1或5或6所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，对应所述铸辊传动端的轴承座与更换框架的导轨采用燕尾形结构配合，相对的铸辊另外一端的轴承座与更换框架的导轨则采用矩形平导轨。 

8.如权利要求1所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，每一个铸辊进出水端安装有旋转密封装置，分别通过柔性水管与更换框架相连；更换框架内部为中空通水冷却的焊接式或铸造框体结构，其底部设置有三个圆形水孔分别为铸辊冷却水进出通道和框架本身冷却水进出通道。 

9.如权利要求8所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，机架牌坊上设置有固定的进出水通道分别为铸辊和更换框架通水和排水，其设计为凸起形式，所述的更换框架底部的水孔在更换框架安装在机架牌坊上时可以直接与这些凸起结合，实现冷却水管地快速连接。 

10.如权利要求1～9中任一项所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，对应铸辊传动端的轴承座下部侧面设有固定座，固定座上设销孔；与此对应，更换框架侧面上安装有基座，固定板一端通过销轴活动连接于基座，固定板另一端设固定销，该固定销与固定座上设销孔对应。 

11.如权利要求1～10中任一项所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，至少一个铸辊的轴承座设轴向调节结构，该轴承座包括上、下配合的轴承支架和滑动支架；轴承支架下部外侧端设凹槽，滑动支架为L形结构，其一侧凸块与凹槽配合，另一侧的上端面与轴承支架为可相互配合沿铸辊轴向滑动的燕尾形导轨结构，滑动支架的底面与更换框架上的导轨配合；滑动支架L形结构一侧凸块上设贯穿凸块内外侧面的通孔，凸块内外侧面上分别凸设耳块及销轴，两块压 板中部通过销轴枢轴连接于凸块内外侧面，压板两端分别对应滑动支架凸块及轴承支架，其中，对应滑动支架的压板一侧设一贯穿凸块通孔的调节螺杆，通过调节螺杆可使压板推动轴承支架在滑动支架上沿铸辊轴向运动，从而达到调节铸辊轴向相对位置的目的。 

12.如权利要求1～11中任一项所述的可快速更换铸辊的双辊薄带连铸铸机，其特征在于，所述的更换框架侧面均匀布置四个吊耳。 

Images