一种可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置

本发明属于金属材料加工，尤其涉及一种可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置。

背景技术：

1、随着科技和工业的发展，轻量化是许多制造行业的关键目标之一。镁、铝系合金作为可商业化应用的轻质高强金属结构材料，具有广泛的应用前景，成为当前的热门研究材料。其中，厚度在0.5~5mm的宽幅合金板带材的市场需求近年来持续增长，尤其在航空、汽车、电子产品等高科技行业中。近年来，铸轧工艺生产板材趋于成熟，该加工方法是将熔融金属直接浇入轧辊间进行轧制，其充分利用熔融金属的残余热量，避免了后续轧制过程中的二次加热，将板材的铸造与热轧工艺合二为一，节省能源并简化生产流程，极大提高了镁板生产效率，可实现自动化生产。

2、与传统热连轧工艺相比，铸轧工艺可在大幅降低生产成本、节约能源的同时提高板材的成形性能。但由于在铸轧过程中，中部凝固组织主要受上、下两轧辊的二向轧制力作用，而边部凝固组织除了受到轧制力作用，还受到来自中部凝固组织因受到挤压向边部延伸的应力作用和来自侧封板的反作用力，除此之外，边部凝固组织还存在因自身运动和与侧封板形成的边界粘滞作用导致的剪应力。因此在铸轧工艺中凝固组织边部的应力状态极为复杂，很容易使成形板材形成边裂缺陷，导致成品率降低。当前针对镁合金铸轧工艺的组织调控手段较为有限，亟需开发一种可有效改善铸轧过程中凝固组织边部应力状态的形/性协同工艺和装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置，以解决上述问题，达到提升对镁合金铸轧区边部形/性调控效果的目的。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置，与至少一对铸辊转动配合形成的铸轧区相配合，包括：

3、一对同步侧封带，被配置为沿铸轧浇口端至铸轧出口端分别覆盖所述凝固区间的两侧端，且任意一同步侧封带与相邻轧辊之间形成有预紧力；

4、同步带轮组件，设置在同步侧封带内侧，同步带轮组件与侧封带形成带齿配合，可将电机转动扭矩转化为同步侧封带沿铸轧入口到出口方向的循环运动，同时可调整侧封带的运动速度和传递张紧力；

5、支撑轮组件，设置在同步侧封带与同步带轮组件的无配合间隙处，支撑轮组件可增加带齿配合点，增强侧封带与轧辊的预紧力支撑性和保持侧封带运行时的形状，防止漏液；

6、壳体组件，设置在同步侧封带上、下侧及除工作面外的侧边，壳体组件能阻隔内部工作机构与外部环境的直接接触，同时设有辅助同步侧封带工作的清洁刃和电阻丝结构；

7、张紧组件，设置在壳体组件外侧，张紧组件可对同步带轮组件起到固定作用，同时对位于浇口端和出口端的同步带轮作用有主动张紧力，保持同步侧封带的工作效能。

8、优选的，所述同步带轮组件包括：

9、同步带轮，分别设置在同步侧封带位于浇口端、凝固端、出口端的内侧；

10、带轮轮盘，固设在同步带轮的侧端面，直径略大于带轮齿顶圆直径，小于同步侧封带与同步带轮配合形成的包圆外直径，对同步侧封带起到限位作用的同时不影响其预紧力弹性侧封作用；

11、轴承垫片，设置在带轮轮盘与带轮轴承之间，对相对运动件之间起到过渡作用；

12、带轮轴承，设置在同步带轮轮轴上，形成过盈配合；

13、轴承挡盖，设置在同步带轮轮轴端面通孔上，对轴承起到保护作用。

14、优选的，所述支撑轮组件包括：

15、支撑轮，设置在同步侧封带与同步带轮组件的无配合间隙处，与同步带轮共同对同步侧封带的形状进行支撑，保障同步带工作面的平面度和支撑性；

16、支撑轮轴，设置在上、下盖板间，与盖板通过连接件固定，与支撑轮形成间隙配合。

17、优选的，所述壳体组件包括：

18、侧挡板，设置在同步侧封带除工作面外的其他三个面外侧，包括两个圆弧面和一个平面，对同步侧封带外边侧起到隔绝保护作用；

19、上、下端盖，设置在同步侧封带与同步齿轮组件上、下侧并与侧挡板通过螺栓连接，端盖开设有三个孔位，分别对应配合三个带轮轴承，其中位于中间的孔位为圆形结构，与设置在中间同步齿轮轴上的带轮轴承紧固配合，而靠近浇口端和出口端的孔位设置为沿平行于轧制方向的限位槽结构，使得两侧的同步齿轮具有产生张紧作用的位移裕度；

20、清洁刃，设置在侧挡板接近铸轧出口端圆弧段的开槽处，由螺栓固定在开槽外端设置的凸台平面上，可根据同步侧封带的张紧度增设垫片抬高清洁刃使其始终保持良好的工作状态；

21、电阻丝，绕设在所述侧挡板接近铸轧入口端圆弧段的内壁上，电源接口设置在外壁，对接近铸轧入口端的同步侧封带进行补温，降低侧封带与凝固组织接触时的温差。

22、优选的，所述张紧组件包括：

23、卡环，设置在与同步带轮轮轴形成配合的轴承外端，并延伸到侧挡板外侧，与卡环连杆由螺栓紧固连接；

24、卡环连杆，设置在侧挡板平面端，与板形导轨配合，可沿导轨做平移运动，中部卡环连杆设置有开槽便于安装张紧模块；

25、板形导轨，设置在侧挡板平面端，由螺栓紧固连接，滑轨一端设置有可拆卸挡块，便于卡环连杆安装和拆卸；

26、张紧模块，设置在板形导轨中部，四角处由长螺栓将其与板形导轨和侧挡板紧固，从压力组件延伸出的推杆作用于两侧卡环连杆的配合面上。

27、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

28、本发明通过将传统的固定式楔形侧封板改换为耐高温的侧封同步带结构，使铸轧区边部形成与铸轧方向一致的同步运动，从而使整个铸轧区的接触边界，包括与铸轧辊接触的上下边界和与侧封带接触的侧边界，均具有指向铸轧出口的移动速度，进而降低整个铸轧凝固组织边界应力状态的差异性。

29、当侧封带的移动线速度和铸轧速度相同时，侧封带仅受到两铸轧辊因圆周运动与其产生的竖直方向的滑动摩擦力，此时侧封装置处于最佳工况，侧封带磨损最小。若因铸轧速度、冷却循环水换热速率以及浇口压力导致凝固组织与侧封带的粘滞力有所变化，此时可适当调节侧封带的移动速度高于或低于铸轧速度，使凝固组织边部与中部的应力状态尽可能保持一致，使铸轧凝固焊合线尽可能趋于“1”形，此时侧封带会同时受到与铸轧辊相对位移导致的垂直和平行于铸轧方向的摩擦力，具有较大的磨损。

30、此外，布置于侧挡板内侧的电阻加热丝，可以将位于铸轧浇口端的侧封带加热到辊温与浇口温度的平均温度，防止侧封带过冷导致的边部凝固组织快速冷却。

技术特征：

1.一种可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置，与至少一对铸轧辊配合形成的凝固区间相配合，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置，其特征在于，所述同步带轮组件包括：

3.根据权利要求1所述的可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置，其特征在于，所述支撑轮组件包括：

4.根据权利要求1所述的可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置，其特征在于，所述壳体组件包括：

5.根据权利要求1所述的可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置，其特征在于，所述张紧组件包括：

技术总结
本发明于金属材料加工技术领域，尤其涉及一种可调控铸轧组织边部状态的同步带侧封装置，包括一对沿铸轧浇口端至铸轧出口端分别覆盖铸轧区的两侧端的同步侧封带，且任意一同步侧封带与相邻铸轧辊之间形成有预紧力；由同步带轮组件带动同步侧封带运动，使铸轧区边部形成与铸轧方向一致的同步运动，从而使整个铸轧区的接触边界，包括与铸轧辊接触的上下边界和与侧封带接触的侧边界，均具有指向铸轧出口的移动速度。本发明可以达到提升铸轧区凝固组织边界应力状态均一性的目的。

技术研发人员：黄志权,蔡国峰,高翔宇,邹金超,梁涵校,张苗苗,成雨珊,何瑞
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17