板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架的製作方法

2023-05-02 19:00:01

專利名稱：板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金領域，尤其涉及一種用於連鑄機的輔助支撐裝置。
背景技術：
板坯連鑄機的結晶器短邊足輥支撐架是採用一個剛性的箱形筋板結構通
過三個獨立的預緊裝置(如寶鋼2CC、 3CC均採用預緊螺栓+碟簧組成)裝置 將由上至下排列的三個足輥固定住。2005年6月，寶鋼的2#連鑄機進行了 綜合改造，改造後採用了高速調寬結晶器，這種技術有調寬速度快，穩定性 強的特點，對生產效率和鑄坯質量提高(主要是調寬準確，調寬坯長度短) 都有很好的促進作用，但在調寬過程中，結晶器短邊銅板和側面足輥一起形 成的錐度變化非常大，所以在調寬過程中，結晶器短邊的足輥隨著鑄坯的形 狀的變化，其預緊彈簧就會壓縮，此時足輥輥面會因為彈簧壓縮而後撤，從 而達到支撐力緩衝的目的。
該現有技術的具體結構如圖l-圖6所示，整個足輥及支撐框架結構包括: 足輥l、轉動軸2、後擋板3、預緊碟簧4、預緊塊5、叉頭6、頂板7、預緊 螺絲8、側擋板ll、上輥1-1、中輥l-2、下輥l-3、底板18、螺母19。如 圖4所示，足輥支撐架上固定有三種結構形式完全一致的足輥結構單元，分 別為上輥l-l、中輥1-2與下輥l-3。每個足輥結構單元都分別由足輥l、叉 頭6、預緊塊5、預緊碟簧4、預緊螺絲8組成。如圖5， 6所示，通過旋轉 預緊螺絲8，將預緊碟簧4壓縮鎖緊以至與預緊螺絲8之間產生一定的預緊 力，起到頂升足輥目的，同時限定了足輥l輥面承受的調寬坯變形力或鼓肚 力水平，即當足輥1輥面承受的調寬坯變形力或鼓肚力超過預緊碟簧4的預 緊力時，預緊碟簧4會立即發生壓縮，以緩衝坯殼9的調寬變形或鼓肚力作 用；當坯殼9調寬變形或鼓肚力恢復至低於預緊彈簧4的預緊力時，足輥l 的輥面會在預緊力的作用下回復原位，確保三對足輥(上輥1-1、中輥l-2 與下輥1-3)的輥縫面排布符合預定的錐度形式，這種排布形式能降低鑄坯坯殼9的鼓肚(A與B點)程度。噴嘴16穿設在各足輥之間，用於噴淋冷卻 水。
但結晶器短邊足輥支撐架的工作環境十分惡劣，因為此處緊接著結晶器 的出口，鑄坯的坯殼表面溫度極高，基本處在100(TC以上。故此，雖然此處 由高速的噴淋冷卻水，由於高溫輻射與接觸導熱作用，足輥支撐架的整體溫 度很高。且對於單個足輥支撐架的工況分析可知，其經受的溫度波動範圍大， 且波動周期頻繁，因此足輥支撐架必須能抵抗熱疲勞與蠕變作用。
然而，寶鋼2CC短邊足輥支撐架的原始設計形式並不具備這個能力。如 圖7-10所示，IO液態鋼水，17為足輥為轉動軸2設置的滑槽。 一個新型足 輥支撐架上線後，往往在澆鑄一定爐數以後，足輥支撐架發生一定的熱變形， 形成變形後側板13。其會導致足輥在經受過載力(調寬作業)被壓縮後而無 法彈出並恢復到正常位置。導致調寬後三對短邊足輥輥面不同程度的內凹， 偏離了預設定的錐度形式。如圖IO所示，當下輥l-3無法彈出時，就形成了 一種凹形輥面分布，這就直接造成鑄坯坯殼9在內凹輥面附近形成過大的鼓 肚量，如C點與D點，這種鼓肚正是造成足輥區域漏鋼的主要原因。(已經發 生過20次)，也是造成鑄坯側面質量缺陷的主要原因。
針對於這種設計缺陷，結晶器足輥的設備檢修人員認為剔除足輥後部 的預緊頂升裝置，採用剛性焊接結構來代替。這種形式看似合理，但對於結 晶器高速調寬系統來說，因為沒有可壓縮的緩衝作用反而會導致結晶器高速 調寬系統功能的失敗。
因此，連鑄現場急需針對這種高速調寬鑄機結晶器短邊足輥支撐架進行 一種合理的結構改造，使之既能符合結晶器高速調寬的要求，又能起到在調 寬後，確保側面足輥完全彈出，並恢復到正常位置，以防止漏鋼和鑄坯表面 質量異常的新型結構。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，通 過在原有的支撐架上添加一定的剛性結構，在承受頻繁熱疲勞作用時仍然能 保持良好剛度。可長時間避免短邊足輥支撐架因高溫產生的變形，大大延長 了短邊足輥支撐架的使用壽命。從而提高了連鑄結晶器整體的使用壽命，徹底杜絕了鑄機因為短邊足輥內凹而導致的漏鋼事故發生。並且滿足了結晶器 高速調寬的要求，提高了鑄機的生產率和鑄坯的質量，降低了生產和設備維 護成本。
本實用新型的技術方案 一種板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，包 括 一支撐架，其包括一後擋板、 一頂板、 一底板和兩側擋板；其中一側擋 板上開有三滑槽；
三個預緊裝置，其各包括一足輥； 一叉頭，與足輥通過轉動軸轉動連接， 轉動軸卡設在滑槽內； 一預緊塊，與叉頭的尾端固定連接； 一預緊螺絲，其 一端與預緊塊連接，另一端穿過後擋板並通過一螺母與後擋板固定連接；預 緊螺絲上還套有一預緊碟簧；
兩噴嘴，分別穿設在各足輥之間；
還包括至少一支撐梁，其兩端分別與支撐架的兩側擋板固定連接。 優選地，所述支撐梁為兩根，分別設在各足輥之間的輥縫中。 優選地，所述支撐梁上開有一噴嘴孔，噴嘴的管道分別穿過該通孔。 優選地，所述支撐梁設在兩側擋板上靠近足輥的位置。 優選地，所述支撐梁與相鄰兩足輥的間隙》5mm。 優選地，所述支撐梁與兩側擋板的材料熱力學屬性一致。 本實用新型由於釆用了以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下 優點和積極效果其改造程序簡單，抵抗熱變形能力強，可實現短邊足輥支 撐架在正常澆鑄生產時不會發生過大的熱變形。從而確保了三對足輥能實現 合理的自動伸縮動作，保證了在正常澆注狀態下，特別是結晶器調寬後足輥 輥面的合理錐度分布。提高了連鑄結晶器整體的使用壽命，極大降低了連鑄 漏鋼事故發生率，提高了鑄機設備使用效率，大大降低了生產和設備維護成 本。


圖l為現有技術的足輥立體圖。
圖2為現有技術的叉頭、預緊碟簧與後擋板的立體裝配圖。 圖3為現有技術的足輥與預緊裝置的立體裝配圖。 圖4為現有技術的足輥與支撐框架的立體裝配圖。圖5為圖4的剖視圖。
圖6為現有技術的足輥輥面與鑄坯坯殼的正常接觸示意圖。 圖7為現有技術的支撐框架因高溫產生變形的示意圖。 圖8為現有技術的足輥因高溫變形無法彈出的立體圖。 圖9為圖8的側視圖。
圖10為現有技術的下部足輥輥面無法彈出時與鑄坯坯殼的接觸示意圖。 圖11為本實用新型的加裝支撐梁的支撐架立體圖。 圖12為本實用新型的足輥輥面與鑄坯坯殼的工作示意圖。 圖中，l足輥、2轉動軸、3後擋板、4預緊碟簧、5預緊塊、6叉頭、7 頂板、8預緊螺絲、9坯殼、IO液態鋼水、ll側擋板、13變形後側板、1-1 上輥、1-2中輥、1-3下輥、14-l上支撐梁、14-2下支撐梁、15-l上支撐梁 的噴嘴孔、15-2下支撐梁的噴嘴孔、16噴嘴、17滑槽、17-l上輥對應的滑 槽、17-2中輥對應的滑槽、17-3下輥對應的滑槽、18底板、19螺母。
具體實施方式
如圖11， 12所示，其中3後擋板、7頂板、9坯殼、10液態鋼水、11 側擋板、1-1上輥、1-2中輥、1-3下輥、14-1上支撐梁、14-2下支撐梁、 15-1上支撐梁的噴嘴孔、15-2下支撐梁的噴嘴孔、16噴嘴、17-1上輥對應 的滑槽、17-2中輥對應的滑槽、17-3下輥對應的滑槽。
本實施例在現有技術的兩個側板11之間採用一種抗蠕變、抗高溫熱疲勞 的支撐梁(上支撐梁14-1與下支撐梁14-2)，分別安裝於上輥1-1與中輥1-2 的輥縫中，以及中輥1-2與下輥1-3的輥縫中，支撐梁的厚度必須低於輥縫 值，且留5mm以上的間隙，避免因為支撐梁的厚度而影響足輥的正常動作。
支撐梁14-1、 14-2上各設有一個噴嘴孔15-1、 15-2，安裝時先拆下噴 嘴16，用千斤頂頂開框架，裝入支撐梁14-1、 14-2，用螺栓固定支撐梁14-1、 14-2 (支撐梁14-1、 14-2與側板11之間的連接形式可採用焊接、螺栓固定 等均可)，最後安裝噴嘴16。
支撐梁14-1、 14-2均為具有均勻厚度的板狀結構，其材質的熱力學屬性 與側擋板11的熱力學屬性基本一致。支撐梁14-1、 14-2的本體材料必須選 擇耐腐蝕、耐蠕變，且耐熱疲勞的鋼材質。且支撐梁14-1、 14-2的厚度值必須滿足其支撐兩側擋板11的剛度與強 度要求，安裝有支撐梁的短邊足輥支撐架在澆鑄工況時，兩側擋板11之間的 垂直距離變形幅度必須低於2mm，以確保三對足輥的正常伸縮。
改造後的抵抗側板11的性能良好，能承受長時間高溫波動造成的翹曲變 形，從而確保了三對足輥(上輥1-1、中輥1-2與下輥1-3)始終保持在正確 的輥位上，完全杜絕了因足輥內陷而導致的漏鋼。
以上藉助於具體實施例描述了本發明專利的具體實施方式
，但是應該理 解的是，這裡具體的描述不應理解為對本發明的實質和範圍的限定，該發明 不僅適用於板坯連鑄機的短邊足輥支撐架的結構改造，同時適用於具有短邊 足輥支撐架形式的其他類型結晶器的結構改造，所有這些本領域內的普通技 術人員在閱讀本說明書後對上述實施例作出的各種修改，都屬於本發明所保 護的範圍。
權利要求1. 一種板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，包括一支撐架，其包括一後擋板(3)、一頂板(7)、一底板(18)和兩側擋板(11)；其中一側擋板(11)上開有三滑槽(17)；三個預緊裝置，其各包括一足輥(1)；一叉頭(6)，與足輥(1)通過轉動軸(2)轉動連接，轉動軸(2)卡設在滑槽(17)內；一預緊塊(5)，與叉頭(6)的尾端固定連接；一預緊螺絲(8)，其一端與預緊塊(5)連接，另一端穿過後擋板(3)並通過一螺母(19)與後擋板(3)固定連接；預緊螺絲(8)上還套有一預緊碟簧(4)；兩噴嘴(16)，分別穿設在各足輥之間；其特徵在於還包括至少一支撐梁，其兩端分別與支撐架的兩側擋板(11)固定連接。
2. 如權利要求1所述的板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，其特徵在於 所述支撐梁為兩根，分別設在各足輥之間的輥縫中。
3. 如權利要求2所述的板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，其特徵在於所述支撐梁上開有一噴嘴孔，噴嘴(16)的管道分別穿過該通孔。
4. 如權利要求3所述的板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，其特徵在於所述支撐梁設在兩側擋板(11)上靠近足輥(1)的位置。
5. 如權利要求4所述的板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，其特徵在於所述支撐梁與相鄰兩足輥的間隙》5mm。
6. 如權利要求5所述的板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，其特徵在於所述支撐梁與兩側擋板(11)的材料熱力學屬性一致。
專利摘要本實用新型公開了一種板坯連鑄結晶器短邊足輥及其支撐架，包括一支撐架，三個預緊裝置和兩噴嘴，還包括至少一支撐梁，其兩端分別與支撐架的兩側擋板固定連接。本實用新型通過在原有的支撐架上添加一定的剛性結構，使其在承受頻繁熱疲勞作用時仍然能保持良好剛度。可長時間避免短邊足輥支撐架因高溫產生的變形，大大延長了短邊足輥支撐架的使用壽命。從而提高了連鑄結晶器整體的使用壽命，徹底杜絕了鑄機因為短邊足輥內凹而導致的漏鋼事故發生。並且滿足了結晶器高速調寬的要求，提高了鑄機的生產率和鑄坯的質量，降低了生產和設備維護成本。
文檔編號B22D11/06GK201227683SQ20082015116
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月24日 優先權日2008年7月24日
發明者馮長寶, 楊建華, 段明南 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司