一种对连铸坯角部进行轧制的多功能轧角装备及方法与流程

本发明涉及金属凝固和连续铸造领域，特别是一种对连铸坯角部进行轧制的多功能轧角装备及方法。

背景技术：

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、高裂纹敏感性钢种已经不断在大型钢铁企业连铸生产流程中得以生产。尤其是近期中厚板生产技术的发展，板材的轧制宽度不断增大。随着铸坯展宽比的增加，中厚板的边直裂或翘皮缺陷更加严重，钢铁企业不得不采用增大裁边量、降低成材率的方式满足质量的要求。这就造成企业生产成本的大幅增加。

为此，冶金工作者除了在钢水质量、二冷技术、合理轧制方面进行优化外，所采取的一个主要技术措施就是采用带倒角的结晶器技术。在现有技术中，采用侧面带倒角的结晶器技术是比较普遍的。尽管采用带倒角的结晶器技术可以有效的解决铸坯角部横裂纹的问题，但是，大量生产实践结果表明：采用倒角结晶器技术生产出来的连铸坯，由于其倒角面与铸坯上下宽面形成的倒角角度较小，一般都小于135o，造成该形状的铸坯在随后的轧制过程中并不能完全消除板带材的边部直裂或翘皮等缺陷。

因此，国内外一些冶金工作者开发了对铸坯的角部进行轧制的方法，以获得角部形状更加合理的连铸坯。

例如，本申请的申请人在先申请的中国实用新型专利No.201520424030.5，公开了《一种进行连铸坯角部轧制的装置》(申请日2015.06.18，公开号CN204747439U)，其主要由倒角轧辊、轧辊支撑框架、轧辊移动杆、轧辊移动杆定位滑道、液压缸、装备底座等组成，该装置安装在铸机后部出扇形段的位置，铸坯左右两侧各一个，随着铸机拉坯过程的进行，倒角轧辊在液压缸的作用下对铸坯的角部进行轧制，使铸坯形成倒角。

该装置在使用中主要存在以下三个方面的缺点：1)由于左右两边都是采用单个轧辊对铸坯进行轧制，因此只适用于同一厚度不同宽度铸坯的轧制，无法进行不同厚度铸坯的轧制；更换铸坯厚度时，必须更换不同的轧辊；2)由于左右两侧轧辊都是由单个液压缸进行驱动，因此为了保持平衡，左右两个液压缸的压力是相同的，无法对左右两边压角量进行单独调整；3)由于左右两侧轧辊都是由单个的凸沿轧辊，无法对同一侧铸坯上下角轧制量进行调整；4)由于不同钢种的铸坯厚度略有差别，单个的凸沿轧辊无法实现生产过程中的对中调整。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提出了一种对连铸坯角部进行轧制的多功能轧角装备，该装备可对四个轧角轧辊的位置、轧制力和轧制时间进行独立调节，从而适用不同宽度、不同厚度铸坯的角部轧制，可获得优化的铸坯角部倒角形状，以达到消除板材边部直裂或翘皮的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种对连铸坯角部进行轧制的多功能轧角装备，该轧角装备布置在连铸坯12的两侧，一对上倒角轧辊1和一对下倒角轧辊6的工作面分别轧制连铸坯12的四个角部，四个倒角轧辊分别设有独立的驱动装置，可分别调节四个倒角轧辊的位置、轧制力和压制时间，从而对连铸坯的每个角部轧制量进行单独的控制。

该轧角装备包括：上倒角轧辊1、上倒角轧辊框架2、上倒角轧辊移动把持杆3、驱动装置、轧辊整体支撑框架5、下倒角轧辊6、下倒角轧辊框架7、下倒角轧辊支座8、固定底座11；其中：

一对轧辊整体支撑框架5对称设置在铸坯12两侧，轧辊整体支撑框架5的上端为倾斜臂13、下端为水平臂，倾斜臂13和水平臂分别可调节地安装上倒角轧辊1和下倒角轧辊6；

所述一对轧辊整体支撑框架5分别滑动安装在一对固定底座11上，轧辊整体支撑框架5的外侧设置驱动装置，驱动装置驱动轧辊整体支撑框架5在固定底座11上移动；

所述倾斜臂13有上倒角轧辊移动把持杆3穿过，上倒角轧辊框架2连接在上倒角轧辊移动把持杆3的下端，上倒角轧辊移动把持杆3的上端连接驱动装置；

所述水平臂经下倒角轧辊框架7安装下倒角轧辊6，下倒角轧辊框架7下部有下倒角轧辊支座8；

上倒角轧辊1和下倒角轧辊6的径向中心线与连铸坯角部的角平分线形成的夹角为a，a为-25～+25度。

当a为零时，上倒角轧辊1和下倒角轧辊6是对连铸坯12的正面轧制。

所述上倒角轧辊移动把持杆3与倾斜臂13垂直。

驱动装置是液压缸、电机或减速机加转动丝杠。

上倒角轧辊1和下倒角轧辊6是等直径柱状辊、台状辊或变径辊。

上倒角轧辊1和下倒角轧辊6是个一体的辊或轧辊和轴是分体的。

上角轧辊1和下角轧辊6的工作面宽度为80～500mm，轧辊直径为100～480mm，上角轧辊1和下角轧辊6的工作面长度与轧辊直径相同或不同。

所述多功能轧角装备用于直角铸坯、倒角铸坯、圆角铸坯或其它复杂角部形状铸坯的轧制。

一种如所述的对连铸坯角部进行轧制的多功能轧角装备的使用方法，当驱动装置是液压缸时，该方法包括如下步骤：

步骤1：采用0.5～2MPa的低压驱动，给四个液压缸供油，使上下四个倒角轧辊轧向连铸坯角部，待压力平衡后，保持1～2分钟；

步骤2：减小四个液压缸供油压力到0～0.4MPa，并保持1～2分钟，以消除各轧辊压角位置的不均衡；

步骤3：四个液压缸同时逐渐增加压力至正常工作压力40～160MPa；

步骤4：根据连铸坯每个角的压下量要求，单独调整某个液压缸的工作压力。

当驱动装置是液压缸时，该方法包括如下步骤：

步骤1：采用0.5～2MPa的低压驱动两个轧辊整体支撑框架驱动液压缸9，使下倒角轧辊6轧向连铸坯角部，待压力平衡后，保持1～2分钟；

步骤2：采用0.5～2MPa的低压驱动两个上倒角轧辊驱动液压缸4，使上倒角轧辊1轧向连铸坯角部，待压力平衡后，保持1～2分钟；

步骤3：减小四个液压缸供油压力到0～0.4MPa，并保持1～2分钟，以消除各轧辊压角位置的不均衡；

步骤4：四个液压缸同时逐渐增加压力至正常工作压力，为40～160MPa；

步骤5：根据连铸坯每个角的压下量要求，单独调整某个液压缸的工作压力。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

由于采取了四个液压缸单独控制四个轧辊，因此在不做任何设备调整和更换的情况下，不仅适用于不同宽度的铸坯生产，也适用于不同厚度铸坯的生产；并且可以根据轧制需求，任意调整铸坯各个角的轧制量；也消除了生产过程中设备的对中困难的技术问题。具有工作效率高、容易实现自动化控制等一系列的优点。同时，由于可以实现铸坯角部的正面轧制，优化了铸坯角部倒角形状，达到了有效消除板材边部直裂或翘皮的目的。

附图说明

图1为本发明的一种对连铸坯角部进行轧制的多功能轧角装备示意图；

图2为本发明的上倒角轧辊1的径向中心线与连铸坯上角平分线所成的角度示意图；

图3a～3c为不同形状的上倒角轧辊1和下倒角轧辊6的示意图。

其中的附图标记为：

1 上倒角轧辊

2 上倒角轧辊框架

3 上倒角轧辊移动把持杆

4 上倒角轧辊驱动液压缸

5 轧辊整体支撑框架

6 下倒角轧辊

7 下倒角轧辊框架

8 下倒角轧辊支座

9 轧辊支撑框架驱动液压缸

10 液压缸支座

11 固定底座

12 连铸坯

13 倾斜臂

14 倾斜臂的中心线

15 上倒角轧辊移动把持杆的中心轴线

16 上角平分线

17 上、下倒角轧辊的径向中心线(与倒角轧辊的旋转轴垂直)

a 铸坯倒角轧辊的径向中心轴线与铸坯角部的角平分线所成的夹角

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1所示，一种对连铸坯角部进行轧制的多功能轧角装备，包括：上倒角轧辊1、上倒角轧辊框架2、上倒角轧辊移动把持杆3、上倒角轧辊驱动液压缸4、轧辊整体支撑框架5、下倒角轧辊6、下倒角轧辊框架7、下倒角轧辊支座8、轧辊整体支撑框架驱动液压缸9、固定底座11。

为了实现对连铸坯角部的轧制，将轧辊整体支撑框架5的上端设计成带有倾斜臂13的形状，一对轧辊整体支撑框架5的倾斜臂13向内倾斜，形成容纳铸坯12的空间。

一对轧辊整体支撑框架5分别滑动安装在一对固定底座11上，轧辊整体支撑框架5的外侧布置轧辊整体支撑框架驱动液压缸9，轧辊整体支撑框架驱动液压缸9驱动轧辊整体支撑框架5在固定底座11上移动。

上倒角轧辊1布置在上倒角轧辊框架2内，上倒角轧辊框架2连接在上倒角轧辊移动把持杆3的下端，上倒角轧辊移动把持杆3穿过倾斜臂13，并与倾斜臂垂直，上倒角轧辊移动把持杆3的上端连接液压缸4，上倒角轧辊1的工作面朝向连铸坯。

下倒角轧辊6布置在下倒角轧辊框架7内，下倒角轧辊框架7通过下倒角轧辊支座8设置在轧辊整体支撑框架5上，下倒角轧辊6的工作面朝向连铸坯。

如图2所示，考虑到连铸坯的角部形状的变化，其可以是带倒角的，也可以是直角的，由此带来连铸坯的角的平分线角度的变化，上倒角轧辊1和下倒角轧辊6的径向中心线17分别与连铸坯的上角平分线16和下角平分线形成夹角a，a为±25度，该径向中心线17与倒角轧辊的旋转轴垂直。

当a为零时，上倒角轧辊1和下倒角轧辊6实现对连铸坯12的正面轧制。

为了获得良好的连铸坯角部变形效果，上倒角轧辊1和下倒角轧辊6的形状最好是等直经的柱状辊，如见图3a所示，或是中间为凹陷形状的轧辊，如图3c所示；为了满足其它不同的需求，轧辊也可以是直径均匀变化的台状辊，如图3b所示；或是其它多种复杂形状组合的变径辊。

在轧辊的结构形式上，上倒角轧辊1和下倒角轧辊6可以是个一体的辊；也可以是轧辊和轴是分体的，此时轧辊与轴之间可以采用轴瓦、轴承以及其它多种方式进行滑动连接。

在轧辊整体支撑框架5的水平方向驱动方面，它可以是轧辊整体支撑框架驱动液压缸9的驱动方式实现下角轧辊6的前进和后退，如图1所示；也可以是电机、减速机加转动丝杠等的驱动方式。

上角轧辊1和下角轧辊6的工作面宽度为80～500mm，轧辊直径为100～480mm。其适应于轧制的铸坯断面厚度为90～450mm。它可以用于直角铸坯、倒角铸坯和圆角铸坯以及其它复杂角部形状铸坯的轧制。

在使用时，上倒角轧辊驱动液压缸4驱动上倒角轧辊1对连铸坯12的上倒角进行轧制。驱动轧辊整体支撑框架驱动液压缸9驱动轧辊整体支撑框架5在固定底座11上移动，并带动下倒角轧辊6对连铸坯12的连铸坯12的下倒角进行轧制。

两个上倒角轧辊驱动液压缸4和两个轧辊整体支撑框架驱动液压缸9，四个液压缸都是可以单独进行供油压力和供油时间的控制，以获得对连铸坯12的每个角部轧制量进行控制。

由于具备了上述四个液压缸都是可以单独进行供油压力和供油时间的控制的条件，因此在使用方法上，为了达到受力平衡和压角量合理的效果，可以采取不同的自动化程序设计。

方法1：上下四个倒角轧辊同步调节

第一步首先采用低压如0.5～2MPa驱动给四个液压缸供油，使上下四个倒角轧辊轧向连铸坯角部，待压力平衡后，保持1～2分钟；第二步减小四个液压缸供油压力到0～0.4MPa，并保持1～2分钟，以消除各轧辊压角位置的不均衡；第三步四个液压缸同时逐渐增加压力至正常工作压力，如到40～160MPa；第四步根据连铸坯每个角的压下量要求，单独调整某个液压缸的工作压力。

方法2：上下倒角轧辊分别调节

第一步首先采用低压如0.5～2MPa驱动两个轧辊整体支撑框架驱动液压缸9，使下倒角轧辊轧向连铸坯角部，待压力平衡后，保持1～2分钟；第二步采用低压如0.5～2MPa驱动两个上倒角轧辊液压缸4，使上倒角轧辊1轧向连铸坯角部，待压力平衡后，保持1～2分钟；第三步减小四个液压缸供油压力到0～0.4MPa，并保持1～2分钟，以消除各轧辊压角位置的不均衡；第四步四个液压缸同时逐渐增加压力至正常工作压力，如到40～160MPa；第五步根据连铸坯每个角的压下量要求，单独调整某个液压缸的工作压力。

采用上述操作步骤即可以保证每一个连铸坯角部压下的一致性，也可以根据需求实现不同角部的压下量的差异化调整。