[實用新型]一種薄帶連鑄鑄輥

有效

• 申請號: 200820157235.1
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN201320595Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 葉長宏;于艷;方園;張俊寶;梁永立
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本實用新型涉及一種輥，尤其涉及一種薄帶連鑄鑄輥，屬于冶金設備技術領域。

背景技術

雙輥薄帶連鑄技術至今發展已有150年歷史，它屬于亞快速冷卻連鑄工藝范疇，其典型示例如圖1所示，首先將鋼水直接澆注在一個由兩個相對轉動并能夠快速冷卻的鑄輥1a、1b和側封板2a、2b圍成的熔池中，鋼水在鑄輥旋轉的周向表面被冷卻和凝固，進而形成凝固殼并逐漸生長，然后在兩鑄輥1a、1b的輥縫隙最小處被擠壓在一起，最后在出帶口處形成厚金屬薄帶材4。該厚金屬薄帶材4經由導板5的導向作用之后，即被夾送輥6送入軋機7中軋制成薄帶，然后通過輸送輥道8帶動，再經過噴淋冷卻裝置9進行冷卻，最后經卷曲機夾送輥10送入卷曲機3進行卷曲處理后制成成品出廠。

與傳統的連續鑄造方法不同，該方法不需經過多道熱軋工序，可以大大簡化薄帶生產工藝并減少設備投資。而且，在整個生產過程中由于金屬的凝固時間比較短，所以薄帶連鑄產品晶粒細化、材料的強度、韌性延伸率有所提高。但是，在該工藝中目前還存在一些問題，例如，澆鑄工藝比較復雜，無法適應多鋼種澆鑄需要，工藝開放性比較小，產品品種相對單一；受薄帶連鑄工藝所限，對鑄輥和側封板這兩種設備的性能要求很高，所以兩設備及物料的消耗是制約薄帶連鑄生產成本的主要因素之一；鑄輥的主要功能是冷卻熔融的鋼液，鋼液在鑄輥表面凝固并在兩個鑄輥最窄處形成鑄帶，這就要求鑄輥應具備快速冷卻的能力，應能承受長時間的周期性冷熱變化所帶來的熱應力沖擊，而不會產生表面疲勞等質量缺陷；為了能夠迅速帶走鋼液凝固所釋放出來的熱量，在鑄輥的內部距離輥面一定距離處通常設計有并列的多排冷卻水孔，為避免冷卻水泄露，對它的密封要求很高。

針對上述鑄輥冷卻管路的密封方法有很多，現在應用較多主要有焊接封堵、膨脹螺栓封堵、螺紋密封等多種形式。具體的專利檢索如下：

美國專利US3712366以及中國專利CN03231727.1提出的一種方案目前使用的比較多，即在輥套內部加工冷卻水孔，然后在鑄輥端部逐一將堵頭焊接固定并達到密封效果，其一種變形是采用螺紋堵頭或過盈配合的堵頭達到密封效果，但是目前焊接效果不佳，主要是由于水孔很多，密布在鑄輥端部，焊接后容易產生過大的應力導致鑄輥本體受力容易在工作中受熱交變應力作用而產生裂紋。中國專利CN03231727.1和CN2649222Y中提到的鑄輥采用焊接方式固定堵頭并起到密封的作用，如前所述，這種焊接方式在工作狀態下易于產生裂紋。

中國專利CN1372498A在輥套上開有圓周的冷卻水孔，在輥套的端部內側和輥芯的端部外側分別有密封條被一個壓板支撐形成密封條件，這種方法在澆鑄工作時容易發生密封條失效，產生泄漏。

日本專利JP5253649采用類似于中國專利CN1372498A的方法對冷卻水進行密封，所不同的是密封壓板結構形式略有差別。

日本專利JP04138848中提到的方法，同樣是在輥芯中開有冷卻孔，采用堵頭密封，堵頭或焊接或螺紋連接，特點是在水孔中間裝有流量控制部件，此部件形狀復雜且安裝不易，而且需要水孔比較大才能實現其所述功能。

日本專利JP05253648中提到的方法與專利WO0226425中提到的方法基本一致，在輥套的端部將冷卻水由一個收集環輸送到輥芯上，此收集環可以是單獨或間隔布置的，收集環和輥套之間采用焊接連接，另一端和輥芯也是類似方式連接，這種方式維修起來很不方便。而且由于焊接產生的應力會影響鑄輥的工作效果。

日本專利JP61119357、美國專利US5638091和中國專利CN1378490A均類似地提到一種鑄輥不需要端部水孔密封的結構，采用在鑄輥輥芯或輥套上開有螺旋形或間隔圓周的冷卻水孔，而密封功能只由輥芯和輥套之間的密封來獲得，但是這樣的鑄輥端部冷卻性能比較差，將會導致整個輥的冷卻效果不均勻。

日本專利JP11314138中提到的鑄輥采用螺紋密封冷卻水孔，螺紋密封的位置距離鑄輥工作表面很遠，利于防止受熱失效，這種方法簡單可靠。但是由于結構限制鑄輥的長度會比較長。

綜上所述，焊接方式在工作狀態下易于產生裂紋、螺紋和膨脹堵頭方式則在薄帶連鑄熱試過程中容易受到交變熱應力作用而松動漏水，它們絕非理想而可靠的鑄輥冷卻管路密封方法。所以，為了保證薄帶連鑄鑄輥的使用壽命和操作安全性，確有必要針對現有的薄帶連鑄鑄輥的結構進行改進設計，這也是能否成功實現薄帶連鑄產業化的關鍵之一。

發明內容