薄板坯连铸机扇形段的制作方法

本实用新型涉及一种薄板坯连铸机扇形段。

背景技术：

薄板坯连铸机可生产常规连铸机不能生产的、厚度在20-50mm的、可直接进入热连轧精轧机组轧制的连铸薄板坯，省去了粗轧机组，简化了生产流程，降低设备投资和生产成本，并且拉速高，产品内部质量相当好，越来越成为钢厂的标配设备。随着市场竞争的日趋激烈，某些钢厂将高品质硅钢产品在薄板坯生产线上试生产，也对原生产线上扇形段的格栅结构进行辊盒化改造，但效果不佳。辊盒结构虽然克服了产品表面划伤的问题，但不能解决硅钢产品的微观组织，不能减轻柱状晶率提高等轴晶率从而不能保证硅钢产品较高的可再加工性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种提高薄板坯质量以及结构紧凑的薄板坯连铸机扇形段。

解决上述技术问题的技术方案如下：

薄板坯连铸机扇形段，包括第一冷却导向装置、第二冷却导向装置，第一冷却导向装置和第二冷却导向装置相对布置，第一冷却导向装置和第二冷却导向装置包括框架、多个导向辊以及喷水组件，导向辊的两端安装在框架上；导向辊沿着框架的横向布置并排成多行，相邻两行的导向辊之间留有装配空间；喷水组件的一端穿过框架后伸入到所述装配空间中，其特征在于，第一冷却导向装置还包括：

通过电磁作用力强化薄板液芯铸坯液相穴内钢水运动的电磁搅拌器；

安装在第一冷却导向装置的框架中的辊架，辊架包括主板以及多个侧板，各个侧板与主板连接后，在侧板与主板之间形成容纳腔体，电磁搅拌器安装在辊架的容纳腔体中，主板上设有多个沿辊架横向延伸的第一进水孔，主板上还设有多个第一出水孔，这些第一出水孔沿着主板的横向排列成行后，第一出水孔与第一进水孔连通；

多个第一喷水组件，每个第一出水孔与一个第一喷水组件的一端连接；

多个第一导向辊，第一导向辊沿着主板的横向布置并排成多行，两邻两行第一导向辊之间留有第一装配空间，第一喷水组件的另一端位于第一装配空间中。

本实用新型将喷淋冷却管路、辊子支撑等结构要求都融合进辊架上的主板内，结构紧凑，留出箱式电磁搅拌器安装空间，满足搅拌器至铸坯表面近距离要求。使用小尺寸无磁弹簧轴承，分节小径无磁辊密排，以多点支撑来保证辊子小的挠曲变形，在国内尚属首次。因减小了辊间跨距，可明显减小铸坯鼓肚量，由此减少结晶器液面波动，减少卷渣漏钢与鼓肚漏钢的风险。辊架上无磁主板上的三个水路区域新型设计，实现钢厂产品因宽窄规格变化需调节喷淋宽度与冷却强度的要求。

运用电磁搅拌技术，在薄板坯凝固率约50％、柱状晶强劲生长的区域进行电磁搅拌，改善凝固组织，减轻中心偏析、疏松，从而提高硅钢、不锈钢产品的再加工性能。同时优化扇形段辊列，增加支撑导向辊对数，减小铸坯鼓肚量，减少结晶器液面波动，以减少卷渣漏钢与鼓肚漏钢的风险。增加辊子对数的同时增加喷淋冷却管线数，增大对铸坯的冷却强度，以便于提高拉速与产品年产量。

附图说明

图1为本实用新型的薄板坯连铸机扇形段的立体结构示意图；

图2为本实用新型的薄板坯连铸机扇形段的剖面结构示意图

图3为本实用新型中第一冷却导向装置的部分零件装配后的立体结构示意图；

图4为从另一个方向观察图3的立体结构示意图；

图5为本图3剖面结构示意图；

图6为本实用新型中的辊架的示意图；

图7为本实用新型中的辊架剖面结构示意图；

图8为本实用新型中的第一导向辊的剖面结构示意图；

图9为本实用新型中的第二导向辊的剖面结构示意图；

a为框架，b为导向辊，c为喷水组件，d为保护罩，e为进水口；

1为主板，2为侧板，3为容纳腔体，4为第一进水孔，5为第一出水孔，6为第一喷水组件，7为第一芯轴，8为第一辊，9为第一隔套，10为第一轴承座，11为第一轴承，12为第一耐磨环，13为电磁搅拌器，14为主水管，15为分水管，16为第二喷嘴，17为支座，18为第三进水孔，19为第三出水孔，20为第三喷水组件，21为第二芯轴，22为第二辊，23为第二隔套，24为第二轴承座，25为第二轴承，26为第二耐磨环。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的薄板坯连铸机扇形段，包括第一冷却导向装置、第二冷却导向装置，第一冷却导向装置和第二冷却导向装置相对布置，薄板坯从第一冷却导向装置和第二冷却导向装置之间的空间通过(如图2中从右向左的指示箭头)。第一冷却导向装置和第二冷却导向装置包括框架a、多个导向辊b以及喷水组件c，导向辊b的两端安装在框架a上；导向辊b沿着框架a的横向布置并排成多行，相邻两行的导向辊b之间留有装配空间。导向辊b的结构与下述的第一导向辊的结构相同，具体的结构描述如下。喷水组件c的一端穿过框架后伸入到所述装配空间中，喷水组件c由主水管道、分水管道以及喷头组成，主水管道与分水管道连接，分水管道与喷头连接。在框架a的两侧分别安装有保护罩d，框架上设有进水口e，进水口e有多路，所述喷水组件c的一部分延伸到保护罩d中后与设置在框架a上进水口e连接，通过保护罩d对喷水组件c的一部分进行保护。

如图3至图5所示，第一冷却导向装置还包括：辊架、多个第一喷水组件、多个第一导向辊，电磁搅拌器，下面对各部分以及它们之间的关系进行详细地说明：

如图3至图5所示，辊架具有容纳腔体3，辊架包括主板1以及多个侧板2，各个侧板2与主板1连接后，在侧板2与主板1之间形成所述容纳腔体3，主板1上设有多个沿该辊架横向延伸的第一进水孔4，主板上还设有多个第一出水孔5，这些第一出水孔5沿着主板1的横向排列成行后，第一出水孔5与第一进水孔4连通。主板1为无磁材料制成的主板。

如图3至图7所示，每个第一出水孔5与一个第一喷水组件6的一端连接，第一喷水组件6包括第一喷嘴，这些第一喷水组件6与第一出水孔5连接后，形成了第一喷淋区域，对经过辊盒的薄板液芯坯进行喷淋冷却。

如图3至图7所示，第一导向辊沿着主板的横向布置并排成多行，两邻两行第一导向辊之间留有第一装配空间，第一喷水组件6的另一端位于第一装配空间中；薄板坯在移动时通过第一导向辊进行导向。所述第一导向辊包括第一芯轴7、多个第一辊8、多个第一隔套9、多个第一轴承座10、多个第一轴承11，第一轴承座10与主板1固定连接，第一芯轴7与第一轴承座11固定连接，第一芯轴7与第一轴承11连接，第一隔套9安装在第一芯轴7上，第一隔套9的两端分别与第一轴承11抵顶，第一辊8的两端分别与第一轴承10连接。第一轴承10优先采用弹簧轴承。

如图3至图8所示，第一辊8两端的内孔中分别设有台阶，在第一芯轴7上还间隙配合有第一耐磨环12，第一耐磨环12位于第一轴承座10与第一轴承11之间，第一耐磨环12与第一轴承11保持一定的间隙以利于第一辊8的热胀冷缩，第一耐磨环12外圆柱面上的环状槽内安装r环，用于防止异物进行，以保护轴承。

如图3至图8所示，第一导向辊采用无磁材料制成，即第一芯轴7、第一辊8、第一隔套9、第一轴承座10、第一轴承11均采用无磁材料制成。通过第一芯轴7与多个分节的第一辊8形成的组合结构，控制了导向的第一导向辊挠曲变形，以保证薄板坯横向凸度公差要求。第一导向辊的整体刚性由第一辊8以及辊架来保证。这种小尺寸无磁、分节形式的第一辊8在连铸行业中为首次使用。为控制挠曲变形，常规连铸中无磁辊通常为大直径整体辊，轴承布置在磁力线外的辊子两端。薄板坯连铸由于拉坯速度高、液芯板坯坯壳薄，易鼓肚变形而发生漏钢，故只能采用小跨距小直径的导向支撑辊。相比较，电磁搅拌器离薄板坯表面的距离在本结构中更小，更能提高搅拌效果、减少功耗。

如图3至图5所示，电磁搅拌器13通过电磁作用力强化薄板坯液相穴内钢水运动，该电磁搅拌器13安装在所述的容纳腔体3中。电磁搅拌器13的实质就是借助在薄板坯的液相穴内感生的电磁力强化液相穴内钢水的运动，由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而控制薄板坯的凝固过程，对提高薄板坯质量具有积极的作用。

电磁搅拌器可以采用：中间包加热用电磁搅拌器(hems)、结晶器电磁搅拌器(mems)；二冷段电磁搅拌器(sems)；凝固末端电磁搅拌器(fems)中的任意一种。本新型辊盒优先采用二冷段电磁搅拌器，恰好在柱状晶强劲生长的区域，通过搅拌钢水使先期生长的柱状晶破碎，与钢液混合在一起，随后将成为后期凝固的等轴晶的核心，同时搅拌将促进未凝固钢液流动，加强对流作用，提高固液相间的热传导，有利于消除残余过热度，减轻凝固前沿的温度梯度，抑止晶体的定向增长，从而有利于等轴晶的增长，板坯连铸二冷段的电磁搅拌器可以改善凝固组织，扩大薄板坯中心等轴晶区域，减轻中心偏析和中心疏松。

如图3至图5所示，所述辊盒还包括第二喷水组件，该第二喷水组件的一端安装在所述侧板上部，第二喷水组件沿着侧板延伸后，第二喷水组件的另一端位于第一导向辊的一侧。第二喷水组件包括主水管14、分水管15、第二喷嘴16以及支座17，支座17与侧板2固定连接，主水管14支撑在支座17上，分水管15的一端与主水管14连接，分水管的另一端与第二喷嘴16连接。进入到主水管14中的水通过分水管15输送到第二喷嘴16，由第二喷嘴16喷出，这样形成了第二冷却区域，对刚出结晶器即将进入扇形段的液芯铸坯进行大强度喷淋冷却。

如图3至图7所示，所述主板1上设有多个沿辊架横向延伸的第三进水孔18，主板1上还设有多个第三出水孔19，这些第三出水孔19沿着主板2的横向排列成行后，第三出水孔19与第三进水孔18连通。辊盒还包括第三喷水组件20以及多个第二导向辊，每个第三出水孔19与一个第三喷水组件20的一端连接；第二导向辊沿着主板1的横向布置并排成多行，两邻两行第二导向辊之间留有第二装配空间，第三喷水组件20的另一端位于第二装配空间中。通过第三喷水组件20形成了第三喷淋区域，对经过辊盒的薄板坯进行喷淋冷却。

如图3至图9所示，所述第二导向辊包括第二芯轴21、多个第二辊22、多个第二隔套23、多个第二轴承座24、多个第二轴承25，第二轴承座24与主板1固定连接，第二芯轴21与第二轴承座24固定连接，第二芯轴21与第二轴承24连接，第二隔套23安装在第二芯轴21上，第二隔套23的两端分别与第二轴承24抵顶，第二辊22的两端分别与第二轴承25连接。第二轴承25优先采用弹簧轴承。

如图3至图9所示，第二辊22两端的内孔中分别设有台阶，在第二芯轴21上还间隙配合有第二耐磨环26，第二耐磨环26位于第二轴承座24与第二轴承25之间，第二耐磨环26与第二轴承25保持一定的间隙以利于第二辊22的热胀冷缩，第二耐磨环26外圆柱面上的环状槽内安装r环，用于防止异物进行，以保护轴承。

如图3至图9所示，第二芯轴21、第二辊22、第二隔套23、第二轴承座24、第二轴承25均采用无磁材料制成。通过第二芯轴21与多个分节的第二辊22形成的组合结构，通过控制导向的第一导向辊挠曲变形，来保证薄板坯横向凸度公差要求。第一导向辊的整体刚性由第二辊22以及辊架来保证。这种小尺寸无磁、分节形式的第二辊22在连铸行业中为首次使用。为控制挠曲变形，常规连铸中无磁辊通常为大直径整体辊，轴承布置在磁力线外的辊子两端。薄板坯连铸由于拉坯速度高、液芯板坯坯壳薄，易鼓肚变形而发生漏钢，故只能采用小跨距小直径的导向支撑辊。相比较，电磁搅拌器离薄板坯表面的距离在本结构中更小，更能提高搅拌效果、减少功耗。

如图3至图9所示，本实用新型主要对辊架进行了创新设计，将原冷却的喷淋管融合进辊架正面的不锈钢无磁主板1里，即：通过钻深孔形成第一进水孔4，在第一进水孔4上安装第一出水孔5，并在第一出水孔5上装上第一喷水组件6，通过在钻深孔主板1形成第三进水孔18，在第三进水孔18上安装第三出水孔19，并在第三出水孔19上装上第三喷水组件20，形成喷淋冷却管路，与第二喷嘴16配合，提高对薄板坯的冷却强度，同时对辊子也进行冷却。辊架背面安装电磁搅拌器13，保证电磁搅拌器13离铸坯表面的最小距离。无磁的第一辊和第二辊采用ф95直径的分节辊，七组密排，第一轴承座10和第二轴承座11安装在辊架的无磁主板1上，总体挠度由辊架的刚性来保证。

上述第一冷却装置中的辊架包含一至三纵向占据了现场部分冷却三区的喷水空间，也就是上述第三喷水组件20属于冷却三区的一部分，该第三喷水组件20与喷水组件c横向按区通过多路并联的方式合并汇入延伸管中，延伸到保护罩d中后与设置在框架a上的各进水口e连接，构成能符合现场配置的横向分多个区的、可以根据产品板宽进行喷水调节的冷却三区喷淋管路。而第一喷水组件6与第一出水孔5连接后形成的第一喷淋区域为符合现场配置的冷却二区；安装在辊架侧板2上部的第二喷水组件形成的第二喷淋区域为符合现场配置的冷却一区。