一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊及其设备制造技术

本实用新型专利技术涉及金属凝固和连续铸造领域，特别是一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊及其设备。它主要包括：振动支撑辊辊体(1)、端盖(2)、支撑辊体(1)的第一轴承座(3)和第一轴承(4)、旋转轴(5)、偏心旋转件、支撑旋转轴(5)的第二轴承座(7)和第二轴承(8)、轴承座支架(9)、联轴器(10)、减速器(11)、马达(12)、基体台架(13)、减速器支架(14)和马达支架(15)。在使用时，马达(12)驱动旋转轴(5)快速转动，由于偏心旋转件的存在，使得振动支撑辊辊体(1)产生振动，进而使与之接触的铸坯(16)的坯壳产生振动。该装置可实现连铸坯的晶粒细化，有效改善铸坯质量。

【技术实现步骤摘要】
一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊及其设备
本技术属于金属凝固和连续铸造领域，特别涉及一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊。
技术介绍
随着世界冶金技术的发展，现代连铸技术不断进步，可浇铸钢种不断扩大，一些高合金、高品质特殊钢已经不断在大型钢铁企业连铸生产流程中得以生产。为了解决特殊钢凝固偏析及缩孔缺陷等问题，长期以来冶金科技工作者在该技术方面开发形成了许多专利和技术。目前大规模应用于工业化生产的主要有电磁搅拌技术和凝固末端轻压下或铸轧技术。电磁搅拌技术如结晶器电磁搅拌是在连铸结晶器的外侧放置电磁感应线圈或搅拌器，当电磁感应线圈或搅拌器通入一定频率的交变电流时，就会产生电磁场，该磁场穿透结晶器铜板和金属凝固壳并在液态金属中产生感生电流，液态金属相当于一载流体，该载流体又受磁场作用，便在载流体中产生电磁力，从而使液态金属产生强迫对流，流动的液态金属将冲刷凝固壳的前沿，并折断和破碎树枝晶，这些折断和破碎树枝晶将成为以后等轴晶生长的核心，从而达到了电磁搅拌器提高铸坯等轴晶率的目的。电磁搅拌器的应用是提高铸坯内部质量的有效方法。但其在使用中也存在一定的缺点，一是电磁搅拌容易使铸坯产生“白亮带”或负偏析带，影响了铸坯性能的均匀性；二是电磁搅拌器穿透金属坯壳后的能量损失大，而且随着连铸坯坯壳的变厚，电磁场穿透金属壳所损失的能量也越大。因此电磁搅拌器对铸坯凝固末端位置的作用效果不如放置在结晶器的位置效果明显。由此也就开发了凝固末端轻压下技术。它是通过机械变形的方法，将未完全凝固的铸坯心部压实，以改善铸坯的心部偏析。但由于铸坯的凝固末端压下受力很大，往往会造成压下裂纹的发生。近年来，一些新的有效改善铸坯中心的偏析、疏松和缩孔等缺陷的方法出现。例如本申请的申请人在先递交的专利技术专利‘一种提高连铸坯质量的方法及震动支撑辊装置’(申请号No.200410069058.8，授权公告号CN1256203C)；和‘一种连铸凝固过程中铸坯质量及改善中后期固液两相区流动性的控制装置’CN208116707U，这些文献给出了采用振动的方式给凝固坯壳施加振动力，其目的一方面是要促进坯壳内部凝固前沿树枝晶的折断，增加铸坯的中心等轴晶率；另一方面，是要在凝固的末期改善铸坯中心的偏析、疏松和缩孔等缺陷。但是，上述专利都只是提供了技术思路，并没有给出实现上述功能的设备结构方案。尤其是，在振动支撑辊中以怎样的结构保证其支撑功能前提下，同时实现对凝固坯壳的有效振动成为亟待解决的技术难题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，本技术提出一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊和设备，其具有偏心旋转件以及不同步的转动结构，旋转轴的快速旋转会使振动支撑辊辊体产生周期性的振动，使铸坯的坯壳受力并产生垂直于铸坯表面的振动，实现连铸坯的晶粒细化，有效改善铸坯质量。为了实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，包括振动支撑辊辊体1、旋转轴5、第二轴承座7、第二轴承8、基体台架13和旋转驱动装置，所述旋转轴5的两端均通过第二轴承8与第二轴承座7配合连接。与铸坯16接触的振动支撑辊辊体1为中空结构，其左右两侧各设有支撑辊体转动的第一轴承4和第一轴承座3，所述旋转轴5上设置有偏心旋转件，旋转轴5从振动支撑辊辊体1中穿过，并通过第一轴承4与第一轴承座3配合连接。所述支撑轴转动的第二轴承座7通过轴承座支架9固接在基体台架13上。所述旋转轴5的至少一端通过联轴器10与旋转驱动装置的动力输出轴连接，旋转驱动装置驱动旋转轴5以大于振动支撑辊辊体1的转速的速度快速转动，带动偏心旋转件旋转并产生可控制的振动，使得振动支撑辊辊体1产生垂直于铸坯16的坯壳的振动，进而使铸坯16的坯壳受力并产生振动。所述偏心旋转件为以下结构之一或其组合：1)为设置在旋转轴5两端、第一轴承4内部的偏心轴套6；2)为设置在振动支撑辊辊体1内部的旋转轴5上的偏心块21。所述偏心轴套6的偏心距A为0.01～2mm。所述偏心块21的重量为振动支撑辊辊体1的重量的3％～40％。所述振动支撑辊辊体1的两侧设置有端盖2。所述旋转轴5的转动速度是振动支撑辊辊体1的转动速度的5～1500倍。所述旋转驱动装置为马达12，马达12通过马达支架15固接在基体台架13上。所述旋转驱动装置的动力输出轴经减速器11或增速器与联轴器10连接。所述轴承座支架9和/或联轴器10为弹性结构，振动方向垂直于铸坯16的坯壳。使用时，在铸坯同一横截面位置上，所述振动支撑辊设置在铸坯16的一侧、对称两侧或多侧。所述振动支撑辊辊体1截面的形状为矩形、梯形、台阶形、圆形、凸弧形、凹弧形中的一种或几种的组合。使用时，所述振动支撑辊设置在连铸机结晶器出口的下端，和/或二冷区内，和/或铸坯16的凝固末端。所述振动支撑辊的振动频率为2～5000赫兹，振动幅度为0.001～2.0mm。所述振动支撑辊辊体1与铸坯16接触的工作面宽度L1为铸坯宽度L的30％～120％。所述振动支撑辊辊体1的内部设置有水冷通道。所述旋转轴5上分别设有与振动支撑辊辊体1的内部连通的进水通道17和出水通道18。旋转驱动装置的动力源介质为气体、液体或电。所述振动支撑辊适用于方坯、矩形坯、板坯和圆坯。所述振动支撑辊的直径D为80～450mm。一种配置如所述带偏心旋转件的连铸振动支撑辊的设备，该设备为二分节辊、三分节辊或多分节辊，所述各个分节辊包括至少一个振动支撑辊辊体1。所述旋转轴5为通轴或多分节轴。所述设备进一步包括至少一个非振动支撑辊辊体20；所述非振动支撑辊辊体20通过第二轴承4与第二轴承座3配合安装在旋转轴5上。所述各个分节辊的振动支撑辊辊体1和非振动支撑辊辊体20包括以下组合方式：a、一个振动支撑辊辊体1和一个非振动支撑辊辊体20；b、一个振动支撑辊辊体1和两个分别位于振动支撑辊辊体1两侧的非振动支撑辊辊体20；c、一个振动支撑辊辊体1和两个依次布置在振动支撑辊辊体1一侧的非振动支撑辊辊体20；d、一个非振动支撑辊辊体20和两个分别位于非振动支撑辊辊体20两侧的振动支撑辊辊体1；e、一个非振动支撑辊辊体20和两个依次布置在非振动支撑辊辊体20一侧的振动支撑辊辊体1；f、依次交替布置的两个振动支撑辊辊体1和两个非振动支撑辊辊体20；g、两个依次布置的振动支撑辊辊体1和两个分别位于两个振动支撑辊辊体1两侧的非振动支撑辊辊体20；h、两个依次布置的非振动支撑辊辊体20和两个分别位于两个非振动支撑辊辊体20两侧的振动支撑辊辊体1。一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，包括振动支撑辊辊体1、旋转轴5、用于轴转动的第二轴承座7和第二轴承8、基体台架13和旋转驱动装置，与铸坯16接触的振动支撑辊辊体1的左右两侧各固接一旋转轴5，两个旋转轴5均通过轴转动轴承8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，包括振动支撑辊辊体(1)、旋转轴(5)、第二轴承座(7)、第二轴承(8)、基体台架(13)和旋转驱动装置，所述旋转轴(5)的两端均通过第二轴承(8)与第二轴承座(7)配合连接，其特征在于：/n与铸坯(16)接触的振动支撑辊辊体(1)为中空结构，其左右两侧各设有支撑辊体转动的第一轴承(4)和第一轴承座(3)，所述旋转轴(5)上设置有偏心旋转件，旋转轴(5)从振动支撑辊辊体(1)中穿过，并通过第一轴承(4)与第一轴承座(3)配合连接；/n所述支撑轴转动的第二轴承座(7)通过轴承座支架(9)固接在基体台架(13)上；/n所述旋转轴(5)的至少一端通过联轴器(10)与旋转驱动装置的动力输出轴连接，旋转驱动装置驱动旋转轴(5)以大于振动支撑辊辊体(1)的转速的速度快速转动，带动偏心旋转件旋转并产生可控制的振动，使得振动支撑辊辊体(1)产生垂直于铸坯(16)的坯壳的振动，进而使铸坯(16)的坯壳受力并产生振动。/n

【技术特征摘要】
1.一种带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，包括振动支撑辊辊体(1)、旋转轴(5)、第二轴承座(7)、第二轴承(8)、基体台架(13)和旋转驱动装置，所述旋转轴(5)的两端均通过第二轴承(8)与第二轴承座(7)配合连接，其特征在于：
与铸坯(16)接触的振动支撑辊辊体(1)为中空结构，其左右两侧各设有支撑辊体转动的第一轴承(4)和第一轴承座(3)，所述旋转轴(5)上设置有偏心旋转件，旋转轴(5)从振动支撑辊辊体(1)中穿过，并通过第一轴承(4)与第一轴承座(3)配合连接；
所述支撑轴转动的第二轴承座(7)通过轴承座支架(9)固接在基体台架(13)上；
所述旋转轴(5)的至少一端通过联轴器(10)与旋转驱动装置的动力输出轴连接，旋转驱动装置驱动旋转轴(5)以大于振动支撑辊辊体(1)的转速的速度快速转动，带动偏心旋转件旋转并产生可控制的振动，使得振动支撑辊辊体(1)产生垂直于铸坯(16)的坯壳的振动，进而使铸坯(16)的坯壳受力并产生振动。


2.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述偏心旋转件为以下结构之一或其组合：
1)为设置在旋转轴(5)两端、第一轴承(4)内部的偏心轴套(6)；
2)为设置在振动支撑辊辊体(1)内部的旋转轴(5)上的偏心块(21)。


3.根据权利要求2所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述偏心轴套(6)的偏心距A为0.01～2mm。


4.根据权利要求2所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述偏心块(21)的重量为振动支撑辊辊体(1)的重量的3％～40％。


5.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述振动支撑辊辊体(1)的两侧设置有端盖(2)。


6.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述旋转轴(5)的转动速度是振动支撑辊辊体(1)的转动速度的5～1500倍。


7.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述旋转驱动装置为马达(12)，马达(12)通过马达支架(15)固接在基体台架(13)上。


8.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述旋转驱动装置的动力输出轴经减速器(11)或增速器与联轴器(10)连接。


9.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述轴承座支架(9)和/或联轴器(10)为弹性结构，振动方向垂直于铸坯(16)的坯壳。


10.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：使用时，在铸坯同一横截面位置上，所述振动支撑辊设置在铸坯(16)的一侧、对称两侧或多侧。


11.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述振动支撑辊辊体(1)截面的形状为矩形、梯形、台阶形、圆形、凸弧形、凹弧形中的一种或几种的组合。


12.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：使用时，所述振动支撑辊设置在连铸机结晶器出口的下端，和/或二冷区内，和/或铸坯(16)的凝固末端。


13.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述振动支撑辊的振动频率为2～5000赫兹，振动幅度为0.001～2.0mm。


14.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述振动支撑辊辊体(1)与铸坯(16)接触的工作面宽度L1为铸坯宽度L的30％～120％。


15.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述振动支撑辊辊体(1)的内部设置有水冷通道。


16.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述旋转轴(5)上分别设有与振动支撑辊辊体(1)的内部连通的进水通道(17)和出水通道(18)。


17.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：旋转驱动装置的动力源介质为气体、液体或电。


18.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述振动支撑辊适用于方坯、矩形坯、板坯和圆坯。


19.根据权利要求1所述的带偏心旋转件的连铸振动支撑辊，其特征在于：所述振动支撑辊的直径D为80～450mm。


20.一种配置如权利要求1-19任一项所述带偏心旋转件的连铸振动支撑辊的设备，其特征在于：该设备为二分节辊、三分节辊或多分节辊，所述各个分节辊包括至少一个振动支撑辊辊体(1)。


21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于：所述旋转轴(5)为通轴或多分节轴。


22.根据权利要求20所述的设备，其特征在于：所述设备进一步包括至少一个非振动支撑辊辊体(20)；所述非振动支撑辊辊体(20)通过第二轴承(4)与第二轴承座(3)配合安装在旋转轴(5)上。


23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于：所述各个分节辊的振动支撑辊辊体(1)和非振动支撑辊辊体(20)包括以下组合方式：
a、一个振动支撑辊辊体(1)和一个非振动支撑辊辊体(20)；
b、一个振动支撑辊辊体(1)和两个分别位于振动支撑辊辊体(1)两侧的非振动支撑辊辊体(20)；
c、一个振动支撑辊辊体(1)和两个依次布置在振动支撑辊辊体(1)一侧的非振动支撑辊辊体(20)；
d、一个非振动支撑辊辊体(20)和两个分别位于非振动支撑辊辊体(20)两侧的振动支撑辊辊体(1)；
e、一个非振动支撑辊辊体(20)和两个依次布置在非振动支撑辊辊体(20)一侧的振动支撑辊辊体(1)；
f、依次交替布置的两个振动支撑辊辊体(1)和两个非振动支撑辊辊体(20)；
g、两个依次布置的振动支撑辊辊体(1)和两个分别位于两个振动支撑辊辊体(1)两侧的非振动支撑辊辊体(20)；
h、两个依...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧，王明林，干勇，赵文博，
申请(专利权)人：中达连铸技术国家工程研究中心有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11