本實用新型涉及連鑄機械技術領域，更為具體地，涉及一種連鑄用拉矯輥及包括該拉矯輥的拉矯機。

背景技術：

在連鑄領域中，如圖1所示，鋼水從鋼包1和中間包2通過結晶器3一次冷卻結晶后形成外殼凝固中心為鋼液的鑄坯10并從結晶器3下口拉出，進行二次冷卻后，經過拉矯機20矯直后，通過切前輥道到達火切機4進行鑄坯切割，上述過程為澆注過程，每一臺拉矯機20至少包含一對拉矯輥(上輥21和下輥22)和一個液壓缸23，下輥22為固定輥，上輥21與液壓缸23的活塞桿24固定連接，通過液壓缸23能夠帶動上輥21壓緊鑄坯10。

在上述澆注過程中，鑄坯在外界冷卻作用下，從外向內不斷凝固，產生的凝固收縮量由中心可以流動的自由鋼液補充進來，但是在凝固末期，由于鋼液在類似多空介質的兩相區中流動阻力的增加，凝固收縮量無法得到及時補償，形成的壓降將導致鑄坯中心附近枝晶間的富集偏析元素鋼液向中心流動、匯集并最終凝固，從而形成中心宏觀偏析，同時得不到補償的凝固收縮量將最終形成中心疏松。

為了改善連鑄坯中心偏析、疏松和縮孔等內部質量問題，尤其是大方坯的內部質量，目前常用的技術手段有：

(1)中包加熱技術，有中包感應加熱和等離子加熱，一定程度上能穩定中包溫度，實現恒溫恒速澆注，能穩定大方坯質量和改善內部質量；

(2)電磁攪拌，有結晶器電磁攪拌(M-EMS)和末端電磁攪拌(F-EMS)，通過攪拌引起內部鋼水的流動，通過均勻化而改善內部質量，改善中心縮孔和偏析；

(3)輕壓下，通過采用多輥小壓下量對鑄坯進行壓下而補縮凝固收縮的方式來改善內部質量，改善中心縮孔、疏松和偏析。

(4)重壓下，采用單輥大壓下量對鑄坯進行壓下而補縮凝固收縮的方式來改善內部質量，改善中心縮孔、疏松和偏析。

現有各技術只能在一定程度上改善大方坯的內部質量，自身改善效果都有限，所以現在主流采用組合技術，例如中包加熱技術+電磁攪拌+輕壓下等。

但是即使采用了組合技術，也存在以下缺點：

(1)現有技術通過攪拌均勻或者補償收縮來提高內部質量，并未提高鑄坯的致密度，從低倍結果看，中心縮孔和疏松大大改善甚至消失，但是通過探傷還是無法滿足條件。

(2)現有技術雖然在一定程度上改善了鑄坯的內部質量，可是對后續的軋制工藝的影響很小，并不能顯著降低軋制比。

(3)對于大方坯而言，重壓下技術實施成本較高，因為隨著壓下量的增大，需要的壓下力急劇增大，需要更大的設備來滿足，設備布置變得困難，成本急劇上升。

技術實現要素：

本實用新型是為了解決現有技術中存在的上述技術問題而做出，其目的在于提供一種提高鑄坯內部致密度且降低軋制比的連鑄用拉矯輥。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種連鑄用拉矯輥，包括：所述拉矯輥外表面上設有至少一個凸臺，每一個所述凸臺外包圍所述拉矯輥，至少除最內側凸臺外的其他凸臺的總壁厚不大于輕壓下或重壓下的總壓下量，每一個所述凸臺的長度均不小于影響鑄坯成材芯部質量的鑄坯區域的截面長度。

所述的連鑄用拉矯輥，其中，所述凸臺的總壁厚在9～25mm范圍內，每一個所述凸臺的長度在30～150mm范圍內。

所述的連鑄用拉矯輥，其中，所述拉矯輥外表面從內到外依次設有2～5個長度逐漸變小的所述凸臺。

所述的連鑄用拉矯輥，其中，所述拉矯輥的外表面從內到外依次包圍有兩個凸臺，即第一凸臺和第二凸臺，所述第一凸臺的壁厚不大于第二凸臺的壁厚。

所述的連鑄用拉矯輥，其中，所述第一凸臺的壁厚在2mm以內。

所述的連鑄用拉矯輥，其中，所述凸臺到拉矯輥的過渡以及相鄰所述凸臺之間的過渡采用連續曲線、光滑曲線、反連續曲線、反光滑曲線和圓弧曲線中的一種或多種，其中，所述連續曲線的基本形式為：z＝z₀-α(y-y₀)³

其中，α為多項式的系數，定位點為基本圓弧的圓心(y₀,z₀)；

所述光滑曲線的基本形式為：z＝z₀+α(y-y₀)⁴·(β+y-y₀)

其中，α、β為多項式的系數，定位點為基本圓弧的圓心(y₀,z₀)。

所述的連鑄用拉矯輥，其中，所述連鑄用拉矯輥安裝在位于鑄坯凝固末端及凝固末端以后的一臺拉矯機上。

所述的連鑄用拉矯輥，其中，所述連鑄用拉矯輥安裝在連鑄機上鑄坯中心固相率為0.3～1.0區間內的一臺或多臺拉矯機上。

所述的連鑄用拉矯輥，其中，所述凸臺的長度大于所述拉矯輥下鑄坯的零塑性溫度ZDT等值線的長徑。

一種拉矯機，其中，所述拉矯機的至少一個上輥為上述連鑄用拉矯輥。

本實用新型所述連鑄用拉矯輥設置有凸臺，在執行壓下時，在較小壓下力作用下即可消除中心縮孔，降低偏析，大大提高了鑄坯中心區域的致密度，同時避免中間裂紋，從而降低后續的軋制工藝要求。

附圖說明

通過參考以下具體實施方式及權利要求書的內容并且結合附圖，本實用新型的其它目的及結果將更加明白且易于理解。在附圖中：

圖1是現有技術連鑄機的示意圖；

圖2是本實用新型連鑄用拉矯輥一個實施例的示意圖；

圖3是本實用新型連鑄用拉矯輥的另一個實施例的示意圖；

圖4是本實用新型連鑄用拉矯輥對生產鑄坯進行壓下的所述鑄坯密度的示意圖。

在附圖中，相同的附圖標記指示相似或相應的特征或功能。

具體實施方式

在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節 的情況下實現這些實施例。在其它例子中，為了便于描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。

下面將參照附圖來對根據本實用新型的各個實施例進行詳細描述。

圖2是根據本實用新型一個實施例的連鑄用拉矯輥的示意圖，如圖2所述連鑄用拉矯輥100，在拉矯輥100的外表面上設有一個凸臺110，所述凸臺110外包圍所述拉矯輥110,所述凸臺110的壁厚H不大于輕壓下或重壓下的總壓下量，所述凸臺110的長度L不小于影響鑄坯成材芯部質量的鑄坯區域的截面長度,優選地，所述凸臺110的長度L在30～150mm范圍內，所述凸臺110的壁厚H在9～25mm范圍內。

在本實用新型的一個優選實施例中，上述連鑄用拉矯輥100可以安裝在位于鑄坯凝固末端及凝固末端以后(火切機之前)的一臺拉矯機上，例如，采用單輥對鑄坯進行重壓下，具體地，將拉矯輥100安裝在執行重壓下的拉矯機上，重壓下的壓下量為11mm,則拉矯輥100的凸臺110的壁厚不大于11mm。

在本實用新型的一個優選實施例中，上述連鑄用拉矯輥100可以安裝在連鑄機上鑄坯中心固相率f_s為0.3～1.0區間內的一臺或多臺拉矯機上，當所述多臺拉矯機執行輕壓下時，各拉矯機具有的拉矯輥100的凸臺110的壁厚H不大于輕壓下總壓下量，凸臺110的長度L大于位于各拉矯輥100下鑄坯的零塑性溫度ZDT等值線的長徑(通常鑄坯的ZDT等值線為橢圓形)，且在30～150mm范圍內，例如，位于固相率0.4、0.8和1.0的拉矯機分別執行2mm、3mm和5mm的輕壓下，輕壓下的總壓下量為10mm,則上述三臺拉矯機上分別安裝凸臺110的上分別安裝具有凸臺110的凸輥100，且所述凸臺110的壁厚H壁厚不大于10mm，又如，所述凸臺110的壁厚H為9mm；當所述一臺或多臺拉矯機執行重壓下時，各拉矯機具有的拉矯輥100的凸臺110的壁厚H不大于重壓下總壓下量，凸臺110的長度L在30～150mm范圍內。

優選地，所述凸臺110為圓環形凸臺，另外，優選地，所述凸臺110呈壁厚漸變的圓環形，例如，中間壁厚大，兩側壁厚逐漸變小的圓環形凸臺。

此外，優選地，所述凸臺110到拉矯輥100的過渡采用連續曲線、光滑曲線、反連續曲線、反光滑曲線和圓弧曲線(例如，四分之一圓弧曲線)中的一種或多種，尤其是在拉矯輥100在執行大壓下量下時避免在交界的地方 會導致裂紋，例如，所述凸臺110到拉矯輥100外表面一邊的過渡為連續曲線，另一邊的過渡為反連續曲線，又如，所述凸臺110到拉矯輥100外表面一邊的過渡為光滑曲線。

上述連續曲線的基本形式為：

z＝z₀-α(y-y₀)³

其中，α為多項式的系數，定位點為基本圓弧的圓心(y₀,z₀)。

上述光滑曲線的基本形式為：

z＝z₀+α(y-y₀)⁴·(β+y-y₀)

其中，α、β為多項式的系數，定位點為基本圓弧的圓心(y₀,z₀)。

另外，優選地，所述凸臺110的中心與所述拉矯輥的中心重合，即，凸臺110在拉矯輥100的外表面居中設置。

圖3是根據本實用新型另一實施例的連鑄用拉矯輥的示意圖，如圖3所示，所述連鑄用拉矯輥200在拉矯輥200的外表面從內到外依次外包圍有兩個凸臺，即第一凸臺210和第二凸臺220，第一凸臺210和第二凸臺220的總壁厚可以不大于輕壓下或重壓下的總壓下量也可以大于所述總壓下量，但是第二凸臺220的壁厚不大于輕壓下或重壓下的總壓下量，第一凸臺210和第二凸臺220的長度均不小于影響鑄坯成材芯部質量的鑄坯區域的截面長度，第一凸臺210用于避免第二凸臺220和拉矯輥200結合處產生褶皺，例如，當安裝有拉矯輥200的拉矯機執行輕壓下或重壓下時，第二凸臺220壓下鑄坯，壓下部位的周圍的鑄坯在應力的影響下會會翹起甚至產生鼓包，第一凸臺210限制了壓下部位周圍的翹起，避免了第二凸臺220和拉矯輥200結合處產生褶皺帶來的表面裂紋。

如圖3所示，第一凸臺210的壁厚小于第二凸臺220的壁厚，優選地，第一凸臺210的壁厚比第二凸臺220的壁厚小7～23mm。

另外，優選地，第一凸臺210的壁厚在2mm以內。

如圖3所示，第一凸臺210的長度大于第二凸臺220的長度，優選地，第一凸臺210的長度比第二凸臺220的長度長10～80mm。

優選地，第一凸臺210與拉矯輥200之間或/和第二凸臺220和第一凸臺210之間的過渡采用連續曲線、光滑曲線、反連續曲線、反光滑曲線和圓弧曲線中的一種或多種。

圖3示出了連鑄用拉矯輥外表面包圍有兩個凸臺的實施例，但是本實用新型并不限于此，連鑄用拉矯輥外表面可以包含多個凸臺，多個凸臺可以一體形成，例如階梯軸，多個凸臺也可以與所述拉矯輥一體形成，另外，多個凸臺也可以單獨形成，可拆卸的安裝在所述拉矯輥上，根據安裝該拉矯輥的拉矯機的壓下量，調整凸臺的數量，從而調整凸臺的總壁厚，優選地，至少除最內側凸臺外的其他凸臺的總壁厚不大于輕壓下或重壓下的總壓下量，進一步，優選地，所述多個凸臺的總壁厚在9～25mm內，位于拉矯輥外表面的凸臺的長度最大。

優選地，所述拉矯輥外表面從內到外依次設有2～5個所述凸臺，另外，優選地，所述2～5個凸臺的長度沿拉矯輥外表面從內到外逐漸變小。

下面，以生產斷面為280×380mm大方坯為例，采用多個相同的鑄坯試樣分別進行無壓下和采用本實用新型所述具有凸臺的拉矯輥進行壓下，如圖4所示，得到不同方案的鑄坯中心密度和1/4處密度，無壓下的鑄坯中心密度遠小于1/4處密度，采用本實用新型所述的具有凸臺的拉矯輥，鑄坯中心密度與1/4處密度差距減小，提高了鑄坯內部的致密度，從而在相同軋制工藝調價下降低軋制比。

本實用新型所述連鑄用拉矯輥能顯著提高大方坯內部質量，消除中心縮孔，降低偏析，尤其大大提高中心區域的致密度，同時避免中間裂紋。通過提高鑄坯內部的致密度，可以降低后續的軋制工藝要求，比如適當降低加熱和保溫時間、降低軋制道次等，從而降低產品成本。

由于采用具有凸臺的拉矯輥，可以大大降低了壓下力，從而設備制造成本和維護成本都降低。

盡管前面公開的內容示出了本實用新型的示例性實施例，但是應當注意，在不背離權利要求限定的范圍的前提下，可以進行多種改變和修改。此外，盡管本實用新型的元素可以以個體形式描述或要求，但是也可以設想具有多個元素，除非明確限制為單個元素。