专利名称：一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法
一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法
背景技术：
本发明属于冶金设备领域，针对因等间距或近似等间距辊列布置而存在结晶器液 面波动的板坯连铸机，确切讲是一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法。目前国内许多钢厂存在等间距或近似等间距辊列布置的板坯连铸机，这些连铸机 在浇铸过程中会发生结晶器液面周期性波动，特别是在浇铸包晶钢、低合金钢等液面波动 敏感钢种时，结晶器液面会产生剧烈的波动，从而使该类钢种在连铸机上无法正常生产， 造成铸坯缺陷甚至漏钢事故。现有解决结晶器液面剧烈的波动往往通过采取调整结晶器一冷水的冷却强度或 调整钢种成分、优化结晶器保护渣、提高中包过热度等调整工艺参数的方法，不仅收效甚 微，而且会影响连铸机的正常生产。此外，许多钢厂已经存在等间距或近似等间距辊列布置的板坯连铸机，对这些板 坯连铸机需要进行改造，而大面积全部进行改造势必影响生产并产生大量的费用，增加生 产成本。本发明的目的是提供一种互换性好，不影响连铸机正常生产，费用低、工作量小， 易于实施的一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法。实现本发明的解决方案是一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法，连铸机 弧形区包括多个扇形段，沿扇形段内外弧分布有传动辊和自由辊，其特征是弧形区开始 的的第一扇形段和第二扇形段的内外弧分布的传动辊为基准辊，缩小第一扇形段和第二扇 形段中传动辊两侧自由辊辊径，调整自由辊与基准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间 距，达到破坏因全体扇形段基准辊与自由辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距相同产生 铸坯鼓肚量周期性变化引起的液芯容积的周期性变化。所述的缩小第一扇形段和第二扇形段中传动辊两侧自由辊辊径后，自由辊数量由 η对增加至(η+1)对，重新布置自由辊之间间隔和自由辊与自由辊之间间隔，使自由辊与基 准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距变化量大于20mm。所述的铸坯鼓肚量δ由下列公式计算
Si——坯壳厚度 E——弹性模量
本发明的原理及优点是由于在钢水静压力和重力作用下，带液芯的铸坯在上、下辊 子之间始终存在鼓肚量，当鼓出的坯壳到达下一对辊子时，又被压回正常厚度，等间距或近 似等间距布置的辊列使铸坯坯壳受到周期性挤压，当拉速达到一定程度时就会发生谐振现 象，从而导致结晶器液面周期性波动。本发明通过保持其它区域辊列布置方式不变、原扇形 段外形不变、扇形段内外弧半径不变、上下传动辊辊径不变、传动辊位置不变或变化较小的 情况下，以第一扇形段和第二扇形段的内外弧分布的传动辊为基准辊，缩小所述的第一扇 形段和第二扇形段传动辊两侧自由辊辊径，改变辊子对铸坯的支撑间距，使改造后的扇形 段辊子对铸坯的支撑间距发生有效的变化，该变化量足以破坏全部弧形区辊子对坯壳挤压 的周期性，使液芯的容积变化在扇形段之间有所补偿，从而解决结晶器的液面波动。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明
图1是连铸机弯曲段、弧形区扇形段辊列布置示意图； 图2是现有的扇形段辊列布置示意图； 图3是本发明实施例的扇形段辊列布置示意图。图中1、第一自由辊；2、第二自由辊；3、基准辊；4、第三自由辊；5、第四自由辊； 6、第五自由辊；7、第六自由辊；8、结晶器；9、足辊；10、弯曲段；11、弧形区扇形段区域；12、 第一扇形段；13、第二扇形段。
具体实施例方式一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法，连铸机弧形区包括多个扇形段，沿 扇形段内外弧分布有传动辊和自由辊，其特征是弧形区开始的的第一扇形段12和第二扇 形段13的内外弧分布的传动辊为基准辊3，缩小第一扇形段12和第二扇形段13中传动辊 两侧自由辊辊径，调整自由辊与基准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距，达到破坏 因全体扇形段基准辊与自由辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距相同产生铸坯鼓肚量 周期性变化引起的液芯容积的周期性变化。图1给出了连铸机弯曲段、弧形段辊列布置示意图，图2给出了现有的扇形段辊列 布置图。从图1可以看出连铸机浇铸过程中，从结晶器8通过足辊9，在由弯曲段10至弧 形区扇形段区域11，带有液芯的铸坯由弯曲段10和弧形区扇形段区域11辊子支撑，在弧形 区扇形段传动辊的驱动下沿浇铸方向运动。在运动过程中，坯壳里面的钢水不断凝固，坯壳
由薄变厚，一直到完全凝固。如图2所示，它是弧形区扇形段区域11的第一扇形段12现有技术结构示意图，图 1的弯曲段10的辊子间距相同，在第一扇形段12所有的扇形段的辊径相同，辊子间距都为 S2，虽然，图2中给出了弧形区扇形段区域11的第一扇形段12，实际上在现有的技术中，弧 形区扇形段区域11所有的扇形段的辊径相同，辊子间距都为S2。这样布置辊列的连铸机存 在结晶器液面波动现象。
理论上，在钢水静压力的作用下，带有液芯的坯壳在两个支撑辊之间始终有鼓肚 量，鼓出的坯壳到达下一对辊子时又被压回原来的状态，等间距或近似等间距排列的支撑 辊会对坯壳形成周期性挤压，因此造成铸坯液芯容积的周期性变化，从而造成结晶器液面 的周期性波动。铸坯鼓肚量S由下列公式计算
式中δ i—鼓肚量 Pi——钢水静压力 Li——辊间距
ts——当前拉速经过一个辊距所用时间 Si——坯壳厚度 E——弹性模量
从上式中可以看出，鼓肚量Si与5个参数有关(pi、Li、ts、Si、E)，其中弹性模量E 与钢种有关，ts和Si两参数主要由拉速、冷却强度等浇钢工艺决定，pi与该处距结晶器液 面的高度有关，辊间距Li则完全取决于连铸机辊列布置。根据以上分析，理论上改造弧形区的辊间距可以有效改变该区域的坯壳鼓肚量， 破坏因全体扇形段鼓肚周期性变化引起的液芯容积的周期性变化，从而解决结晶器的液面 波动问题，然而对于新建的板坯连铸机没有问题，而对于需要改造的板坯连铸机，则需要影 响连铸机正常生产，增加改造费用和工作量。如图3所示，一种结晶器液面波动的辊列布置方法，通过以扇形段开始的的第一 扇形段12和第二扇形段13的内外弧分布的传动辊为基准辊，缩小所述的第一扇形段12和 第二扇形段13传动辊两侧自由辊辊径，改变辊子对铸坯的支撑间距。有效改变该区域的坯 壳鼓肚量，破坏因全体扇形段鼓肚周期性变化引起的液芯容积的周期性变化，从而解决结 晶器的液面波动问题。在图3中，保持弯曲段不变，其它扇形段不变，而只改变弧形区第一扇形段12和第 二扇形段13，弧形区扇形段区域11的其它扇形段的辊间距S2不变，第一扇形段12和第二 扇形段13中与基准辊3相邻的第二自由辊2和第三自由辊4与基准辊3之间则由辊子间 距S2变为S3，而第一扇形段12和第二扇形段13中的第一自由辊1与第二自由辊2，第三 自由辊4、第四自由辊5、第五自由辊6和第六自由辊7之间的辊子间距为S4。图3保持扇形段内外弧半径不变、传动辊辊径不变、传动辊位置和扇形段外形不 变或变化较小情况下的一个扇形段改造实施例，在基准辊3位置不变或变化较小的情况 下，将自由辊辊径由Φ13减小至Φ c，并将自由辊数量由η对增加至(η+1)对，重新布置后的 辊间距由原来的一种(S2)变为两种(S4、S5)，其中辊间距S4和S5与原辊间距S2相比，变 化量必须大于20mm。确切讲是自由辊数量由η对增加至(η+1)对，重新布置后的自由辊与 基准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距变化量大于20mm。也就是自由辊与基准辊辊 间距和自由辊与自由辊之间的辊间距在25-45mm之间。用上述方法改造后的扇形段替换原来的第一扇形段12和第二扇形段13，扇形段传动、安装方式及电气控制没有变化，实施后近一年的生产过程中，结晶器液面波动均在连 铸机生产要求范围内，稳定了生产操作，包晶钢、低合金钢等对液面波动敏感的钢种在这台 连铸机上都可以正常浇铸，给钢厂带来了可观的经济效益。 本发明它具有改造期间不影响连铸机的正常生产，改造工作量小，投资少，效益明 显，易于实施的优点。
权利要求
一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法，连铸机弧形区包括多个扇形段，沿扇形段内外弧分布有传动辊和自由辊，其特征是弧形区开始的的第一扇形段和第二扇形段的内外弧分布的传动辊为基准辊，缩小第一扇形段和第二扇形段中传动辊两侧自由辊辊径，调整自由辊与基准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距，达到破坏因全体扇形段基准辊与自由辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距相同产生铸坯鼓肚量周期性变化引起的液芯容积的周期性变化。
2.根据权利要求1所述的一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法，其特征是所 述的缩小第一扇形段和第二扇形段中传动辊两侧自由辊辊径后，自由辊数量由η对增加至 (η+1)对，重新布置自由辊之间间隔和自由辊与自由辊之间间隔，使自由辊与基准辊辊间距 和自由辊与自由辊之间的辊间距变化量大于20mm。
3.根据权利要求1所述的一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法，其特征是所 述的铸坯鼓肚量S由下列公式计算 式中δ i—鼓肚量 Pi——钢水静压力 Li——辊间距ts——当前拉速经过一个辊距所用时间 Si——坯壳厚度 E——弹性模量。
全文摘要
本发明属于冶金设备领域，确切讲是一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法，连铸机弧形区包括多个扇形段，沿扇形段内外弧分布有传动辊和自由辊，其特征是弧形区开始的第一扇形段和第二扇形段的内外弧分布的传动辊为基准辊，缩小第一扇形段和第二扇形段中传动辊两侧自由辊辊径，调整自由辊与基准辊辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距，达到破坏因全体扇形段基准辊与自由辊间距和自由辊与自由辊之间的辊间距相同产生铸坯鼓肚量周期性变化引起的液芯容积的周期性变化。它提供了一种互换性好，不影响连铸机正常生产，费用低、工作量小，易于实施的一种解决结晶器液面波动的连铸机改造方法。
文档编号B22D11/20GK101920316SQ20101024360
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者刘洪 , 向成礼, 吴国荣, 周明佳, 张均祥, 张奇, 罗丹, 解明科, 黎建全 申请人:中国重型机械研究院有限公司;攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司;攀钢集团攀枝花钢钒有限公司