專利名稱：一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法
一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法
背景技術：
本發明屬于冶金設備領域，針對因等間距或近似等間距輥列布置而存在結晶器液 面波動的板坯連鑄機，確切講是一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法。目前國內許多鋼廠存在等間距或近似等間距輥列布置的板坯連鑄機，這些連鑄機 在澆鑄過程中會發生結晶器液面周期性波動，特別是在澆鑄包晶鋼、低合金鋼等液面波動 敏感鋼種時，結晶器液面會產生劇烈的波動，從而使該類鋼種在連鑄機上無法正常生產， 造成鑄坯缺陷甚至漏鋼事故。現有解決結晶器液面劇烈的波動往往通過采取調整結晶器一冷水的冷卻強度或 調整鋼種成分、優化結晶器保護渣、提高中包過熱度等調整工藝參數的方法，不僅收效甚 微，而且會影響連鑄機的正常生產。此外，許多鋼廠已經存在等間距或近似等間距輥列布置的板坯連鑄機，對這些板 坯連鑄機需要進行改造，而大面積全部進行改造勢必影響生產并產生大量的費用，增加生 產成本。本發明的目的是提供一種互換性好，不影響連鑄機正常生產，費用低、工作量小， 易于實施的一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法。實現本發明的解決方案是一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法，連鑄機 弧形區包括多個扇形段，沿扇形段內外弧分布有傳動輥和自由輥，其特征是弧形區開始 的的第一扇形段和第二扇形段的內外弧分布的傳動輥為基準輥，縮小第一扇形段和第二扇 形段中傳動輥兩側自由輥輥徑，調整自由輥與基準輥輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間 距，達到破壞因全體扇形段基準輥與自由輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距相同產生 鑄坯鼓肚量周期性變化引起的液芯容積的周期性變化。所述的縮小第一扇形段和第二扇形段中傳動輥兩側自由輥輥徑后，自由輥數量由 η對增加至(η+1)對，重新布置自由輥之間間隔和自由輥與自由輥之間間隔，使自由輥與基 準輥輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距變化量大于20mm。所述的鑄坯鼓肚量δ由下列公式計算
Si——坯殼厚度 E——彈性模量
本發明的原理及優點是由于在鋼水靜壓力和重力作用下，帶液芯的鑄坯在上、下輥 子之間始終存在鼓肚量，當鼓出的坯殼到達下一對輥子時，又被壓回正常厚度，等間距或近 似等間距布置的輥列使鑄坯坯殼受到周期性擠壓，當拉速達到一定程度時就會發生諧振現 象，從而導致結晶器液面周期性波動。本發明通過保持其它區域輥列布置方式不變、原扇形 段外形不變、扇形段內外弧半徑不變、上下傳動輥輥徑不變、傳動輥位置不變或變化較小的 情況下，以第一扇形段和第二扇形段的內外弧分布的傳動輥為基準輥，縮小所述的第一扇 形段和第二扇形段傳動輥兩側自由輥輥徑，改變輥子對鑄坯的支撐間距，使改造后的扇形 段輥子對鑄坯的支撐間距發生有效的變化，該變化量足以破壞全部弧形區輥子對坯殼擠壓 的周期性，使液芯的容積變化在扇形段之間有所補償，從而解決結晶器的液面波動。


下面結合實施例附圖對本發明作進一步說明
圖1是連鑄機彎曲段、弧形區扇形段輥列布置示意圖； 圖2是現有的扇形段輥列布置示意圖； 圖3是本發明實施例的扇形段輥列布置示意圖。圖中1、第一自由輥；2、第二自由輥；3、基準輥；4、第三自由輥；5、第四自由輥； 6、第五自由輥；7、第六自由輥；8、結晶器；9、足輥；10、彎曲段；11、弧形區扇形段區域；12、 第一扇形段；13、第二扇形段。
具體實施例方式一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法，連鑄機弧形區包括多個扇形段，沿 扇形段內外弧分布有傳動輥和自由輥，其特征是弧形區開始的的第一扇形段12和第二扇 形段13的內外弧分布的傳動輥為基準輥3，縮小第一扇形段12和第二扇形段13中傳動輥 兩側自由輥輥徑，調整自由輥與基準輥輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距，達到破壞 因全體扇形段基準輥與自由輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距相同產生鑄坯鼓肚量 周期性變化引起的液芯容積的周期性變化。圖1給出了連鑄機彎曲段、弧形段輥列布置示意圖，圖2給出了現有的扇形段輥列 布置圖。從圖1可以看出連鑄機澆鑄過程中，從結晶器8通過足輥9，在由彎曲段10至弧 形區扇形段區域11，帶有液芯的鑄坯由彎曲段10和弧形區扇形段區域11輥子支撐，在弧形 區扇形段傳動輥的驅動下沿澆鑄方向運動。在運動過程中，坯殼里面的鋼水不斷凝固，坯殼
由薄變厚，一直到完全凝固。如圖2所示，它是弧形區扇形段區域11的第一扇形段12現有技術結構示意圖，圖 1的彎曲段10的輥子間距相同，在第一扇形段12所有的扇形段的輥徑相同，輥子間距都為 S2，雖然，圖2中給出了弧形區扇形段區域11的第一扇形段12，實際上在現有的技術中，弧 形區扇形段區域11所有的扇形段的輥徑相同，輥子間距都為S2。這樣布置輥列的連鑄機存 在結晶器液面波動現象。
理論上，在鋼水靜壓力的作用下，帶有液芯的坯殼在兩個支撐輥之間始終有鼓肚 量，鼓出的坯殼到達下一對輥子時又被壓回原來的狀態，等間距或近似等間距排列的支撐 輥會對坯殼形成周期性擠壓，因此造成鑄坯液芯容積的周期性變化，從而造成結晶器液面 的周期性波動。鑄坯鼓肚量S由下列公式計算
式中δ i—鼓肚量 Pi——鋼水靜壓力 Li——輥間距
ts——當前拉速經過一個輥距所用時間 Si——坯殼厚度 E——彈性模量
從上式中可以看出，鼓肚量Si與5個參數有關(pi、Li、ts、Si、E)，其中彈性模量E 與鋼種有關，ts和Si兩參數主要由拉速、冷卻強度等澆鋼工藝決定，pi與該處距結晶器液 面的高度有關，輥間距Li則完全取決于連鑄機輥列布置。根據以上分析，理論上改造弧形區的輥間距可以有效改變該區域的坯殼鼓肚量， 破壞因全體扇形段鼓肚周期性變化引起的液芯容積的周期性變化，從而解決結晶器的液面 波動問題，然而對于新建的板坯連鑄機沒有問題，而對于需要改造的板坯連鑄機，則需要影 響連鑄機正常生產，增加改造費用和工作量。如圖3所示，一種結晶器液面波動的輥列布置方法，通過以扇形段開始的的第一 扇形段12和第二扇形段13的內外弧分布的傳動輥為基準輥，縮小所述的第一扇形段12和 第二扇形段13傳動輥兩側自由輥輥徑，改變輥子對鑄坯的支撐間距。有效改變該區域的坯 殼鼓肚量，破壞因全體扇形段鼓肚周期性變化引起的液芯容積的周期性變化，從而解決結 晶器的液面波動問題。在圖3中，保持彎曲段不變，其它扇形段不變，而只改變弧形區第一扇形段12和第 二扇形段13，弧形區扇形段區域11的其它扇形段的輥間距S2不變，第一扇形段12和第二 扇形段13中與基準輥3相鄰的第二自由輥2和第三自由輥4與基準輥3之間則由輥子間 距S2變為S3，而第一扇形段12和第二扇形段13中的第一自由輥1與第二自由輥2，第三 自由輥4、第四自由輥5、第五自由輥6和第六自由輥7之間的輥子間距為S4。圖3保持扇形段內外弧半徑不變、傳動輥輥徑不變、傳動輥位置和扇形段外形不 變或變化較小情況下的一個扇形段改造實施例，在基準輥3位置不變或變化較小的情況 下，將自由輥輥徑由Φ13減小至Φ c，并將自由輥數量由η對增加至(η+1)對，重新布置后的 輥間距由原來的一種(S2)變為兩種(S4、S5)，其中輥間距S4和S5與原輥間距S2相比，變 化量必須大于20mm。確切講是自由輥數量由η對增加至(η+1)對，重新布置后的自由輥與 基準輥輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距變化量大于20mm。也就是自由輥與基準輥輥 間距和自由輥與自由輥之間的輥間距在25-45mm之間。用上述方法改造后的扇形段替換原來的第一扇形段12和第二扇形段13，扇形段傳動、安裝方式及電氣控制沒有變化，實施后近一年的生產過程中，結晶器液面波動均在連 鑄機生產要求范圍內，穩定了生產操作，包晶鋼、低合金鋼等對液面波動敏感的鋼種在這臺 連鑄機上都可以正常澆鑄，給鋼廠帶來了可觀的經濟效益。 本發明它具有改造期間不影響連鑄機的正常生產，改造工作量小，投資少，效益明 顯，易于實施的優點。
權利要求
一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法，連鑄機弧形區包括多個扇形段，沿扇形段內外弧分布有傳動輥和自由輥，其特征是弧形區開始的的第一扇形段和第二扇形段的內外弧分布的傳動輥為基準輥，縮小第一扇形段和第二扇形段中傳動輥兩側自由輥輥徑，調整自由輥與基準輥輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距，達到破壞因全體扇形段基準輥與自由輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距相同產生鑄坯鼓肚量周期性變化引起的液芯容積的周期性變化。
2.根據權利要求1所述的一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法，其特征是所 述的縮小第一扇形段和第二扇形段中傳動輥兩側自由輥輥徑后，自由輥數量由η對增加至 (η+1)對，重新布置自由輥之間間隔和自由輥與自由輥之間間隔，使自由輥與基準輥輥間距 和自由輥與自由輥之間的輥間距變化量大于20mm。
3.根據權利要求1所述的一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法，其特征是所 述的鑄坯鼓肚量S由下列公式計算 式中δ i—鼓肚量 Pi——鋼水靜壓力 Li——輥間距ts——當前拉速經過一個輥距所用時間 Si——坯殼厚度 E——彈性模量。
全文摘要
本發明屬于冶金設備領域，確切講是一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法，連鑄機弧形區包括多個扇形段，沿扇形段內外弧分布有傳動輥和自由輥，其特征是弧形區開始的第一扇形段和第二扇形段的內外弧分布的傳動輥為基準輥，縮小第一扇形段和第二扇形段中傳動輥兩側自由輥輥徑，調整自由輥與基準輥輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距，達到破壞因全體扇形段基準輥與自由輥間距和自由輥與自由輥之間的輥間距相同產生鑄坯鼓肚量周期性變化引起的液芯容積的周期性變化。它提供了一種互換性好，不影響連鑄機正常生產，費用低、工作量小，易于實施的一種解決結晶器液面波動的連鑄機改造方法。
文檔編號B22D11/20GK101920316SQ20101024360
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月3日 優先權日2010年8月3日
發明者劉洪 , 向成禮, 吳國榮, 周明佳, 張均祥, 張奇, 羅丹, 解明科, 黎建全 申請人:中國重型機械研究院有限公司;攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司