[实用新型]一种薄带连铸铸辊

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种辊，尤其涉及一种薄带连铸铸辊，属于冶金设备技术领域。

背景技术

双辊薄带连铸技术至今发展已有150年历史，它属于亚快速冷却连铸工艺范畴，其典型示例如图1所示，首先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1a、1b和侧封板2a、2b围成的熔池中，钢水在铸辊旋转的周向表面被冷却和凝固，进而形成凝固壳并逐渐生长，然后在两铸辊1a、1b的辊缝隙最小处被挤压在一起，最后在出带口处形成厚金属薄带材4。该厚金属薄带材4经由导板5的导向作用之后，即被夹送辊6送入轧机7中轧制成薄带，然后通过输送辊道8带动，再经过喷淋冷却装置9进行冷却，最后经卷曲机夹送辊10送入卷曲机3进行卷曲处理后制成成品出厂。

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，可以大大简化薄带生产工艺并减少设备投资。而且，在整个生产过程中由于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。但是，在该工艺中目前还存在一些问题，例如，浇铸工艺比较复杂，无法适应多钢种浇铸需要，工艺开放性比较小，产品品种相对单一；受薄带连铸工艺所限，对铸辊和侧封板这两种设备的性能要求很高，所以两设备及物料的消耗是制约薄带连铸生产成本的主要因素之一；铸辊的主要功能是冷却熔融的钢液，钢液在铸辊表面凝固并在两个铸辊最窄处形成铸带，这就要求铸辊应具备快速冷却的能力，应能承受长时间的周期性冷热变化所带来的热应力冲击，而不会产生表面疲劳等质量缺陷；为了能够迅速带走钢液凝固所释放出来的热量，在铸辊的内部距离辊面一定距离处通常设计有并列的多排冷却水孔，为避免冷却水泄露，对它的密封要求很高。

针对上述铸辊冷却管路的密封方法有很多，现在应用较多主要有焊接封堵、膨胀螺栓封堵、螺纹密封等多种形式。具体的专利检索如下：

美国专利US3712366以及中国专利CN03231727.1提出的一种方案目前使用的比较多，即在辊套内部加工冷却水孔，然后在铸辊端部逐一将堵头焊接固定并达到密封效果，其一种变形是采用螺纹堵头或过盈配合的堵头达到密封效果，但是目前焊接效果不佳，主要是由于水孔很多，密布在铸辊端部，焊接后容易产生过大的应力导致铸辊本体受力容易在工作中受热交变应力作用而产生裂纹。中国专利CN03231727.1和CN2649222Y中提到的铸辊采用焊接方式固定堵头并起到密封的作用，如前所述，这种焊接方式在工作状态下易于产生裂纹。

中国专利CN1372498A在辊套上开有圆周的冷却水孔，在辊套的端部内侧和辊芯的端部外侧分别有密封条被一个压板支撑形成密封条件，这种方法在浇铸工作时容易发生密封条失效，产生泄漏。

日本专利JP5253649采用类似于中国专利CN1372498A的方法对冷却水进行密封，所不同的是密封压板结构形式略有差别。

日本专利JP04138848中提到的方法，同样是在辊芯中开有冷却孔，采用堵头密封，堵头或焊接或螺纹连接，特点是在水孔中间装有流量控制部件，此部件形状复杂且安装不易，而且需要水孔比较大才能实现其所述功能。

日本专利JP05253648中提到的方法与专利WO0226425中提到的方法基本一致，在辊套的端部将冷却水由一个收集环输送到辊芯上，此收集环可以是单独或间隔布置的，收集环和辊套之间采用焊接连接，另一端和辊芯也是类似方式连接，这种方式维修起来很不方便。而且由于焊接产生的应力会影响铸辊的工作效果。

日本专利JP61119357、美国专利US5638091和中国专利CN1378490A均类似地提到一种铸辊不需要端部水孔密封的结构，采用在铸辊辊芯或辊套上开有螺旋形或间隔圆周的冷却水孔，而密封功能只由辊芯和辊套之间的密封来获得，但是这样的铸辊端部冷却性能比较差，将会导致整个辊的冷却效果不均匀。

日本专利JP11314138中提到的铸辊采用螺纹密封冷却水孔，螺纹密封的位置距离铸辊工作表面很远，利于防止受热失效，这种方法简单可靠。但是由于结构限制铸辊的长度会比较长。

综上所述，焊接方式在工作状态下易于产生裂纹、螺纹和膨胀堵头方式则在薄带连铸热试过程中容易受到交变热应力作用而松动漏水，它们绝非理想而可靠的铸辊冷却管路密封方法。所以，为了保证薄带连铸铸辊的使用寿命和操作安全性，确有必要针对现有的薄带连铸铸辊的结构进行改进设计，这也是能否成功实现薄带连铸产业化的关键之一。

发明内容