CN104511579A - 辊带式连铸机以及包含该连铸机的薄带铸轧设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种辊带式连铸机以及包含其的薄带铸轧设备，该连铸机包括：水平设置的水冷结晶辊；传送带机构，包括金属传送带，该金属传送带的铸带传送部与水冷结晶辊的辊面平行，其一端位于水冷结晶辊的水平轴截面附近，其另一端位于水冷结晶辊的底部附近，该铸带传送部与水冷结晶辊之间形成铸带传送区；中间包，设有喷嘴，其处于水冷结晶辊的水平轴截面的上方；高压喷水装置，用于对铸带传送部进行喷水冷却；干燥器，用于对进入铸带传送区之前的金属传送带进行干燥。当该连铸机工作时，水冷结晶辊的转动线速度与金属传送带的传送速度相同。该连铸机双面凝固、双面冷却，冷却长度较长，铸造速度较快，且铸坯质量稳定、适合随后的温轧处理。

Description

辊带式连铸机以及包含该连铸机的薄带铸轧设备

技术领域

本发明涉及钢铁铸造领域，具体说，涉及一种辊带式连铸机以及包含该连铸机的薄带铸轧设备。

背景技术

在各类钢铁产品的生产过程中，广泛使用连铸机将钢水连续不断地直接浇铸成形。连铸机是通过结晶器将钢水铸造成成型的铸坯或薄带的。根据结晶器的类型，连铸机大致可以分为辊式、带式、辊带式连铸机等。

辊式连铸机可以分为双辊式连铸机和单辊式连铸机，其中，水平双辊式连铸机是目前薄带连铸中使用最多的一种连铸机。图1为剖视图，示出了现有的一种水平双辊式连铸机100a的结构。如图1所示，该水平双辊式连铸机100a包括中间包10a、浸入式水口20a、两个水冷结晶辊30a等。其中，两个水冷结晶辊30a相隔一定的间隙，并且按照相对的方向转动，其两侧设有用耐火材料制作的侧封板40a，从而形成熔池50a。在连铸过程中，贮存在中间包10a内的钢水通过浸入式水口20a注入熔池50a中，熔池50a中的钢水经过水冷结晶辊30a冷却并通过两个水冷结晶辊30a之间的间隙后形成铸坯60a。双辊式连铸机100a具有结构简单、易于控制、双面凝固、双面冷却等优点，但钢水的冷却长度不足水冷结晶辊30a的辊底面周长的1/4，铸坯离辊温度较高，可达1000～1300℃，材料尚在相变中，需进一步冷却，而且熔池50a内的钢水液面稳定性差，侧封边有飞边。

图2为立体图，示出了现有的一种单辊式连铸机100b的结构。如图2所示，典型的单辊式连铸机100b包括一个水冷结晶辊30b，钢水从水口20b喷出后，喷射到高速旋转的水冷结晶辊30b上快速冷却，最后形成薄带60b。单辊式连铸机只能浇铸厚度小于1mm的极薄材料，诸如非晶态合金等。单辊式连铸机的优点为简单易控、薄带宽度可由水口调节、能防止二次氧化，缺点为单面结晶、单面冷却，冷却长度不足水冷结晶辊30b的辊底面周长的1/4，铸坯质量不稳定。

带式连铸机具有立式双带连铸机、水平双带连铸机、倾斜双带连铸机等多种形式。图3为侧视图，示出了一种倾斜双带式连铸机100c的结构。如图3所示，该倾斜双带式连铸机100c包括中间包10c、倾斜设置的上、下传送带机构20c、20c’等。其中，上传送带机构20c包括上金属传送带21c、对上金属传送带21c进行支撑和传动的主动辊22c、被动辊23c以及支撑辊24c等，下传送带机构20c’包括下金属传送带21c’、对下金属传送带21c’进行支撑和传动的主动辊22c’、被动辊23c’以及支撑辊24c’。上、下金属传送带21c、21c’的铸带传送部25c、25c’相互平行且相隔预定间隙。该倾斜式双带连铸机100c还包括用于分别对上、下金属传输带21c、21c’进行冷却的冷却水喷嘴30c、30c’。在连铸过程中，贮存在中间包10c内的钢水注入到上、下金属传送带21c、21c’的铸带传送部25c、25c’之间的间隙中，该间隙中的钢水冷却后形成铸坯50c，然后铸坯50c从该间隙中传送出来。双带式连铸机可实现双面凝固和双面冷却，但上、下金属传送带21c、21c’的铸带传送部25c、25c’之间的间距较难控制，不适用于生产厚度小于10mm的铸坯。另外，铸造速度低。

辊带式连铸机希望结合辊式连铸机和带式连铸机的优点。图4为侧视图，示出了现有技术中的一种辊带式连铸机的结构。如图4所示，该辊带式连铸机100d包括中间包10d、水平传送钢带20d、冷却装置30d、以及旋转辊40d。在连铸过程中，贮存在中间包10d内的钢水浇注到经冷却装置30d冷却的水平传送钢带20d的表面，在水平传送钢带20d表面凝固并通过水平传送钢带20d上方的旋转辊40d平整后形成铸坯。辊带式连铸机100d实际上为单带式单面冷却，旋转辊40d仅对铸坯表面进行平整，并不参与铸坯的冷却凝固过程。

从上面的描述可知，现有的各种连铸机各有自己的优缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型辊带式连铸机，该辊带式连铸机双面凝固、双面冷却，冷却长度较长，铸造速度较快，且铸坯质量稳定、适合于随后的温轧处理，从而可以继承现有连铸机的优点并克服其不足。

为了实现上述目的，本发明提供一种辊带式连铸机，其包括：水冷结晶辊，该水冷结晶辊水平设置；传送带机构，该传送带机构包括金属传送带，该金属传送带的铸带传送部所在的曲面与所述水冷结晶辊的辊面平行，该铸带传送部的一端位于所述水冷结晶辊的水平轴截面的附近，其另一端位于所述水冷结晶辊的底部附近，并且该铸带传送部与所述水冷结晶辊相隔预定的间隙，并形成铸带传送区；中间包，该中间包上设有喷嘴，该喷嘴位于所述水冷结晶辊附近，并处于该水冷结晶辊的水平轴截面的上方；高压喷水装置，该高压喷水装置设置在所述铸带传送部的附近，用于对该铸带传送部的背向水冷结晶辊的一面进行喷水冷却；干燥器，该干燥器设置在所述金属传送带的附近，用于对进入所述铸带传送区之前的金属传送带进行干燥。其中，当所述辊带式连铸机工作时，所述水冷结晶辊的转动线速度与所述金属传送带的传送速度相同。

优选地，所述辊带式连铸机还可以包括集水装置，用于收集所述高压喷水装置喷出的、对所述铸带传送部进行冷却后的冷却水。收集到的冷却水可以经高压泵再送到所述高压喷水装置，从而形成水循环。

优选地，所述传送带机构还可以包括用于对所述金属传送带进行支撑和传动的多个辊。进一步优选地，所述多个辊可以包括主动辊、被动辊和纠偏张力辊，其中，所述主动辊用于对所述金属传送带的传动进行驱动，所述纠偏张力辊用于对所述金属传送带的传动进行张力调整和纠偏，以便调整所述金属传送带的张力，并防止该金属传送带跑偏。再进一步优选地，所述被动辊可以设置在所述金属传送带的铸带传送部的所述一端，所述主动辊可以设置在所述金属传送带的铸带传送部的所述另一端。再进一步优选地，所述主动辊的轴心线和所述水冷结晶辊的轴心线所在的平面与所述水冷结晶辊的垂直轴截面之间的夹角可以为10°～30°，这样，可以增加铸坯的冷却长度，并使铸坯顺利地从所述水冷结晶辊的底部传送出来。

优选地，所述辊带式连铸机还可以包括中间包基座，该中间包基座支撑所述中间包，并可调节该中间包的高度，从而可以调节该中间包的喷嘴到所述水冷结晶辊的水平轴截面的距离。

优选地，所述中间包的喷嘴可以位于所述中间包的侧壁上，其到所述水冷结晶辊的水平轴截面的距离可以为0.15R～0.5R，其中，R为所述水冷结晶辊的半径，以保证该中间包的喷嘴将钢水喷到所述水冷结晶辊的水平轴截面上方的辊面上。

优选地，所述喷嘴的喷孔可以为具有倒角的扁方形狭缝，该喷孔可以沿平行于所述水冷结晶辊的轴心线方向延伸。

另一方面，本发明还提供一种薄带铸轧设备，其包括：上述辊带式连铸机；平整辊，用于对所述连铸机输出的铸坯进行平整；温轧机，用于对平整后的铸坯进行温轧，以形成薄带；冷却***，用于对温轧后形成的薄带进行冷却；卷取机，用于对冷却后的薄带进行卷取。由于从本发明所述的辊带式连铸机输出的铸坯温度适中，因此可以直接进行温轧。温轧相对于冷轧的优点是，节省能量，轧制出的薄带的质量高。

从上面的描述和实践可知，当本发明所述的辊带式连铸机工作时，贮存在中间包内的钢水经喷嘴喷到水冷结晶辊的处于水平轴截面上方的辊面上，辊面上的钢水开始凝固并随着水冷结晶辊的转动而进入水冷结晶辊与金属传送带的铸带传送部所构成的的铸带传送区内，然后经过水冷结晶辊和铸带传送部的进一步凝固和冷却后形成铸坯，最后，铸坯从水冷结晶辊的底部传送出来。因此，该辊带式连铸机对铸坯进行双面凝固、双面冷却，并且由于水冷结晶辊和金属传送带的铸带传送部之间的形状配合，使得铸坯的冷却长度超过水冷结晶辊底面周长的1/4，从而大大增加了铸坯的冷却效果，并使得铸坯组织均匀、晶粒细化、质量稳定。另外，该辊带式连铸机的连铸速度也比较快、并且可以铸造出较薄的铸坯(即薄带)。再者，铸造出的铸坯温度适中，可以直接进行温轧，从而可以节省能量，并进一步提高轧制出的薄带的质量。

附图说明

图1为剖视图，示出了现有的一种水平双辊式连铸机的示意结构；

图2为立体图，示出了现有的一种单辊式连铸机的示意结构；

图3为侧视图，示出了现有的一种倾斜双带式连铸机的示意结构；

图4为侧视图，示出了现有的一种辊带式连铸机的示意结构；

图5为侧视图，示出了本发明的一个实施例所述的辊带式连铸机的结构；

图6为侧视图，示出了本发明的一个实施例所述的薄带铸轧设备的结构。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的辊带式连铸机以及包含该连铸机的薄带铸轧设备的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

图5为侧视图，示出了本发明的一个实施例所述的辊带式连铸机的结构。如图5所示，本发明的一个实施例所述的辊带式连铸机100主要包括水冷结晶辊10、传送带机构20、中间包30、高压喷水装置40、以及干燥器50。

水冷结晶辊10水平设置。水冷结晶辊10可采用常用的内冷式结晶辊，其直径可以为300mm～3000mm，但本发明不限于此。

传送带机构20包括金属传送带21，而金属传送带21包括铸带传送部211，铸带传送部211的一端位于水冷结晶辊10的水平轴截面的附近，其另一端位于水冷结晶辊10的底部附近，铸带传送部211所在的曲面与水冷结晶辊10的辊面平行，并且与水冷结晶辊10相隔预定的间隙，从而铸带传送部211与水冷结晶辊10之间形成铸带传送区22，用于对铸带进行凝固和冷却，并将铸带传送出去。

传送带机构20还包括用于对金属传送带21进行支撑和传动的多个辊。更具体地说，这多个辊可以包括主动辊23、被动辊24和纠偏张力辊25，其中，主动辊23用于对金属传送带21的传动进行驱动，纠偏张力辊25用于对金属传送带21的传动进行张力调整和纠偏，以便调整金属传送带21的张力，并防止该金属传送带21跑偏。主动辊23和被动辊24的直径可以为60mm～600mm，而纠偏张力辊的直径可以为300mm～3000mm。

另外，被动辊24可以设置在金属传送带21的铸带传送部211的靠近水冷结晶辊10的水平轴截面的一端。主动辊23则可以设置在金属传送带21的铸带传送部211的靠近水冷结晶辊10的底部的另一端，再进一步，主动辊23的轴心线和水冷结晶辊10的轴心线所在的平面与水冷结晶辊10的垂直轴截面之间的夹角α可以为10°～30°，这样，可以增加铸坯60的冷却长度，并使铸坯60顺利地从水冷结晶辊10的底部传送出来。

中间包30上设有喷嘴31，优选地，将喷嘴31设在中间包30的侧壁上。喷嘴31的喷孔可以为具有倒角的扁方形狭缝，与水冷结晶辊10的辊长匹配。喷嘴31(具体说是喷嘴31的喷孔)位于水冷结晶辊10附近，并处于水冷结晶辊10的水平轴截面的上方。具体说，喷嘴31到水冷结晶辊10的水平轴截面的距离可以为0.15R～0.5R，其中，R为水冷结晶辊10的半径。也就是说，在图5中，喷嘴31的喷孔狭缝与水冷结晶辊10的轴心线所在的平面与水冷结晶辊10的水平轴截面所成的角度β可以为约10°～30°。

高压喷水装置40设置在铸带传送部211的附近，用于对铸带传送部211的背向水冷结晶辊10的一面进行喷水冷却。高压喷水装置40由高压泵(未示出)供水，可以将例如20～100MPa的高压水射向金属传送带21的铸带传送部211的背面，从而对其进行强制冷却，同时，也可以使铸带传送部211与凝固钢水(即铸坯)接触紧密。

干燥器50设置在金属传送带21的附近，用于对进入铸带传送区22之前的金属传送带21进行干燥，以防止水或水汽与钢液接触而产生***。

当辊带式连铸机100工作时，水冷结晶辊10的转动线速度与金属传送带21的传送速度相同。水冷结晶辊10的转动线速度可以为10～200m/min，因此，辊带式连铸机100的铸造速度比较快。另外，辊带式连铸机100铸造出的铸坯的厚度可以为0.5mm～4.5mm，温度可以在200℃～1000℃，因此，可以铸造出较薄的铸坯(即薄带)，并且铸造出的铸坯温度适中，可以直接进行温轧。

以上结合图5描述了本发明的具体实施例，但本发明不限于此。辊带式连铸机100还可以包括集水装置70，用于收集高压喷水装置40喷出的、对铸带传送部211进行冷却后的冷却水。收集到的冷却水可以经高压泵再送到高压喷水装置40，从而形成水循环。

另外，辊带式连铸机100还可以包括中间包基座80，该中间包基座80支撑中间包30，并可以通过例如液压传动装置81调节中间包30的高度，从而可以调节中间包30的喷嘴31到水冷结晶辊10的水平轴截面的距离。

当本发明所述的辊带式连铸机100工作时，贮存在中间包30内的钢水经喷嘴31喷到水冷结晶辊10的处于水平轴截面上方的辊面上，辊面上的钢水开始凝固并随着水冷结晶辊10的转动而进入水冷结晶辊10与金属传送带21的铸带传送部211所构成的的铸带传送区22内，然后经过水冷结晶辊10和铸带传送部211的进一步凝固和冷却后形成铸坯60，最后，铸坯60从水冷结晶辊10的底部传送出来。因此，该辊带式连铸机100对铸坯60进行双面凝固、双面冷却，并且由于水冷结晶辊10和金属传送带21的铸带传送部211之间的形状配合，使得铸坯60的冷却长度超过水冷结晶辊10底面周长的1/4，从而大大增加了铸坯60的冷却效果，并使得铸坯60组织均匀、晶粒细化、质量稳定。另外，辊带式连铸机100的连铸速度也比较快、并且可以铸造出较薄的铸坯(即薄带)。再者，铸造出的铸坯温度适中，可以直接进行温轧，从而可以节省能量，并进一步提高轧制出的薄带的质量。

下面将结合图6描述利用辊带式连铸机100构成的薄带铸轧设备。

图6是侧视图，示出了本发明的一个实施例所述的薄带铸轧设备的结构。如图6所示，本发明的一个实施例所述的薄带铸轧设备主要包括：辊带式连铸机100、平整辊200、温轧机300、冷却***400、卷取机500。

辊带式连铸机100输出铸坯或薄带，该铸坯或薄带的温度在200℃～1000℃左右。然后，该铸坯通过平整辊200，由平整辊200对该铸坯进行平整，平整量约为铸坯厚度的1％～15％。接着，平整后的铸坯通过温轧机300，由温轧机300对其进行温轧，以形成薄带，轧制的压下率为10％～80％，轧制后的薄带厚度约为0.15mm～1.5mm。温轧相对于冷轧来说，可以节省能量，并且轧制出的薄带的质量更好。温轧后形成的薄带通过冷却***400，由冷却***400对其进行冷却，以使薄带的组织和性能达到预期要求。最后，冷却后的薄带被送入卷取机500，由卷取机500进行卷取。

另外，在辊带式连铸机100和平整辊200之间还可以设置切头剪150，用于对连铸过程开始时形成的不规则铸坯进行切除。在冷却***400和卷取机500之间可以设置飞剪440和夹送辊460，其中，夹送辊460用于保证卷取机500对薄带的稳定卷取，而飞剪440用于在卷取机500卷满之后将薄带切断。

另外，温轧机300可以包括第一温轧机301和第二温轧机302，从而使温轧过程分两步进行，这样可以使轧制效果更好。

本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的辊带式连铸机以及包含该连铸机的薄带铸轧设备，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进和组合。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种辊带式连铸机，其特征在于，包括：

水冷结晶辊，该水冷结晶辊水平设置；

传送带机构，该传送带机构包括金属传送带，该金属传送带的铸带传送部所在的曲面与所述水冷结晶辊的辊面平行，该铸带传送部的一端位于所述水冷结晶辊的水平轴截面的附近，其另一端位于所述水冷结晶辊的底部附近，并且该铸带传送部与所述水冷结晶辊相隔预定的间隙，并形成铸带传送区；

中间包，该中间包上设有喷嘴，该喷嘴位于所述水冷结晶辊附近，并处于该水冷结晶辊的水平轴截面的上方；

高压喷水装置，该高压喷水装置设置在所述铸带传送部的附近，用于对该铸带传送部的背向水冷结晶辊的一面进行喷水冷却；

干燥器，该干燥器设置在所述金属传送带的附近，用于对进入所述铸带传送区之前的金属传送带进行干燥；

其中，当所述辊带式连铸机工作时，所述水冷结晶辊的转动线速度与所述金属传送带的传送速度相同。

2.如权利要求1所述的辊带式连铸机，其特征在于，还包括集水装置，用于收集所述高压喷水装置喷出的、对所述铸带传送部进行冷却后的冷却水。

3.如权利要求1所述的辊带式连铸机，其特征在于，所述传送带机构还包括用于对所述金属传送带进行支撑和传动的多个辊。

4.如权利要求3所述的辊带式连铸机，其特征在于，所述多个辊包括主动辊、被动辊和纠偏张力辊，其中，所述主动辊用于对所述金属传送带的传动进行驱动，所述纠偏张力辊用于对所述金属传送带的传动进行张力调整和纠偏。

5.如权利要求4所述的辊带式连铸机，其特征在于，所述被动辊设置在所述金属传送带的铸带传送部的所述一端，所述主动辊设置在所述金属传送带的铸带传送部的所述另一端。

6.如权利要求5所述的辊带式连铸机，其特征在于，所述主动辊的轴心线和所述水冷结晶辊的轴心线所在的平面与所述水冷结晶辊的垂直轴截面之间的夹角为10°～30°。

7.如权利要求1所述的辊带式连铸机，其特征在于，还包括中间包基座，该中间包基座支撑所述中间包，并可调节该中间包的高度。

8.如权利要求1所述的辊带式连铸机，其特征在于，所述中间包的喷嘴位于所述中间包的侧壁上，其到所述水冷结晶辊的水平轴截面的距离为0.15R～0.5R，其中，R为所述水冷结晶辊的半径。

9.如权利要求1所述的辊带式连铸机，其特征在于，所述喷嘴的喷孔为具有倒角的扁方形狭缝。

10.一种薄带铸轧设备，其特征在于，包括：

权利要求1所述的辊带式连铸机；

平整辊，用于对所述连铸机输出的铸坯进行平整；

温轧机，用于对平整后的铸坯进行温轧，以形成薄带；

冷却***，用于对温轧后形成的薄带进行冷却；

卷取机，用于对冷却后的薄带进行卷取。