CN115475922A - 一种提高薄带连铸浇铸时间的方法及其侧封装置 - Google Patents

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Abstract

一种提高薄带连铸浇铸时间的方法及其侧封装置，包括：1)结晶辊两侧端面设置可向上、向下单向移动或双向移动的侧封板；侧封板向上移动时，侧封板长度大于侧封板上下与结晶辊弧面接触的上下交点间距离的两倍；侧封板向下移动时，侧封板长度大于侧封板一侧边与结晶辊弧面上部接触形成的上交点与自该侧边的延长线与结晶辊弧面下部接触形成的下交点间距离的两倍；2)随结晶辊旋转紧贴结晶辊端面的侧封板与结晶辊端面接触摩擦在其内侧面形成凹槽，当侧封板位移量L≥(1/10～1/2)d，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽；然后将侧封板向上或向下移动，直至侧封板上凹槽完全脱离结晶辊端面。

Description

一种提高薄带连铸浇铸时间的方法及其侧封装置
技术领域
本发明涉及薄带连铸技术，特别涉及一种提高薄带连铸浇铸时间的方法及其侧封装置。
背景技术
薄带连铸技术是一种新型的薄带钢生产工艺，将钢水通过水口布流器等过渡装置浇铸至由双辊和侧封板围成的熔池中，双辊铸轧后直接生产出2-10mm的带钢。与传统连铸工艺相比，取消了粗轧、热连轧及相关的加热、切头等一系列常规工序。具有设备投资少、生产工序简单、能耗小、产品成本低等优点，是21世纪钢铁带材工业生产领域内的一项革命性短工艺流程。
布流***、结晶辊、侧封板是薄带连铸工艺三大核心部件，成为制约该工艺连续性生产的关键因素之一，其中侧封技术是薄带连铸技术中最关键的一环，是影响薄带连铸过程中铸带质量和工艺稳定性的关键因素，侧封起到约束金属液体，促进薄带成型，保证薄带边缘质量等作用。目前，侧封技术主要包括：电磁侧封、气体侧封和固体侧封三种侧封方式，其中气体侧封目前还处于理论研究阶段。电磁侧封技术也远未达到工业化生产的要求。固体侧封是目前技术最成熟、工业化应用最好的一种侧封方法。
具体而言，目前薄带连铸过程中侧封板为三角形样式，其中间部分与钢水接触，受到钢水冲刷侵蚀，其边部与铸辊端面接触，被铸辊磨损，磨损的速率通常大于侵蚀的速率。因此，经过一定浇铸时间后，侧封板与结晶辊端面接触位置形成较深的沟痕，而与钢水接触的端面其侵蚀程度较小。在浇铸过程中，连浇炉数平均达到4～6炉时，侧封板两侧的沟痕逐渐加深，这使得生产过程中需要频繁更换侧封板。而每次更换侧封板，一方面机组需要停下来重新进行准备安装等工序，耗时耗力；另一方面由于每次重新启动还需要更换各种浇铸水口、布流器等消耗件，这也极大的增加了该生产线的吨钢成本。
目前，国内外研究和开发的固体侧封板主要集中在耐材材质本身，如：
美国专利US7208433“Ceramic plates for side dams of twin-drumcontinuous strip casters”提出使用一种利用稀土石榴石、塞隆以及BN(氮化硼)复合材料制备陶瓷侧封板，专利中报道该种侧封板具有较低的热导率(热导率≤10W/m·K)，并且具有较好的抗热震性能。
美国专利US4885264“Pressure-sintered polycpystalline mixed materialswith a base of hexagonal boron nitride,oxides and carbides”对氮化硼-氧化物基复合材料和氮化硼-非氧化物复合材料制备陶瓷侧封板进行了研究，实验中在BN-ZrO2基体中分别加入了SiC、ZrC，在真空条件下于1500～1800℃热压烧结制备成陶瓷复合材料。
中国专利CN101648260A“双辊薄带连铸侧封板及其制作方法”利用一种氮化硼材质的面板和一种铝硅系保温隔热材料的基板制作了一种复合侧封板，该专利中报道该种复合侧封板的保温性能良好。
中国专利201410161789.9公开了“双辊薄带连铸用陶瓷侧封板及其制备方法”，该陶瓷侧封板的化学成份按质量百分数计为：六方氮化硼粉40～75％、Si3N4粉10～45％、锆莫来石粉10～30％、TiN粉3～15％和添加剂0.5～10％，其中，所述添加剂为Y2O3、工业Al2O3、MgO和轻质碳酸镁中的一种或几种的组合。本发明通过开发新型侧封板新的配方组成，并调整其制备方法使得侧封板同时具有耐高温、强度高、抗热震以及热导率低的性能。
中国专利201610948816.6公开了“一种双辊薄带连铸侧封板的支撑装置及方法”，所述的方法是：在薄带连铸浇铸作业中，侧封板及其支撑装置在顶紧机构推杆的作用下以一定的压力贴紧在铸辊端面，在不同的浇铸作业时点，通过控制单向阀的开、闭，使得侧封板顶紧机构具有不同的顶紧状态，从而提高侧封板支撑稳定性。
中国专利201611051974.8公开“一种薄带连铸用侧封板及其使用方法”，其设计了双辊薄带连铸用侧封板包括侧封板本体和润滑装置，侧封板由凹槽型外壳、隔热板、基板、陶瓷板和耐磨板粘结在一起组成，润滑装置有润滑剂材料和输送管构成：输送管内填充润滑剂材料。据称该侧封板具有良好的保温性能，而且与结晶辊接触部位抗热震性、耐磨性好，与钢水接触部位具有强的抗侵蚀性能。
上述这些专利都是在侧封板材质方面、安装方面提出了不同的方法，但是其寿命依旧决定于单块侧封板磨损的厚度，不能达到更长的浇铸时间，没有解决现有问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种提高薄带连铸浇铸时间的方法及其侧封装置，通过改进侧封板的形状和安装方式，使其能够进行单向或者双向位移，在一定时间内实现整体侧封装置的回位，用以不断避开结晶辊端面磨损形成的沟痕，形成侧封板错位磨损，从而增加侧封板的使用率，提高薄带连铸浇铸时间。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种提高薄带连铸浇铸时间的方法，其包括：
1)结晶辊两侧端面设置可向上、向下单向移动或双向移动的侧封板；
侧封板向上移动时，侧封板长度大于侧封板上下与结晶辊弧面接触的上下交点之间的距离的两倍；
侧封板向下移动时，侧封板长度大于侧封板一侧边与结晶辊弧面上部接触形成的上交点与自该侧边的延长线与结晶辊弧面下部接触形成的下交点之间的距离的两倍；
2)随着结晶辊旋转，紧贴结晶辊端面的侧封板与结晶辊端面接触摩擦在侧封板表面形成凹槽，当结晶辊端面嵌入侧封板表面的深度即侧封板发生位移量L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽；然后将侧封板向上或向下移动，直至侧封板上所述凹槽完全脱离结晶辊端面范围。
优选的，侧封板采用向下移动方式，侧封板安装到两个结晶辊端面后，侧封板下部与结晶辊端面接触；侧封板顶面一侧端点为A点，其底面同侧与结晶辊弧线下端相交形成下交点为C点，侧封板同侧与结晶辊弧线的上交点为B点，熔池顶面与一侧结晶辊的交点为D点，两个结晶辊距离最近的点即Kiss点，C点比Kiss点低至少10mm；
当侧位移检测到侧封板厚度方向比原位置发生位移L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽，然后侧封板向下移动，直至B点移除结晶辊范围外至少10mm，此时侧封板与结晶辊弧线相交的上交点、下交点分别为B2点和B1点，B1点高出D点至少10mm，A点高出B2点至少30mm。
优选的，所述侧封板以0.1～20mm/s速度向下移动。
优选的，侧封板采用向上移动时，侧封板安装到两个结晶辊端面后，其上部与结晶辊端面接触，侧封板顶面一侧端点为A点，
其同侧与结晶辊弧线的上交点为B点，与结晶辊弧线的的下交点为B1点，熔池顶面与一侧结晶辊的交点为D点，两个结晶辊距离最近的点即Kiss点，B点比D点高出至少10mm，A点高出B点至少30mm；
当侧位移检测到侧封板厚度方向比原位置发生位移L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽，然后侧封板向上移动，直至B1点移除结晶辊范围外至少10mm，此时侧封板与结晶辊相交的点分别为B2点和C点，B2点高出D点至少10mm，C点低于Kiss点至少10mm。
优选的，所述侧封板以0.1～20mm/s速度向上移动。
本发明所述的一种用于所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法的侧封装置，包括：
两块侧封板，分别设置于两结晶辊熔池侧端面；
若干支承辊及轴，设置于所述侧封板背面，支承辊抵靠于侧封板；
两导轨，分别设置于所述侧封板两侧，所述导轨为U形结构，其内沿长度方向设若干滚轮及相应的轮轴，对应所述轮轴，导轨U形结构的两侧边设供所述轮轴左右移动的导槽；
若干复位销，分别沿两导轨长度方向间隔设置于导轨上，
若干电磁继电器，通过支架设置于所述导轨外侧，分别一一对应于所述回位销；
若干复位驱动装置，分别对应所述滚轮的轮轴外侧端。
优选的，所述的复位销为U形，其一侧端位于所述侧封板背面的导轨一侧边，所述电磁继电器对应该侧端。
优选的，所述的复位驱动装置包括气缸、电动缸或液压缸。
优选的，所述的侧封板的下部为梯形。
本发明通过改进侧封板的形状、安装方法、使用方法，使其能够在侧封位置上单向或双向移动，使结晶辊端面避开侧封板上与结晶辊端面接触形成的凹槽，避免侧封板在单一位置形成过大凹痕，需要停止连铸浇铸作业而进行更换。
本发明的有益效果：
1、本发明通过侧封板及侧封装置的上下移动，可以增加侧封板磨损面积，从而极大的增加了薄带连铸的连续浇铸时间。
2、本发明所述方法及侧封装置在连续使用的过程中也节约了浇铸过程中更换布流器和分配器的时间和成本。
3、本发明所述侧封装置设备简单可靠易实现。
附图说明
图1为本发明所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法实施例的示意图1；
图2为本发明所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法实施例的示意图2；
图3为本发明所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法实施例的示意图3；
图4为本发明所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法实施例的示意图4；
图5为本发明所述侧封装置实施例的使用状态立体图1；
图6为本发明所述侧封装置实施例的使用状态立体图2；
图7为本发明所述侧封装置实施例的正视图；
图8为本发明所述侧封装置实施例的立体图1；
图9为本发明所述侧封装置实施例的立体图2。
具体实施方式
参见图1～图4，本发明所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法，其包括：
1)结晶辊100两侧端面设置可向上、向下单向移动或双向移动的侧封板1；
侧封板1向上移动时，侧封板1长度大于侧封板1上下与结晶辊100弧面接触的上下交点之间的距离的两倍；
侧封板1向下移动时，侧封板1长度大于侧封板1一侧边与结晶辊100弧面上部接触形成的上交点与自该侧边的延长线与结晶辊100弧面下部接触形成的下交点之间的距离的两倍；
2)随着结晶辊旋转，紧贴结晶辊端面的侧封板与结晶辊端面接触摩擦在侧封板表面形成凹槽，当结晶辊端面嵌入侧封板表面的深度即侧封板发生位移量L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽；然后将侧封板向上或向下移动，直至侧封板上所述凹槽完全脱离结晶辊端面范围。
优选的，侧封板采用向下移动方式，侧封板安装到两个结晶辊端面后，侧封板下部与结晶辊端面接触；侧封板顶面一侧端点为A点，其底面同侧与结晶辊弧线下端相交形成下交点为C点，侧封板同侧与结晶辊弧线的上交点为B点，熔池顶面与一侧结晶辊的交点为D点，两个结晶辊距离最近的点即Kiss点，C点比Kiss点低至少10mm；
当位移检测到侧封板厚度方向比原位置发生位移L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽，然后侧封板向下移动，直至B点移除结晶辊范围外至少10mm，此时侧封板与结晶辊弧线相交的上交点、下交点分别为B2点和B1点，B1点高出D点至少10mm，A点高出B2点至少30mm。
优选的，所述侧封板以0.1～20mm/s速度向下移动。
优选的，侧封板采用向上移动时，侧封板安装到两个结晶辊端面后，其上部与结晶辊端面接触，侧封板顶面一侧端点为A点，
其同侧与结晶辊弧线的上交点为B点，与结晶辊弧线的的下交点为B1点，熔池顶面与一侧结晶辊的交点为D点，两个结晶辊距离最近的点即Kiss点，B点比D点高出至少10mm，A点高出B点至少30mm；
当位移检测到侧封板厚度方向比原位置发生位移L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽，然后侧封板向上移动，直至B1点移除结晶辊范围外至少10mm，此时侧封板与结晶辊相交的点分别为B2点和C点，B2点高出D点至少10mm，C点低于Kiss点至少10mm。
优选的，所述侧封板以0.1～20mm/s速度向上移动。
参见图5～图9，本发明所述的用于所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法的侧封装置，包括：
两块侧封板1，分别设置于两结晶辊100熔池200侧端面；
若干支承辊2及轴，设置于所述侧封板1背面，支承辊2抵靠于侧封板1；
两导轨3，分别设置于所述侧封板1两侧，所述导轨3为U形结构，其内沿长度方向设若干滚轮4及相应的轮轴41，对应所述轮轴41，导轨3U形结构的两侧边设供所述轮轴41左右移动的导槽31；
若干复位销5，分别沿两导轨1长度方向间隔设置于导轨1上，
若干电磁继电器6，通过支架设置于所述导轨3外侧，分别一一对应于所述回位销5；
若干复位驱动装置(图中未示)，分别对应所述滚轮的轮轴外侧端。
优选的，所述的复位销5为U形，其一侧端位于所述侧封板1背面的导轨3一侧边，所述电磁继电器6对应该侧端。
优选的，所述的复位驱动装置包括气缸、电动缸或液压缸。
优选的，所述的侧封板的下部为梯形。
实施例
使用本发明所述方法及侧封装置薄带连铸浇铸不锈钢，主要步骤如下：
(1)薄带连铸采用侧封板(长度900mm，厚度30mm，宽度300mm)、结晶辊定位后，侧封板从导轨顶部***，熔池液位高度为180mm；
(2)导轨内滚轮转动后将侧封板定位，侧封板顶部位置高出熔池液位30mm；
(3)当侧封板到位后，通过支撑辊整体压靠至侧封板背面，复位继电器断电，复位销处于不受力状态；
(4)不锈钢冶炼合格后开始钢水浇铸，钢水通过分配器和布流器布流至熔池中，浇铸初期，导轨内的滚轮保持不动；
(5)钢水浇铸中期，随着结晶辊的旋转，与结晶辊端面接触的侧封板的内侧面逐渐形成凹槽，即侧封板逐渐嵌入结晶辊端面；检测侧封板嵌入结晶辊端面的位移量，当检测该位移量≥6mm时，复位继电器通电，复位销带动侧封板回到原始位置，然后在导轨内的滚轮的带动下，侧封板以10mm/s的速度向上移动，至侧封板上的凹槽完全脱离熔池，复位继电器断电。

Claims (9)

1.一种提高薄带连铸浇铸时间的方法，其特征是，包括：
1)结晶辊两侧端面设置可向上、向下单向移动或双向移动的侧封板；
侧封板向上移动时，侧封板长度大于侧封板上下与结晶辊弧面接触的上下交点之间的距离的两倍；
侧封板向下移动时，侧封板长度大于侧封板一侧边与结晶辊弧面上部接触形成的上交点与自该侧边的延长线与结晶辊弧面下部接触形成的下交点之间的距离的两倍；
2)随着结晶辊旋转，紧贴结晶辊端面的侧封板与结晶辊端面接触摩擦在侧封板表面形成凹槽，当结晶辊端面嵌入侧封板表面的深度即侧封板发生位移量L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽；然后将侧封板向上或向下移动，直至侧封板上所述凹槽完全脱离结晶辊端面范围。
2.如权利要求1所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法，其特征是，侧封板采用向下移动方式，侧封板安装到两个结晶辊端面后，侧封板下部与结晶辊端面接触；侧封板顶面一侧端点为A点，其底面同侧与结晶辊弧线下端相交形成下交点为C点，侧封板同侧与结晶辊弧线的上交点为B点，熔池顶面与一侧结晶辊的交点为D点，两个结晶辊距离最近的点即Kiss点，C点比Kiss点低至少10mm；
当位移检测到侧封板厚度方向比原位置发生位移L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽，然后侧封板向下移动，直至B点移出结晶辊范围外至少10mm，此时侧封板与结晶辊弧线相交的上交点、下交点分别为B2点和B1点，B1点高出D点至少10mm，A点高出B2点至少30mm。
3.如权利要求2所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法，其特征是，所述侧封板以0.1～20mm/s速度向下移动。
4.如权利要求1所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法，其特征是，侧封板采用向上移动时，侧封板安装到两个结晶辊端面后，其上部与结晶辊端面接触，侧封板顶面一侧端点为A点，
其同侧与结晶辊弧线的上交点为B点，与结晶辊弧线的的下交点为B1点，熔池顶面与一侧结晶辊的交点为D点，两个结晶辊距离最近的点即Kiss点，B点比D点高出至少10mm，A点高出B点至少30mm；
当位移检测到侧封板厚度方向比原位置发生位移L≥(1/10～1/2)d，其中，d为侧封板厚度，单位mm，L，单位mm；先将侧封板沿结晶辊轴向外移，使结晶辊端面脱离侧封板表面的凹槽，然后侧封板向上移动，直至B1点移除结晶辊范围外至少10mm，此时侧封板与结晶辊相交的点分别为B2点和C点，B2点高出D点至少10mm，C点低于Kiss点至少10mm。
5.如权利要求4所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法，其特征是，所述侧封板以0.1～20mm/s速度向上移动。
6.一种用于如权利要求1所述的提高薄带连铸浇铸时间的方法的侧封装置，包括：两块侧封板，分别设置于两结晶辊熔池侧端面；其特征在于，还包括：
若干支承辊及轴，设置于所述侧封板背面，支承辊抵靠于侧封板；
两导轨，分别设置于所述侧封板两侧，所述导轨为U形结构，其内沿长度方向设若干滚轮及相应的轮轴，对应所述轮轴，导轨U形结构的两侧边设供所述轮轴左右移动的导槽；
若干复位销，分别沿两导轨长度方向间隔设置于导轨上，
若干电磁继电器，通过支架设置于所述导轨外侧，分别一一对应于所述回位销；
若干复位驱动装置，分别对应所述滚轮的轮轴外侧端。
7.如权利要求6所述的侧封装置，其特征在于，所述的复位销为U形，其一侧端位于所述侧封板背面的导轨一侧边，所述电磁继电器对应该侧端。
8.如权利要求6所述的侧封装置，其特征在于，所述的复位驱动装置包括气缸、电动缸或液压缸。
9.如权利要求6或7所述的侧封装置，其特征在于，所述的侧封板的下部为梯形。
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