板坯鑄機(jī)扇形段輥列制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種由扇形段變形特征確定的板坯鑄機(jī)扇形段輥列，同一扇形段內(nèi)各對(duì)輥?zhàn)拥妮伩p不是相同數(shù)值，調(diào)整輥?zhàn)映跏嘉恢脮r(shí)考慮扇形段變形對(duì)輥縫的影響。通過測(cè)量鑄機(jī)剛停澆之后扇形段的輥縫，分析扇形段的變形特征。按照兩端鉸支梁的變形規(guī)律將扇形段變形特征量化，反饋分析扇形段輥列需要的調(diào)整量，進(jìn)而對(duì)扇形段內(nèi)弧的輥列分布進(jìn)行預(yù)先調(diào)整，抵消扇形段彈性變形對(duì)輥縫的影響，使實(shí)際生產(chǎn)過程中扇形段輥縫趨向更為一致的分布。該輥列分布適用于多種大板坯連鑄機(jī)扇形段輥列分布的優(yōu)化，能夠有效防止因扇形段固有彈性變形引起的板坯中心偏析。（*該技術(shù)在2016年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種板坯鑄機(jī)扇形段輥列分布，特別適用于多種大板坯連鑄機(jī)扇形段輥列分布的優(yōu)化。
技術(shù)介紹
板坯在凝固過程中，由于選分結(jié)晶和鋼水流動(dòng)等因素，中心部分最后凝固區(qū)域的鋼水存在正偏析。如果板坯在凝固后期發(fā)生鼓肚，濃化的鋼水將會(huì)向鼓肚所在區(qū)域聚集，造成嚴(yán)重的中心偏析，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，防止板坯鼓肚是生產(chǎn)中非常重要的問題，而保證輥?zhàn)犹幱谀繕?biāo)位置是其中一項(xiàng)重要的內(nèi)容。傳統(tǒng)大斷面板坯連鑄機(jī)均采用扇形段結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部輥縫設(shè)定為相同的數(shù)值，即輥縫的目標(biāo)值。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于帶液芯的板坯存在垂直于其厚度方向的張力，作用在輥?zhàn)由鲜硅T機(jī)扇形段框架發(fā)生變形。由于扇形段框架本身發(fā)生變形，輥?zhàn)拥奈恢靡矔?huì)發(fā)生改變。實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)扇形段中間的輥?zhàn)涌偸窍蛲庖苿?dòng)的幅度較大，使扇形段的中間輥縫大于進(jìn)口和出口輥縫，由此可能導(dǎo)致鑄坯在扇形段內(nèi)形成鼓肚。鑄坯凝固末端附近的扇形段內(nèi)部輥縫變大的程度可達(dá)0.2mm-0.5mm，這樣的輥縫會(huì)引起嚴(yán)重的中心偏析，影響鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。一般扇形段框架在沿拉坯方向上的尺寸為2m左右，在這樣大的跨度下，無論改進(jìn)框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或選用新的材質(zhì)，都難以消除垂直拉坯方向上0.1mm數(shù)量級(jí)的變形。不同的扇形段剛度也不相同，同時(shí)其受力狀況與其在鑄機(jī)上的位置有關(guān)，因此，扇形段的變形行為是其自身的特性之一，需要根據(jù)具體情況分析。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就是根據(jù)扇形段的具體變形特征，采用了一種新分布形式的輥列，抵消扇形段固有彈性變形對(duì)輥縫的影響，使生產(chǎn)狀態(tài)下扇形段內(nèi)部的輥縫趨向一致，防止因內(nèi)部輥縫變大引起鑄坯嚴(yán)重的中心偏析。本技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本技術(shù)涉及一種板坯鑄機(jī)扇形段輥列，由板坯鑄機(jī)扇形段的輥?zhàn)优帕行纬桑簧刃味蝺?nèi)各對(duì)輥?zhàn)拥妮伩p不同，按照扇形段變形對(duì)輥縫的影響來調(diào)整輥?zhàn)拥某跏嘉恢茫ㄟ^下式確定扇形段變形引起的輥縫最大增量Mmax={M0+Σl1=1(n-1)/2-1+Σl2=1(n-1)/2-1}/(n-2)]]>當(dāng)輥縫最大增量大于0.2mm后且僅調(diào)整扇形段內(nèi)弧輥列，中間輥的調(diào)整量為Mmax，其余輥?zhàn)诱{(diào)整量按照四次方曲線確定Nl=(n-1)4-(2×l)4(n-1)4×Mmax]]>其中n為扇形段內(nèi)輥?zhàn)訉?duì)數(shù)，l1為從中間輥向前數(shù)的輥號(hào)，Ml1為中間輥前面第l1對(duì)輥?zhàn)虞伩p的增量，l2為從中間輥向后數(shù)的輥號(hào)，Ml2為中間輥后面第l2對(duì)輥?zhàn)虞伩p的增量，M0為中間輥輥縫的增量，Mmax為輥縫最大增量，l為從中間輥向兩側(cè)數(shù)的輥號(hào)，Nl為中間輥向兩側(cè)第l根內(nèi)弧輥?zhàn)拥恼{(diào)整量。首先需要確定扇形段變形對(duì)輥縫的影響，由于每個(gè)扇形段剛度不同，所處位置的鋼水靜壓力也不同，因此需要測(cè)量剛停澆時(shí)每個(gè)扇形段的輥縫數(shù)據(jù)，分析扇形段內(nèi)部輥縫變化的情況，來確定輥列需要的預(yù)調(diào)整量。由于扇形段框架的變形量較小，將其近似為受到分布力的兩端鉸支的梁?jiǎn)卧冃瘟康姆植冀茷樗拇畏角€。生產(chǎn)中實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，鑄機(jī)扇形段外弧的剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于內(nèi)弧，外弧輥?zhàn)游恢玫淖兓h(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)弧，因此只需對(duì)內(nèi)弧輥列進(jìn)行調(diào)整。典型板坯連鑄機(jī)扇形段的主體部分由內(nèi)、外弧框架組成，輥?zhàn)油ㄟ^軸承座固定在框架上，內(nèi)外弧框架之間采用四個(gè)液壓油缸連接。通常在設(shè)備維修時(shí)，每個(gè)扇形段分為兩個(gè)步驟調(diào)整首先將扇形段內(nèi)、外弧解體，在對(duì)中臺(tái)上將輥?zhàn)诱{(diào)整到目標(biāo)位置，內(nèi)弧或外弧輥?zhàn)又g的相對(duì)位置在此時(shí)確定；然后將扇形段內(nèi)、外弧合在一起，此時(shí)僅控制出口和入口輥縫。本方案在步驟一中實(shí)施，根據(jù)該扇形段變形程度確定輥?zhàn)有枰恼{(diào)整量，通過改變輥?zhàn)虞S承座調(diào)整墊的厚度改變輥?zhàn)拥南鄬?duì)位置。調(diào)整后的扇形段仍然按照原來的方式組合在一起，出口和入口輥縫保持原來的大小不變。本技術(shù)的有益效果是，應(yīng)用簡(jiǎn)便，靈活性強(qiáng)，不需要改變扇形段主體結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，不增加設(shè)備檢修難度，可有效地保證扇形段在發(fā)生彈性變形時(shí)，內(nèi)部輥縫仍然保持趨向一致的分布，避免鑄坯在扇形段內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的鼓肚。附圖說明下面以某種大斷面板坯連鑄機(jī)扇形段輥列為例結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)進(jìn)一步說明。圖1是由扇形段變形引起內(nèi)弧輥?zhàn)游恢米兓氖疽鈭D。圖2是扇形段內(nèi)弧框架受力分析。圖3是內(nèi)弧輥?zhàn)游恢米兓?guī)律分析。圖4是本技術(shù)在鑄機(jī)上的實(shí)施區(qū)域示意。圖5是本技術(shù)的實(shí)施例。圖6是傳統(tǒng)調(diào)整方式的輥縫設(shè)定值與生產(chǎn)中實(shí)際值的比較。圖7是本技術(shù)調(diào)整的輥縫設(shè)定值與生產(chǎn)中實(shí)際值的比較。圖中1.外弧輥列，2.內(nèi)弧輥列，3.外弧輥列實(shí)際切線，4.內(nèi)弧輥列目標(biāo)切線，5.內(nèi)弧輥列實(shí)際切線，6.油缸壓力，7.扇形段內(nèi)弧框架，8.鑄坯壓力，9.結(jié)晶器，10.鑄坯凝固初期所在扇形段，11.鑄坯凝固末期所在扇形段，12.鑄坯，13.優(yōu)化后的內(nèi)弧輥列實(shí)際切線。C1和C2分別是傳統(tǒng)輥縫在生產(chǎn)前后的分布曲線；C3和C4分別是本技術(shù)輥縫在生產(chǎn)前后的分布曲線。具體實(shí)施方式以某實(shí)際板坯鑄機(jī)第7段為例，對(duì)本技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是對(duì)該扇形段內(nèi)弧輥列位置變化的分析，該扇形段由7對(duì)輥?zhàn)咏M成。實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，外弧輥列(1)的位置基本不變，內(nèi)弧輥列(2)的位置變化較大，即外弧輥列的實(shí)際切線(3)就是其目標(biāo)切線，而內(nèi)弧輥列實(shí)際切線(5)與目標(biāo)切線(4)并不吻合。圖2和圖3對(duì)內(nèi)弧輥列(2)位置的變化規(guī)律進(jìn)行了分析。圖3的橫坐標(biāo)是扇形段內(nèi)的輥號(hào)，縱坐標(biāo)是輥縫增大量。實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，內(nèi)弧越靠近扇形段中間的輥?zhàn)酉蛏弦苿?dòng)的趨勢(shì)越明顯，這與扇形段內(nèi)弧框架的變形有關(guān)。內(nèi)弧框架受到輥?zhàn)油ㄟ^軸承支座傳來的作用力近似于分布力，而內(nèi)、外弧框架之間的連接油缸位置靠近扇形段端部，因此將其近似為受到分布力的兩端鉸支的梁?jiǎn)卧渥冃瘟堪凑账拇畏角€分布，由此引起的輥縫增大量也按照四次方分布。用“MB”-“MF”表示“B”-“F”各輥縫相對(duì)出口輥縫和入口輥縫增大的量。“MB”-“MF”可以按照下式求得Ml＝輥縫l-(輥縫入口+輥縫出口)/2 (3)其中“l(fā)”代表“B”-“F”各對(duì)輥?zhàn)樱拜伩pl”表示第l對(duì)輥?zhàn)拥妮伩p，可直接測(cè)量得到，“輥縫入口”和“輥縫出口”分別為入口輥縫和出口輥縫。實(shí)際的輥縫變化曲線不總像圖3所示那樣規(guī)則，為了將所有的輥縫增大量的綜合效果考慮在內(nèi)，按照公式1計(jì)算輥縫的最大增大量(n＝7)Mmax=(MD+8180×MC+8165×MB+8180×ME+8165×MF)/5---(4)]]>實(shí)際鑄坯內(nèi)部鋼水靜壓力隨著與彎月面垂直高度差的增大而增大，因此扇形段的變形隨著與鑄坯凝固末端距離的減小而增大。在鑄坯凝固初期，由于鋼水靜壓力較小，扇形段變形引起的輥縫增大比較輕微，可以忽略。如圖4所示，按照扇形段變形程度將鑄機(jī)分為兩個(gè)區(qū)域鑄坯凝固初期所在扇形段(10)和鑄坯凝固末期所在扇形段(11)，本技術(shù)在后者實(shí)施。兩個(gè)區(qū)域是逐漸過渡的，同時(shí)不同的鑄機(jī)尺寸和二次冷卻工藝不同，而鋼水靜壓力與鑄機(jī)半徑有關(guān)，靜壓力對(duì)輥?zhàn)拥淖饔门c坯殼厚度有關(guān)，因此不存在適用于任意鑄機(jī)的區(qū)域分界線。需要根據(jù)測(cè)量得到的扇形段內(nèi)部輥縫相對(duì)于出入口輥縫的最大增大量來確定，當(dāng)輥縫最大相對(duì)增量大于0.2mm后，有必要實(shí)施本技術(shù)。根據(jù)對(duì)本實(shí)例所涉及鑄機(jī)的長(zhǎng)期跟本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種板坯鑄機(jī)扇形段輥列，由板坯鑄機(jī)扇形段的輥?zhàn)优帕行纬桑涮卣魇牵和簧刃味蝺?nèi)各對(duì)輥?zhàn)拥妮伩p不同，按照扇形段變形對(duì)輥縫的影響來調(diào)整輥?zhàn)拥某跏嘉恢茫ㄟ^下式確定扇形段變形引起的輥縫最大增量：　　　　＊＊＊　　　　當(dāng)輥縫最大增量大于０．２ｍｍ后且僅調(diào)整扇形段內(nèi)弧輥列，中間輥的調(diào)整量為Ｍ↓［ｍａｘ］，其余輥?zhàn)诱{(diào)整量按照四次方曲線確定：　　　　＊＊＊　　　　其中：ｎ為扇形段內(nèi)輥?zhàn)訉?duì)數(shù)，ｌ↓［１］為從中間輥向前數(shù)的輥號(hào)，Ｍ↓［ｌ１］為中間輥前面第ｌ↓［１］對(duì)輥?zhàn)虞伩p的增量，ｌ↓［２］為從中間輥向后數(shù)的輥號(hào)，Ｍ↓［ｌ２］為中間輥后面第ｌ↓［２］對(duì)輥?zhàn)虞伩p的增量，Ｍ↓［０］為中間輥輥縫的增量，Ｍ↓［ｍａｘ］為輥縫最大增量，ｌ為從中間輥向兩側(cè)數(shù)的輥號(hào)，Ｎ↓［ｌ］為中間輥向兩側(cè)第ｌ根內(nèi)弧輥?zhàn)拥恼{(diào)整量。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬長(zhǎng)文，陳松林，李本海，姜中行，徐莉，王國連，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：首鋼總公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：11[中國|北京]