专利名称：一种具有倾斜转轴的倒角型足辊的制作方法
技术领域：
本发明属于连续铸造设备领域，特别涉及到一种具有倾斜转轴的倒角型足辊。
背景技术：
连铸坯的窄面及角部的横裂纹是造成热轧板卷边部缺陷产生的主要原因，近年来已成为阻碍铌、钒、钛微合金化钢规模化生产的关键问题。目前，工业生产上通常采用对铸坯火焰切角或对钢板切边的方式来应对，但这造成了大量的能源、材料、人力资源的浪费，影响高效化的生产节奏。近年来，部分板坯连铸结晶器已开始采用了倒角型式，其目的是使得铸坯原有的直角变成两个钝角，弱化铸坯角部的传热，提高铸坯角部温度和延展性，消除应力集中，以期减轻和防止铸坯角部裂纹。但是，生产实践表明，带倒角铸坯存在的另一个问题是偏离角纵裂纹缺陷的发生几率相对更高，仅仅依靠结晶器铜板倒角结构的改变或优化来控制偏离角纵裂缺陷难度极高。足辊作为连铸机的重要部件之一，其功能是对铸坯起支撑和导向作用，在凝固坯壳脱离结晶器后，对铸坯窄面进行必要的支撑和冷却，不仅可以防止铸坯窄面鼓肚的发生，同样也有利于铸坯表面质量的控制。板坯的角部形状发生改变后，相应地结晶器出口的窄面足辊的结构也应该发生变化。目前板还连铸机采用了圆柱状平足棍,其中轴承座放置在两端,足棍置于中部,足辊宽度明显小于铸坯厚度，这种足辊对铸坯的边角部没有支撑作用，尤其是对带倒角的连铸板坯，偏离角纵裂纹缺陷易于在足辊段扩展引起漏钢事故。中国发明专利N0.200820098146.4(公告号:CN201201042Y，名称“新型连铸结晶器足辊”)提出了一种中间粗两头细的异形足辊结构，它的特点是减少足辊与铸坯线接触长度，减少足辊上圆弧面与铸坯之间积水的形成机会，防止铸坯泡在积水中。中国发明专利N0.94245674.2 (公告号:CN2206686，名称“连铸机结晶器异形足辊”)提出的异形足辊的结构是中部区域呈凸出状鼓轮体，两端为圆柱体，其目的是异形足辊的凸出状鼓轮体可压缩铸坯壳在出结晶器下口后产生的鼓肚，以避免由此引起的铸坯角部纵裂和漏钢现象，从而提高铸坯的质量和提高了连铸机的作业率。然而这两种结构足辊的不足之处就在于减少了足辊与铸坯的接触长度，进一步减弱了足辊对宽面坯壳的支撑作用，特别是对于带倒角的铸坯，不利于角部纵裂的控制。针对带倒角连铸坯的表面纵裂缺陷，本发明提出一种具有倾斜转轴的倒角型足辊。该足辊能够对带倒角连铸坯的窄边进行有效支撑，避免铸坯角部纵裂纹的发生，同时有利于提高结晶器窄边铜板的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对带倒角连铸坯的偏离角纵裂纹缺陷问题，提供一种具有倾斜转轴的倒角型足辊。为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案:
一种具有倾斜转轴的倒角型足辊，它包括倾斜转轴(I)、带倒角的支撑辊(2)、支撑座(3)，倾斜转轴(I)为成对的对称布置，其中:分布于足辊两侧的带倒角的支撑辊(2)绕着倾斜转轴(I)进行转动，带倒角的支撑辊(2)的斜面与带倒角铸坯(4)的窄面边部相接触，且形状匹配；在穿过倾斜转轴(I)的中心线并垂直于铸坯表面的截面上，倾斜转轴
(I)与带倒角铸坯(4)中部平面区域的夹角Θ为O < θ < α，α为带倒角的支撑辊(2)的斜面支撑区域(5)与平面支撑区域(6)的夹角。Θ角度数为α角度数的40-60%。倾斜转轴(I)与支撑座(3)是一体的。倾斜转轴(I)通过螺纹连接、焊接、加定位销中的至少一种方式固定在支撑座(3)上。带倒角的支撑辊(2)可以在倾斜转轴(I)上旋转，带倒角的支撑辊(2)和倾斜转轴(I)之间的连接方式可为如下任意一种:(I)采用滚动轴承(7)进行滚动接触；(II)采用轴瓦⑶进行滑动接触；(III)直接进行滑动接触。该足辊的总宽度LI比实际生产的带倒角连铸坯的厚度L2小4 30mm ;带倒角的支撑辊(2)的总宽度L3为足辊总宽度LI的25% 40%。带倒角的支撑辊(2)的斜 面支撑区域(5)的长度L4为平面支撑区域(6)的长度L5 的 0.95-1.05 倍。带倒角的支撑辊(2)平面支撑区域(6)与支撑座(3)之间的高度差h为2 10mm。该足棍适用于厚度为70 480mm的板还,或边长为200 480mm的方还或矩形还；使用时，结晶器下方布置一组、两组或多组该足辊，或将该足辊与常规平足辊组合使用。倾斜转轴⑴与带倒角的铸坯中部平面区域的夹角92反向设置，且0< θ2< α。92角度数为α角度数的40-60%。本发明的有益效果在于:可以保证对铸坯的窄面尤其是边角部的支撑效果，在使用过程中，带倒角的支撑辊与带倒角铸坯窄面的边部保持良好接触，由于带倒角的支撑辊的轴线与铸坯窄面平面区域之间存在夹角，支撑辊在轴向上向外的滑动能够得到控制，有利于支撑辊自身的紧固，有效防止足辊在使用过程出现脱落事故，同时又确保了足辊对带倒角铸坯的边部的支撑作用；更重要的是带倒角的支撑辊与带倒角铸坯表面的接触的相对运动的速度差大幅度降低，从而达到防止铸坯角部纵裂纹的目的，而且有助于结晶器窄边带倒角铜板使用寿命的提高。
图1为本发明的具有倾斜转轴的一体式倒角型足辊；图2为本发明的采用轴瓦进行滑动接触的倒角型足辊；图3为倾斜转轴反向设置的倒角型足辊；图4为采用组合支撑足辊的装配方式示意图。主要组件符号说明I 倾斜转轴
2带倒角的支撑辊3支撑座4带倒角铸坯5支撑辊的斜面支撑区域6支撑辊的平面支撑区域7滚动轴承8轴瓦9足辊支架10固定端盖LI足辊总宽度(即两倾斜转轴外端间的距离)
L2带倒角连铸坯的厚 度L3带倒角的支撑辊的总宽度L4带倒角的支撑辊的斜面支撑区域的长度L5带倒角的支撑辊的平面支撑区域的长度h 支撑辊的平面支撑区域与支撑座之间的高度差Θ 倾斜转轴与带倒角的铸坯中部平面区域的夹角θ2反向设置时倾斜转轴与带倒角的铸坯中部平面区域的夹角α 带倒角的支撑辊的斜面支撑区域与平面支撑区域的夹角
具体实施例方式下面根据附图对本发明的具体实施方式
作进一步说明。本发明的一种具有倾斜转轴的倒角型足辊主要用于厚度为70 480mm的板坯、也可适用于边长为200 480_的方坯或矩形坯的带倒角铸坯的连铸生产，主要用于控制铸坯角纵裂缺陷的发生或扩展。图1所示为本发明的具有倾斜转轴的一体式倒角型足辊，该倒角型足辊包括倾斜转轴1、带倒角的支撑辊2、支撑座3，其中，分布于足辊两侧的带倒角的支撑辊2绕着倾斜转轴I进行转动，带倒角的支撑辊2的斜面与带倒角铸坯4的窄面边部相接触，其与带倒角铸坯4窄面形状相近；在穿过倾斜转轴I的中心线并垂直于铸坯表面的截面上，倾斜转轴I与带倒角铸坯4中部平面区域的夹角Θ为0< θ < α，α为带倒角的支撑辊2的斜面支撑区域5与平面支撑区域6的夹角，Θ角的最佳值为α角的一半。在图1中所示的倒角型足辊中，带倒角的支撑辊2和倾斜转轴I之间采用采用滚动轴承7进行滚动接触；倾斜转轴I与支撑座3是一体式结构。所述倒角型足辊的总宽度LI比实际生产的带倒角连铸坯的厚度L2小4 30mm ;带倒角的支撑辊2的总宽度L3为足辊总宽度LI的25% 40%;同时应保持带倒角的支撑辊2的斜面支撑区域5的长度L4与平面支撑区域6的长度L5基本相同，以便减少支撑辊与铸坯接触部分相对运动的速度差。带倒角的支撑辊2的平面支撑区域6与支撑座3之间的高度差h为2 10_，保持这种间隙的目的是防止铸坯窄面的夹渣在支撑座3的表面上积聚，或防止坯壳被支撑座3划伤。
图2所示为本发明的采用轴瓦进行滑动接触的倒角型足辊，其中，带倒角的支撑辊2和倾斜转轴I之间采用轴瓦8进行滑动接触；倾斜转轴I与支撑座3通过螺纹进行连接，另外也可以通过焊接、加定位销等方式将倾斜转轴I固定在支撑座3上；带倒角的支撑辊2和倾斜转轴I之间也可以直接进行滑动接触。图3所示为倾斜转轴反向设置的倒角型足辊，为了加大倒角型足辊的支撑宽度，倾斜转轴I与带倒角的铸坯中部平面区域的夹角02反向设置，夹角θ2的值为ο< θ2< α, θ2角的最佳值为α的一半。采用与夹角Θ反向设置的夹角θ2，尽管失去了支撑辊自身的自紧固作用，足辊在使用过程需要进行固定以防止出现脱落事故，但是，可以保证在较小的支撑空间内足辊对铸坯的支撑宽度加大，更有利于防止铸坯角部纵裂纹的发生。图4为采用组合支撑足辊的装配方式示意图，在实际使用中，结晶器下方可以采用一组、两组或多组该足辊，也 可以将该足辊与常规平足辊组合使用。
权利要求
1.一种具有倾斜转轴的倒角型足辊，它包括倾斜转轴(I)、带倒角的支撑辊(2)、支撑座(3)，倾斜转轴(I)为成对的对称布置，其特征在于:分布于足辊两侧的带倒角的支撑辊(2)绕着倾斜转轴(I)进行转动，带倒角的支撑辊(2)的斜面与带倒角铸坯(4)的窄面边部相接触，且形状匹配；在穿过倾斜转轴(I)的中心线并垂直于铸坯表面的截面上，倾斜转轴(I)与带倒角铸坯(4)中部平面区域的夹角Θ为O < θ < α，α为带倒角的支撑辊(2)的斜面支撑区域(5)与平面支撑区域(6)的夹角。
2.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:Θ角度数为α角度数的 40-60%。
3.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:倾斜转轴(I)与支撑座(3)是一体的。
4.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:倾斜转轴(I)通过螺纹连接、焊接、加定位销中的至少一种方式固定在支撑座(3)上。
5.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:带倒角的支撑辊(2)可以在倾斜转轴(I)上旋转，带倒角的支撑辊(2)和倾斜转轴(I)之间的连接方式可为如下任意一种: (I)采用滚动轴承(7)进行滚动接触； (II)采用轴瓦(8)进行滑动接触； (III)直接进行滑动接触。
6.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:该足辊的总宽度LI比实际生产的带倒角连铸 坯的厚度L2小4 30mm ;带倒角的支撑辊(2)的总宽度L3为足辊总宽度LI的25% 40%。
7.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:带倒角的支撑辊(2)的斜面支撑区域(5)的长度L4为平面支撑区域￠)的长度L5的0.95-1.05倍。
8.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:带倒角的支撑辊(2)平面支撑区域(6)与支撑座(3)之间的高度差h为2 10mm。
9.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:该足辊适用于厚度为70 480mm的板还，或边长为200 480mm的方还或矩形还；使用时，结晶器下方布置一组、两组或多组该足辊，或将该足辊与常规平足辊组合使用。
10.如权利要求1所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:倾斜转轴(I)与带倒角的铸坯中部平面区域的夹角92反向设置，且0< θ2< α。
11.如权利要求10所述的具有倾斜转轴的倒角型足辊，其特征在于:Θ2角度数为α角度数的40-60%。
全文摘要
本发明属于连续铸造设备领域，特别涉及到一种具有倾斜转轴的倒角型足辊。它包括倾斜转轴(1)、带倒角的支撑辊(2)、支撑座(3)，其中，分布于足辊两侧的带倒角支撑辊(2)绕倾斜转轴(1)转动，带倒角支撑辊(2)的斜面与带倒角铸坯(4)窄面形状相近；在穿过倾斜转轴(1)的中心线并垂直于铸坯表面的截面上，倾斜转轴(1)与带倒角铸坯(4)中部平面区域的夹角θ小于带倒角支撑辊(2)的斜面支撑区域(5)与平面支撑区域(6)的夹角α。本发明的倒角型足辊可以保证对铸坯的窄面尤其是边角部的支撑效果，有利于支撑辊自身的紧固，从而达到防止铸坯角部纵裂纹的目的，而且有助于结晶器窄边带倒角铜板使用寿命的提高。
文档编号B22D11/128GK103212683SQ20121001984
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者干勇, 杨春政, 张慧, 刘建华, 王玫, 魏钢, 吴夜明, 彭国仲, 王明林, 王莉, 陶红标, 白健, 席常锁, 原禄春, 姬秀琴, 张扬, 王宝生 申请人:钢铁研究总院, 中达连铸技术国家工程研究中心有限责任公司, 首钢京唐钢铁联合有限责任公司