連鑄板坯重壓下的扇形段裝置的制作方法

本實用新型涉及冶金領域，具體涉及鑄坯導向段區域中對鑄坯壓下以消除鑄坯缺陷的扇形段裝置，即，一種連鑄板坯重壓下的扇形段裝置。

背景技術：

與模鑄相比,連鑄在產品的產量和質量方面均有優勢,隨著交通運輸、石油化工、重型機械、海洋工程、核電軍工等行業的技術進步和迅猛發展，對鋼鐵產品的質量、性能、規格、尺寸等提出了更高的技術要求，從而推動了寬(特)厚板、大斷面方(圓)坯等寬大斷面連鑄坯生產工藝與裝備控制技術的發展。寬厚特大斷面連鑄能代替傳統模鑄流程，生產對軋制壓縮比要求嚴格的鑄坯，其金屬收得率得到大大提高，噸鋼能耗可大大降低。

然而，由于寬厚特大斷面連鑄坯多采用低拉速澆鑄，不僅鑄坯凝固速率大大降低，而且隨著斷面的增寬加厚，其內部冷卻條件明顯惡化，凝固組織中柱狀晶發達，枝晶間富含溶質偏析元素的殘余鋼液流動趨于平衡，導致鑄坯偏析、疏松和縮孔缺陷愈加嚴重。

中心偏析是指鋼液凝固過程中,由于溶質元素在固液相中的再分配形成了鑄坯化學成分的不均勻性,中心部位的C、S、P含量明顯高于其它部位。常在鑄坯厚度中心最終凝固區域形成"V"字狀周期性宏觀偏析,所以又稱為"V"偏析；中心疏松是在鑄坯厚度中心凝固末端的枝晶間產生的微小空隙；中心縮孔是由于鑄坯在凝固過程中，坯殼內的液相轉變為固相產生的體積收縮，和由于鑄坯向外傳熱使鑄坯中心已凝固部分冷卻產生的體積收縮，不能被鋼液補充所引起。這些缺陷在后繼加熱、軋制過程中又難以有效消除，從而影響了最終產品質量。

中心偏析、疏松、縮孔通常相伴而生。中心偏析、疏松、縮孔將引起鋼材的一系列質量問題：對于高碳線材，中心偏析、疏松、縮孔將導致拉拔性能降低，拉斷率增大；對于天然氣輸送管線鋼,氫擴散到中心偏析、疏松、縮孔處,產生裂紋并擴展,最終導致管子破裂；對于海洋鉆探等結構鋼，中心偏析、疏松、縮孔會降低其焊接性能，不宜焊接，甚至開裂等等。

連鑄坯凝固末端重壓下技術是適用于大斷面連鑄坯的下一代最前沿的連鑄新技術，它的原理是：基于凝固末端輕壓下技術，根據中心疏松、縮孔和偏析形成機理，通過在凝固末端施加大壓下量/率實現根除中心疏松、縮孔，全面提高鑄坯致密的工藝效果，提高厚板/特厚板成品軋材的探傷合格率。從而可突破軋制壓縮比的嚴格限定，替代真空復合焊接軋制、模鑄等工藝流程，實現低軋制壓縮比條件下厚板/特厚板的穩定生產。

住友金屬提出了PCCS(Porosity Control of Casting Slab)技術，在鑄坯凝固終點采用一對特大輥徑的軋輥對鑄坯實施大壓下量，從而實現鑄坯致密度的顯著提高。但是，該技術對控制精度要求較高，一般連鑄生產線上的連鑄板坯重壓下的扇形段裝置，不能適應實際情況下拉坯速度的不斷變化導致的凝固末端的不斷變化，從而產品質量合格率極低。

綜上所述，現有技術中存在以下問題：現有的連鑄生產線上的連鑄板坯重壓下的扇形段裝置，不能適應實際情況下拉坯速度的不斷變化導致的凝固末端的不斷變化，從而產品質量合格率極低。

技術實現要素：

本實用新型提供一種連鑄板坯重壓下的扇形段裝置，以解決現有的連鑄板坯產品質量合格率極低的問題。

為此，本實用新型提出一種連鑄板坯重壓下的扇形段裝置，設置在連鑄板坯導向段區域，所述連鑄板坯重壓下的扇形段裝置包括：至少一個壓下單元，一個所述壓下單元包括：

一個機架；

多對壓下輥，設置在所述機架上；相鄰的兩對壓下輥之間的距離為350mm～800mm；

多對壓下輥包括：一對驅動輥和多對從動輥，每對所述從動輥包括：上從動輥和下從動輥，所述驅動輥包括：上驅動輥和下驅動輥；

所述機架包括：下機架和能升降的設置在所述下機架上的上機架，各所述上從動輥固定設置在所述上機架上，所述下驅動輥以及各所述下從動輥固定設置在所述下機架上，所述上驅動輥能升降的設置在所述上機架上；

驅動輥壓下液壓缸，設置在所述上機架上，連接所述上驅動輥并驅動所述上驅動輥相對所述上機架升降。

進一步地，一個所述壓下單元還包括：設置在所述下機架上連接并驅動所述上機架升降的機架壓下液壓缸。

進一步地，一個所述壓下單元中，所述多對壓下輥包括：一對所述驅動輥和2對至6對所述從動輥，其中，2至3對所述從動輥位于所述驅動輥的上游。

進一步地，各所述上從動輥的輥徑相等，各所述下從動輥的輥徑相等。

進一步地，所述驅動輥的輥徑大于各所述從動輥的輥徑。

進一步地，所述驅動輥的輥徑與各所述從動輥的輥徑相同或大10mm至200mm。

進一步地，各所述上從動輥的軸線相互平行。

進一步地，各所述下從動輥的軸線相互平行。

進一步地，所述多對壓下輥的壓下總量10～70mm，各所述從動輥的壓下量達到10mm。

進一步地，所述連鑄板坯重壓下的扇形段裝置包括：多個壓下單元，多個所述壓下單元沿進出坯料的方向依次排列，相鄰的兩個壓下單元的的距離為2000mm～5000mm。

本實用新型將現有軋機或扇形段中一對大工作輥實現的幾十mm重壓下量分散到多對工作輥上，沿進出坯料的方向，相鄰的兩對工作輥組之間的距離為350mm～800mm。這樣該扇形段裝置中的每一對壓下輥上分擔的重壓下量就大大減小，而且也更均勻，既提高了重壓下的效率，又提高了重壓下的效果，而且節能。通過增加壓下量促使兩相區變形擠壓排出溶質偏析鋼液，同時焊合凝固疏松和縮孔，提高鑄坯致密度。

本實用新型中，多對壓下輥的作業長度比現有的單獨的壓下輥的長度要長很多，能適應相應的鑄坯的拉速變化范圍，可以適應實際情況下拉坯速度的不斷變化導致的凝固末端的不斷變化，能夠對鑄坯的凝固末端實施超過30mm、甚至70mm的重壓下，生產出探傷合格的厚板/特厚板。

尤其是，當采用多個壓下單元時，則整個壓下作業區域長10～15m，這個區域的首對輥的位置處在距結晶器液面8m的位置，末對輥的位置處在距結晶器液面18～23m的位置，這樣8～18m的作業區域例如能適應200mm厚鑄坯的0.7～1.1m/min的拉速范圍，8～23m作業區域能例如適應200mm厚鑄坯的0.7～1.4m/min的拉速范圍。

附圖說明

圖1為本實用新型的連鑄板坯重壓下的扇形段裝置的一個壓下單元的主視結構示意圖；

圖2為本實用新型的連鑄板坯重壓下的扇形段裝置的一個壓下單元的側視結構示意圖；其中去除了從動輥；

圖3為本實用新型的連鑄板坯重壓下的扇形段裝置的多個壓下單元的布置結構示意圖。

附圖標號說明：

100壓下單元 21上驅動輥 23下驅動輥 15從動輥

1機架 3下機架(外弧框架)4上機架(內弧框架)5驅動輥支座 6機架壓下液壓缸(夾緊液壓缸) 7驅動輥壓下液壓缸 8導向系統 9位移傳感器 10比例伺服液壓系統 11設備冷卻系統

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本實用新型。

如圖1、圖2所示，本實用新型的連鑄板坯重壓下的扇形段裝置(為改善連鑄坯的內部質量而對連鑄坯進行壓下的裝置)，設置在連鑄板坯導向段區域，即扇形段區域(segment)，所述連鑄板坯重壓下的扇形段裝置包括：至少一個壓下單元100，一個所述壓下單元100包括：

一個機架1；

多對壓下輥，設置在所述機架1上；多對壓下輥不同于普通的夾緊輥或導向輥，每對壓下輥都對連鑄板坯進行壓下，相鄰的兩對壓下輥之間的距離為350mm～800mm；

多對壓下輥包括：一對驅動輥和多對從動輥15，驅動輥和從動輥15的軸線均平行，各從動輥不能相對機架上下移動和左右移動，只能轉動；

每對所述從動輥15包括：上從動輥和下從動輥，所述驅動輥包括：上驅動輥21和下驅動輥23；上驅動輥21和下驅動輥23由外部設置的傳動裝置驅動轉動；

所述機架1包括：下機架(外弧框架)3和能升降的設置在所述下機架上的上機架(內弧框架)4，上機架(內弧框架)4被下機架(外弧框架)3抱住或圍住；

各所述上從動輥固定設置在所述上機架4上，所述下驅動輥23以及各所述下從動輥固定設置在所述下機架3上，所述上驅動輥能升降的設置在所述上機架上；

驅動輥壓下液壓缸7，設置在所述上機架4上，連接所述上驅動輥21并驅動所述上驅動輥21相對所述上機架4升降，實現壓下和驅動。

進一步地，一個所述壓下單元100還包括：設置在所述下機架3上連接并驅動所述上機架4升降的機架壓下液壓缸(夾緊液壓缸)6，機架壓下液壓缸(夾緊液壓缸)6使得下機架(外弧框架)3夾緊上機架(內弧框架)4，從而使上機架(內弧框架)4整體下降，帶動多個上從動輥整體壓下。這樣，壓下動作快，各從動輥壓下一致，相互協調，有利于適應實際情況下拉坯速度的不斷變化導致的凝固末端的不斷變化。

進一步地，如圖1所示，一個所述壓下單元100中，所述多對壓下輥包括：一對所述驅動輥和2對至6對所述從動輥，其中，2至3對所述從動輥位于所述驅動輥的上游，2至3對所述從動輥位于所述驅動輥的下游。圖1中，驅動輥的上游和下游各布置兩對從動輥，這樣，壓下輥的布置對稱，受力合理。此外，還可以配置一對驅動輥和5對從動輥或6對從動輥，適應設備對鑄坯的大壓下能力和輥列布置的需要，這樣，壓下輥的數量多，能更好的適應實際情況下拉坯速度的不斷變化導致的凝固末端的不斷變化。

進一步地，各所述上從動輥的輥徑相等，各所述下從動輥的輥徑相等。夾緊液壓缸帶動設置在上機架4上的上驅動輥和上自由輥(上從動輥)對鑄坯實施大壓下，通過鑄坯傳遞到設置在下機架3上的下驅動輥和下自由輥(下從動輥)上，機架入口側的兩個夾緊液壓缸和機架出口側的兩個夾緊液壓缸的伸縮行程不一樣，導致入口側的上自由輥和下自由輥的距離大于出口側的上自由輥和下自由輥的距離，例如從入口側算起，第1對壓下輥的上下距離為300、第2對壓下輥的上下距離為290、第3對壓下輥的上下距離為280、第4對壓下輥的上下距離為270、第5對壓下輥的上下距離為260、第6對壓下輥的上下距離為250、第7對壓下輥的上下距離為240(以上單位均為mm)，這樣就可以對鑄坯實施重壓下。

驅動輥的外徑與其它從動輥的輥徑不一定相同,取決于不同的輥列布置。進一步地，所述驅動輥的輥徑大于各所述從動輥的輥徑，這樣，驅動輥能夠實現較大的壓下量。

進一步地，所述驅動輥的輥徑比各所述從動輥的輥徑大10mm至20mm。驅動輥的壓下量能比從動輥的壓下量大。這樣，既能保證驅動輥的實現較大的壓下量，又能實現從動輥分擔總壓下量，壓下也更均勻，既提高了重壓下的效率，又提高了重壓下的效果

進一步地，各所述上從動輥的軸線均相互平行，各所述上從動輥的軸線高低可以不同。進一步地，各所述下從動輥的軸線均相互平行，各所述下從動輥的軸線高低可以不同。這是通過機架入口側的兩個夾緊液壓缸和出口側的兩個夾緊液壓缸的伸縮行程不一樣來實現的，因而能夠實現每個壓下輥都有壓下量。

下驅動輥23的軸線與其它下從動輥的軸線可以在同一水平高度；也可以在不同的高度；下驅動輥23的布置高度取決于不同的輥列布置；

上驅動輥21和其它上從動輥的軸線可以在同一水平高度，也可以在不同的高度；上驅動輥21的布置高度取決于不同的輥列布置。

進一步地，所述多對壓下輥的壓下總量10～70mm，各所述從動輥的壓下量可達10mm，能對冷態鑄坯尺寸厚度達1000，寬度達3500連鑄板坯實施重壓下。

在本實施例中，驅動輥支座5設置有用于使驅動輥壓下液壓缸7引導驅動輥支座5帶著上驅動輥21沿豎直方向移動的第一導向滑槽，內弧框架4設有與該第一導向滑槽相匹配的第一導向裝置，第一導向裝置的導向滑板設置于該第一導向滑槽內。導向系統8的導向柱上設有用于使夾緊內弧框架4的夾緊液壓缸6引導內弧框架4沿豎直方向移動的第二導向滑槽，內弧框架4設有與該第二導向滑槽相匹配的第二導向裝置，第二導向裝置7的導向滑板設置于該第二導向滑槽內。當然，驅動輥的壓下、上機架以及上從動輥的壓下可以采用現有技術的其他壓下和導向方式。

內弧框架4、夾緊液壓缸6由大圓柱螺母通過預緊拉伸器緊固在導向系統8的柔性拉桿的一端，外弧框架3由大圓柱螺母通過預緊拉伸器緊固在導向系統8的柔性拉桿的另外一端，整個導向系統在外弧框架3、內弧框架4之間是無間隙的。而導向系統8的導向柱和內弧框架4上設置有使夾緊液壓缸6驅動內弧框架4沿豎直方向移動的配對導向滑板。

上、下驅動輥由外部轉接的驅動裝置轉動。此外，壓下單元還含有相關的冷卻、潤滑、液壓及電氣系統等，內弧框架夾緊液壓缸6、驅動輥升降液壓缸7上設有用于檢測控制位移的位移傳感器9、精準控制壓力的比例伺服液壓系統10，以提高控制精度。通過位移傳感器的精準測量，可以通過電控系統對扇形段內弧框架4(上機架)、上驅動輥的的位置進行精準控制。通過比例伺服液壓系統10的精準測量，可以通過電控系統對扇形段內弧框架4、上驅動輥的壓力進行精準控制。

機架上設有設備冷卻系統11，以進行良好冷卻，確保扇形段的所有設備的熱傳導、熱輻射得到良好的發散，使設備處于完美的運行狀態。扇形段上還設有二次噴淋冷卻系統，通過二次噴淋冷卻系統11的良好冷卻，使鑄坯的表面和內部的溫度場處于良好的狀態。

進一步地，如圖3所示，所述連鑄板坯重壓下的扇形段裝置包括：多個壓下單元100，多個(例如為5個)所述壓下單元100沿進出坯料的方向依次排列，相鄰的兩個壓下單元的的距離為2000mm～5000mm。這樣，可以在連鑄坯(板坯)凝固末端設置壓下單元，還可以在連鑄板坯凝固末端之前就設置壓下單元，這樣，對于450mm以上厚度的連鑄板坯，即使在凝固末端之前，固體坯殼的厚度就已經較厚，而在連鑄板坯的坯殼內部為液相成分(固相率20～85％)，在此階段，如果設置壓下單元100，經過輕壓下(例如在固相率20～85％范圍內壓下5-30mm)也能改善凝固末端前的連鑄板坯的內部質量，為連鑄坯(板坯)凝固末端的壓下奠定了更好的基礎。所以，設置多個壓下單元100，能夠更好的實現凝固末端的重壓下，更好的焊合凝固疏松和縮孔，提高鑄坯致密度。

本實用新型通過大輥徑、多分節的輥列布置，能對冷態鑄坯尺寸厚度達1000，寬度達3500連鑄板坯實施重壓下。可以適應板坯的拉坯速度隨澆鑄工況不斷變化的要求，解決目前的由一對工作輥和一個單機架組成的軋機型式、由單獨的大輥徑驅動輥代替小輥徑驅動輥的板坯扇形段型式在實現板坯重壓下的過程中出現的根本性問題，有效解決連鑄板坯的中心疏松問題，使鑄坯中心的致密度大大提高，從而改善后續軋制厚板產品的探傷等級。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。為本實用新型的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。