板坯铸机扇形段辊列制造技术

本实用新型专利技术涉及一种由扇形段变形特征确定的板坯铸机扇形段辊列，同一扇形段内各对辊子的辊缝不是相同数值，调整辊子初始位置时考虑扇形段变形对辊缝的影响。通过测量铸机刚停浇之后扇形段的辊缝，分析扇形段的变形特征。按照两端铰支梁的变形规律将扇形段变形特征量化，反馈分析扇形段辊列需要的调整量，进而对扇形段内弧的辊列分布进行预先调整，抵消扇形段弹性变形对辊缝的影响，使实际生产过程中扇形段辊缝趋向更为一致的分布。该辊列分布适用于多种大板坯连铸机扇形段辊列分布的优化，能够有效防止因扇形段固有弹性变形引起的板坯中心偏析。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种板坯铸机扇形段辊列分布，特别适用于多种大板坯连铸机扇形段辊列分布的优化。
技术介绍
板坯在凝固过程中，由于选分结晶和钢水流动等因素，中心部分最后凝固区域的钢水存在正偏析。如果板坯在凝固后期发生鼓肚，浓化的钢水将会向鼓肚所在区域聚集，造成严重的中心偏析，影响产品质量。因此，防止板坯鼓肚是生产中非常重要的问题，而保证辊子处于目标位置是其中一项重要的内容。传统大断面板坯连铸机均采用扇形段结构，其内部辊缝设定为相同的数值，即辊缝的目标值。在实际生产中，由于带液芯的板坯存在垂直于其厚度方向的张力，作用在辊子上使铸机扇形段框架发生变形。由于扇形段框架本身发生变形，辊子的位置也会发生改变。实际测量发现扇形段中间的辊子总是向外移动的幅度较大，使扇形段的中间辊缝大于进口和出口辊缝，由此可能导致铸坯在扇形段内形成鼓肚。铸坯凝固末端附近的扇形段内部辊缝变大的程度可达0.2mm-0.5mm，这样的辊缝会引起严重的中心偏析，影响铸坯内部质量。一般扇形段框架在沿拉坯方向上的尺寸为2m左右，在这样大的跨度下，无论改进框架的结构设计或选用新的材质，都难以消除垂直拉坯方向上0.1mm数量级的变形。不同的扇形段刚度也不相同，同时其受力状况与其在铸机上的位置有关，因此，扇形段的变形行为是其自身的特性之一，需要根据具体情况分析。
技术实现思路
本技术的目的就是根据扇形段的具体变形特征，采用了一种新分布形式的辊列，抵消扇形段固有弹性变形对辊缝的影响，使生产状态下扇形段内部的辊缝趋向一致，防止因内部辊缝变大引起铸坯严重的中心偏析。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是本技术涉及一种板坯铸机扇形段辊列，由板坯铸机扇形段的辊子排列形成，同一扇形段内各对辊子的辊缝不同，按照扇形段变形对辊缝的影响来调整辊子的初始位置，通过下式确定扇形段变形引起的辊缝最大增量Mmax={M0+Σl1=1(n-1)/2-1+Σl2=1(n-1)/2-1}/(n-2)]]>当辊缝最大增量大于0.2mm后且仅调整扇形段内弧辊列，中间辊的调整量为Mmax，其余辊子调整量按照四次方曲线确定Nl=(n-1)4-(2×l)4(n-1)4×Mmax]]>其中n为扇形段内辊子对数，l1为从中间辊向前数的辊号，Ml1为中间辊前面第l1对辊子辊缝的增量，l2为从中间辊向后数的辊号，Ml2为中间辊后面第l2对辊子辊缝的增量，M0为中间辊辊缝的增量，Mmax为辊缝最大增量，l为从中间辊向两侧数的辊号，Nl为中间辊向两侧第l根内弧辊子的调整量。首先需要确定扇形段变形对辊缝的影响，由于每个扇形段刚度不同，所处位置的钢水静压力也不同，因此需要测量刚停浇时每个扇形段的辊缝数据，分析扇形段内部辊缝变化的情况，来确定辊列需要的预调整量。由于扇形段框架的变形量较小，将其近似为受到分布力的两端铰支的梁单元，变形量的分布近似为四次方曲线。生产中实际测量发现，铸机扇形段外弧的刚度远远好于内弧，外弧辊子位置的变化远远小于内弧，因此只需对内弧辊列进行调整。典型板坯连铸机扇形段的主体部分由内、外弧框架组成，辊子通过轴承座固定在框架上，内外弧框架之间采用四个液压油缸连接。通常在设备维修时，每个扇形段分为两个步骤调整首先将扇形段内、外弧解体，在对中台上将辊子调整到目标位置，内弧或外弧辊子之间的相对位置在此时确定；然后将扇形段内、外弧合在一起，此时仅控制出口和入口辊缝。本方案在步骤一中实施，根据该扇形段变形程度确定辊子需要的调整量，通过改变辊子轴承座调整垫的厚度改变辊子的相对位置。调整后的扇形段仍然按照原来的方式组合在一起，出口和入口辊缝保持原来的大小不变。本技术的有益效果是，应用简便，灵活性强，不需要改变扇形段主体结构和材质，不增加设备检修难度，可有效地保证扇形段在发生弹性变形时，内部辊缝仍然保持趋向一致的分布，避免铸坯在扇形段内发生严重的鼓肚。附图说明下面以某种大断面板坯连铸机扇形段辊列为例结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是由扇形段变形引起内弧辊子位置变化的示意图。图2是扇形段内弧框架受力分析。图3是内弧辊子位置变化规律分析。图4是本技术在铸机上的实施区域示意。图5是本技术的实施例。图6是传统调整方式的辊缝设定值与生产中实际值的比较。图7是本技术调整的辊缝设定值与生产中实际值的比较。图中1.外弧辊列，2.内弧辊列，3.外弧辊列实际切线，4.内弧辊列目标切线，5.内弧辊列实际切线，6.油缸压力，7.扇形段内弧框架，8.铸坯压力，9.结晶器，10.铸坯凝固初期所在扇形段，11.铸坯凝固末期所在扇形段，12.铸坯，13.优化后的内弧辊列实际切线。C1和C2分别是传统辊缝在生产前后的分布曲线；C3和C4分别是本技术辊缝在生产前后的分布曲线。具体实施方式以某实际板坯铸机第7段为例，对本技术的具体实施方式进行说明。图1是对该扇形段内弧辊列位置变化的分析，该扇形段由7对辊子组成。实际测量发现，外弧辊列(1)的位置基本不变，内弧辊列(2)的位置变化较大，即外弧辊列的实际切线(3)就是其目标切线，而内弧辊列实际切线(5)与目标切线(4)并不吻合。图2和图3对内弧辊列(2)位置的变化规律进行了分析。图3的横坐标是扇形段内的辊号，纵坐标是辊缝增大量。实际测量发现，内弧越靠近扇形段中间的辊子向上移动的趋势越明显，这与扇形段内弧框架的变形有关。内弧框架受到辊子通过轴承支座传来的作用力近似于分布力，而内、外弧框架之间的连接油缸位置靠近扇形段端部，因此将其近似为受到分布力的两端铰支的梁单元，其变形量按照四次方曲线分布，由此引起的辊缝增大量也按照四次方分布。用“MB”-“MF”表示“B”-“F”各辊缝相对出口辊缝和入口辊缝增大的量。“MB”-“MF”可以按照下式求得Ml＝辊缝l-(辊缝入口+辊缝出口)/2 (3)其中“l”代表“B”-“F”各对辊子，“辊缝l”表示第l对辊子的辊缝，可直接测量得到，“辊缝入口”和“辊缝出口”分别为入口辊缝和出口辊缝。实际的辊缝变化曲线不总像图3所示那样规则，为了将所有的辊缝增大量的综合效果考虑在内，按照公式1计算辊缝的最大增大量(n＝7)Mmax=(MD+8180×MC+8165×MB+8180×ME+8165×MF)/5---(4)]]>实际铸坯内部钢水静压力随着与弯月面垂直高度差的增大而增大，因此扇形段的变形随着与铸坯凝固末端距离的减小而增大。在铸坯凝固初期，由于钢水静压力较小，扇形段变形引起的辊缝增大比较轻微，可以忽略。如图4所示，按照扇形段变形程度将铸机分为两个区域铸坯凝固初期所在扇形段(10)和铸坯凝固末期所在扇形段(11)，本技术在后者实施。两个区域是逐渐过渡的，同时不同的铸机尺寸和二次冷却工艺不同，而钢水静压力与铸机半径有关，静压力对辊子的作用与坯壳厚度有关，因此不存在适用于任意铸机的区域分界线。需要根据测量得到的扇形段内部辊缝相对于出入口辊缝的最大增大量来确定，当辊缝最大相对增量大于0.2mm后，有必要实施本技术。根据对本实例所涉及铸机的长期跟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板坯铸机扇形段辊列，由板坯铸机扇形段的辊子排列形成，其特征是：同一扇形段内各对辊子的辊缝不同，按照扇形段变形对辊缝的影响来调整辊子的初始位置，通过下式确定扇形段变形引起的辊缝最大增量：　　　　＊＊＊　　　　当辊缝最大增量大于０．２ｍｍ后且仅调整扇形段内弧辊列，中间辊的调整量为Ｍ↓［ｍａｘ］，其余辊子调整量按照四次方曲线确定：　　　　＊＊＊　　　　其中：ｎ为扇形段内辊子对数，ｌ↓［１］为从中间辊向前数的辊号，Ｍ↓［ｌ１］为中间辊前面第ｌ↓［１］对辊子辊缝的增量，ｌ↓［２］为从中间辊向后数的辊号，Ｍ↓［ｌ２］为中间辊后面第ｌ↓［２］对辊子辊缝的增量，Ｍ↓［０］为中间辊辊缝的增量，Ｍ↓［ｍａｘ］为辊缝最大增量，ｌ为从中间辊向两侧数的辊号，Ｎ↓［ｌ］为中间辊向两侧第ｌ根内弧辊子的调整量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马长文，陈松林，李本海，姜中行，徐莉，王国连，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]