CN211331236U - 一种辊-带式连续铸造装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种辊‑带式连续铸造装置,包括前箱、铸嘴、上轧辊、钢带、两边挡块,上轧辊和钢带及两边挡块形成铸造型腔,前箱与铸嘴相连接,将铝水送入铸造型腔。该铸造装置还包括张紧辊、驱动辊,支撑辊,钢带通过焊接形成环形,由两个平行的张紧辊与驱动辊支撑并张紧,使钢带形成一个平面,张紧辊的位置高度低于驱动辊,使形成的平面有5°至9°的倾斜角。本实用新型为一种辊‑带式连续铸造装置,将水冷上轧辊和水冷钢带及两边挡块形成铸造型腔,并通过冷却***使板坯快速冷却,本实用新型的装置可以铸造更厚的板坯,还可以大幅度提高铸造速度,生产效率显著提高,该铸造设备简单,成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型属于铝合金铸造技术领域,具体涉及一种辊-带式连续铸造装置。
背景技术
连铸连轧和连续铸轧工艺是短流程制造技术,受到工业界的高度重视。用连铸连轧和连续铸轧工艺生产铝板、铝箔等,已经是比较成熟的工艺。连铸连轧和连续铸轧有多种工艺,包括单辊法、双辊法、轮-带法和双带法等。其中单辊法和双辊法主要用来生产薄带,而轮- 带法和双带法可以生产较厚的板材,铸板(坯)厚度可达50mm。
双辊法是铸轧工艺。两辊之间的缝隙形成型腔,如图1所示,铝水进入这个型腔,通过辊面和铝水接触冷却铝水使之凝固成薄板或薄带,再进入轧机,轧制成带材。辊面和铝水接触的时间很短,对铝水的冷却能力有限,所以,双辊法只能用来铸造薄板,厚度一般不超过 10mm,而且铸造速度不能太快,生产效率不高,而且一般只用来生产凝固区间比较小的合金,比如1000系,3000系等。
双带法是由上下两条钢带组成一个型腔,如图2所示。钢带始终由强制冷却水冷却。铝液通过铸嘴进入这个型腔中。在水冷钢带的强制冷却下,铝液凝固成铸板(坯)。钢带较长,形成的冷却区间较大,所以对铝水的冷却能力很大,可以用来生产较厚的板,厚度可以达到 50mm,而且可以生产宽幅板材,宽度可达到2米多宽。另外,由于冷却区间较大,可以允许钢带以较快的速度运行,提高铸造速度。所以这种工艺的生产效率非常高。但是,这种设备非常复杂,也非常昂贵,这无疑增加了生产成本。
因此,研发一种生产效率高,相对简单,成本低的铸造工艺及设备具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种连续铸造装置,可以用来生产宽幅厚板,生产效率高,装置简单,成本低廉。本实用新型所采用的技术方案如下:
一种辊-带式连续铸造装置,该铸造装置包括前箱、铸嘴、上轧辊、钢带、两边挡块,所述上轧辊和钢带及两边挡块形成铸造型腔,所述前箱与铸嘴相连接,将铝水送入铸造型腔。
该铸造装置还包括张紧辊、驱动辊,支撑辊,所述钢带通过焊接形成环形,由两个相互平行的张紧辊与驱动辊支撑并张紧,使钢带形成一个平面,所述张紧辊的位置高度低于驱动辊,使形成的平面有5°至9°的倾斜角。
在所述驱动辊上沿着辊径方向开一系列沟槽,在每个槽里放置一个驱动辊喷水管,喷口对着上轧辊与驱动辊的轴心连线位置,喷水方向与钢带运动方向一致。铸造生产时,连续往钢带上喷水,冷却钢带,并提高对铝水的冷却能力。开槽的数量要足够多,保证对钢带的冷却均匀。
所述驱动辊和张紧辊中间设有支撑辊,所述支撑辊与驱动辊平行,所述支撑辊上表面紧贴着钢带,支撑钢带,并随钢带运动而转动。
所述支撑辊之间还设有喷水口,铸造生产时,连续往上面的钢带喷水,冷却钢带,并提高对铸出的板坯的冷却能力。喷水口的数量要足够多,保证对钢带的冷却均匀。
该铸造装置还包括支撑基座和机架,所述机架一边固定在支撑基座上,一边悬空,便于装卸钢带。所述支撑辊固定在机架上,所述喷水口安装在机架内部。张紧辊轴承座安装在机架上,张紧油缸安装在机架上,通过张紧油缸对张紧辊进行张紧,所述上轧辊和驱动辊轴承座也安装在机架上。
所述上轧辊为空心,内部设有喷水管,喷口对着铝水与上轧辊接触的位置;所述上轧辊位于驱动辊的上方,并与之平行,所述上轧辊与驱动辊的轴心连线与钢带形成的平面垂直,所述上轧辊与钢带的距离需要和铸造板坯的厚度一致。
该铸造装置还包括电机、减速箱、传动轴,所述上轧辊和驱动辊由电机驱动,所述电机主轴连接减速箱,所述减速箱连接传动轴,传动轴与两辊连接,在电机的驱动下,上轧辊和驱动辊朝相反的方向转动,驱动辊带动钢带从较高的一端向较低的一端运动。
冷却***包括风冷***或淋浴冷***或水雾冷***,所述风冷***为通过出风口向铸出来的铸造板坯吹风;所述淋浴冷***为通过淋浴口向铸出来的铸造板坯淋雨;所述水雾冷***为通过喷雾口向铸出来的铸造板坯喷水雾,所述冷却***安装在铸造板坯的上方。
所述挡块包括由钢块组成的柔性钢块链条,所述柔性钢块链条围绕钢带放置在两边,钢带运动时带动柔性钢块链条同步运动,柔性钢块链条的钢块厚度与铸造板坯的厚度相同,上轧辊面与钢带面及两边柔性钢块链条的侧面,完整形成一个铸造型腔。
所述挡块的另一个方案是使用钢环,钢环的内径与上轧辊直径相同,钢环的厚度与铸造板坯的厚度相同,将钢环安装在上轧辊的两侧,上轧辊面与钢带面及两边钢环的侧面,完整形成一个铸造型腔。
通过该铸造装置对于薄板坯铸造,实现高速铸造,可分三种铸造情况。第一:铸造板坯出上轧辊面时有可能会只是表面凝固了,里面还没有完全凝固。这时,由于铸板坯底面是由长钢带支撑和冷却,不会塌陷,一方面上表面由空气冷却,下表面继续由钢带冷却,到达钢带出口时,板坯会完全凝固,能够顺利运动到下游轧机进行轧制。第二:如果铸造速度较快,导致铸造板坯离开钢带时还没有完全凝固,可以通过冷却***对铸造板坯上面施加风冷或者水雾冷甚至直接水淋浴冷,加速凝固。第三:如果铸造速度进一步加快,或者铸造板坯进一步加厚,铸造板坯出上轧辊面时有可能上表面也没有完全凝固。这时,由于铸板坯底面是由长钢带支撑和冷却,不会塌陷,前方是已凝固的板坯,两侧是挡块,没有完全凝固的铝水也不会任意流动,而是保持形状不变。这时,可以对出了上轧辊面还没有完全凝固的铝水先通过吹风口施加风冷,促使板坯表面快速凝固。一旦表面已经凝固,可以使用类似半连续直冷铸造的方法,接着通过淋浴口直接喷水冷却,使板坯快速冷却,当板坯到达钢带出口时,板坯会完全凝固,能够顺利运动到下游轧机进行轧制。
本实用新型的有益效果是:通过本实用新型提供一种辊-带式连续铸造装置,该装置高效率低成本,具有以下优势:
1本实用新型为一种辊-带式连续铸造装置,与双辊铸轧法相比,将水冷上轧辊和水冷钢带及两边挡块形成铸造型腔,并通过冷却***使板坯快速冷却,本实用新型的工艺和装置可以铸造更厚的板坯,还可以大幅度提高铸造速度,生产效率显著提高。
2与双带法铸造工艺和设备相比,该铸造设备简单,成本低廉。本实用新型的工艺和装置可以铸造板坯的宽度、厚度以及铸造速度与双带法铸造工艺和设备相当,但设备简化很多,基础建设和设备投资要小,操作简单,生产成本低。
附图说明
图1为双辊法铸轧工艺示意图;
图2为双带法铸轧工艺示意图;
图3为本实用新型的实施例1装置示意图;
图4为本实用新型的实施例1装置剖面示意图;
图5为本实用新型的实施例1铸造板坯凝固示意图;
图6为本实用新型的实施例2装置示意图;
图7为本实用新型的实施例2装置剖面示意图;
图8为本实用新型的实施例2铸造板坯凝固示意图;
图9为本实用新型的实施例3装置剖面示意图;
图10为本实用新型的实施例3铸造板坯凝固示意图。
符号说明:1—前箱;2—上轧辊;3—钢环;4—支撑基座;5—传动轴;6—减速箱;7—电机;8—出风口;9-喷雾口或淋浴口;10—张紧辊;11—铸造板坯;12—钢带;13—柔性钢块链条;14-张紧辊轴承座;15—张紧辊张紧油缸;16—支撑辊;17—机架;18—上轧辊和驱动辊轴承座;19—喷水口;20—驱动辊喷水管;21—驱动辊;22—驱动辊沟槽;23—铸嘴;24—铸轧辊;25—凝固区;26—已凝固薄带;27—铝水;28—冷却水;29—已凝固区。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型,结合附图对本实用新型进行进一步详细描述。
下面参照图1-10来描述根据本实用新型的实施例提供的一种辊-带式连续铸造装置。
如图1至图2所示,为对比例,双辊法铸轧工艺及双带法铸轧工艺。
如图3至图10所示,一种辊-带式连续铸造装置,该铸造装置包括前箱1、铸嘴23、上轧辊2、钢带12、两边挡块,上轧辊2和钢带12及两边挡块形成铸造型腔,前箱1与铸嘴 23相连接。
该铸造装置还包括张紧辊10、驱动辊21,支撑辊16,钢带12通过焊接形成环形,由两个相互平行的张紧辊10与驱动辊21支撑并张紧,使钢带12形成一个平面,张紧辊10的位置高度低于驱动辊21,使形成的平面有5°至9°的倾斜角。
在驱动辊21上沿着辊径方向开一系列沟槽22,在每个槽里放置一个驱动辊喷水管20,喷口对着上轧辊与驱动辊的轴心连线位置,喷水方向与钢带运动方向一致;铸造生产时,连续往钢带上喷水,冷却钢带,并提高对铝水的冷却能力。开槽的数量要足够多,保证对钢带的冷却均匀。
驱动辊21和张紧辊10中间设有支撑辊16,支撑辊16与驱动辊21平行,支撑辊16上表面紧贴着钢带12,支撑钢带12,并随钢带12运动而转动;
支撑辊16之间还设有喷水口19,铸造生产时,连续往上面的钢带喷水,冷却钢带,并提高对铸出的板坯的冷却能力,喷水口19的数量要足够多,保证对钢带12的冷却均匀。
该铸造装置还包括支撑基座4和机架17,机架17一边固定在支撑基座4上,一边悬空,便于装卸钢带12;支撑辊16固定在机架17上,喷水口19安装在机架内部;
张紧辊轴承座14安装在机架17上,张紧油缸15安装在机架17上,通过张紧油缸15对张紧辊10进行张紧,上轧辊2和驱动辊轴承座18也安装在机架上。
上轧辊2为空心,内部设有喷水管(未画出),喷口对着铝水与上轧辊接触的位置;上轧辊2位于驱动辊21的上方,并与之平行,上轧辊2与驱动辊21的轴心连线与钢带12形成的平面垂直,上轧辊2与钢带12的距离需要和铸造板坯11的厚度一致。
该铸造装置还包括电机7、减速箱6、传动轴5,上轧辊2和驱动辊21由电机7驱动,电机7主轴连接减速箱6,减速箱6连接传动轴5,传动轴5与两辊连接,在电机7的驱动下,上轧辊2和驱动辊21朝相反的方向转动,驱动辊21带动钢带12从较高的一端向较低的一端运动。
冷却***包括风冷***或淋浴***冷或水雾冷***,风冷***为通过出风口8向铸出来的铸造板坯11吹风;淋浴***为通过淋浴口9向铸出来的铸造板坯11淋雨;水雾冷***为通过喷雾口9向铸出来的铸造板坯11喷水雾,冷却***安装在铸造板坯11的上方。
挡块包括由钢块组成的柔性钢块链条13或钢环3,柔性钢块链条13围绕钢带12放置在两边,钢带12运动时带动柔性钢块链条13同步运动,柔性钢块链条13的钢块厚度与铸造板坯11的厚度相同,上轧辊面与钢带面及两边柔性钢块链条的侧面,完整形成一个铸造型腔;
钢环3的内径与上轧辊2直径相同,钢环3的厚度与铸造板坯11的厚度相同,将钢环3 安装在上轧辊2的两侧,上轧辊面与钢带面及两边钢环的侧面,完整形成一个铸造型腔。
本实用新型的铸造工艺原理:包括如下步骤:
步骤一:铝水从熔炼炉或保温炉经流槽进入前箱1,前箱1承接并汇集由流槽流过来的铝水,由水冷上轧辊2和水冷钢带12及两边挡块形成铸造型腔,通过铸嘴23将铝水均匀地并连续不断地送入铸造型腔;
步骤二:铝水连续进入铸造型腔,上表面由上轧辊2辊面冷却,下表面由钢带12冷却;
步骤三:出辊面后上表面由空气冷却或冷却***冷却,下表面继续由钢带12冷却;
步骤四:铸造板坯11离开钢带12时,已完全凝固,离开钢带12后,经夹持辊(未画出) 运行到轧机进行轧制,开始连铸连轧。
如图3至图5所示,为实施例1:用一种高效率低成本辊-带式连续铸造工艺及装置高速铸造10mm厚3003合金铸轧卷,铸造速度为4.5m/min。铸造装置包括前箱1、铸嘴23、上轧辊2、驱动辊21、张紧辊10、支撑辊16、喷水口19、钢带12、两边挡块为安装在上轧辊 2上的钢环3及风冷***。铝水从熔炼炉(或保温炉)经流槽进入前箱1。前箱1承接并汇集由流槽流过来的铝水,通过铸嘴23将铝水均匀地并连续不断地送入铸造型腔。铝水进入型腔,上表面由上轧辊2的辊面冷却,下表面由钢带12冷却。出上轧辊2面的时候,铸造板坯11 上下表面都只有表层已经凝固,中间部分并没有凝固,如图5所示。下表面继续由钢带12冷却,为了加快上表面的凝固,对上表面通过出风口8施加风冷进行冷却,当铸造板坯11离开钢带12时,铸造板坯11已完全凝固,运行到夹持辊,经夹持辊运行到轧机进行轧制,形成连铸连轧工艺。本例中,虽然铸造板坯11厚度只有10mm,和双辊法工艺一样,但铸造速度是双辊法的两倍,所以,生产效率大为提高。
如图6至如图8所示,为实施例2:用一种高效率低成本辊-带式连续铸造工艺及装置高速铸造19mm厚6061合金板坯,铸造速度为4.5m/min。铸造装置由前箱1、铸嘴23、上轧辊2、驱动辊21、张紧辊10、支撑辊16、喷水口19、钢带12、两边挡块为由钢块组成的柔性钢块链条13及冷却***组成。铝水从熔炼炉(或保温炉)经流槽进入前箱1。前箱1承接并汇集由流槽流过来的铝水,通过铸嘴23将铝水均匀地并连续不断地送入铸造型腔。铝水进入型腔,上表面由上轧辊2的辊面冷却,下表面由钢带12冷却。铸造板坯11出上轧辊2辊面时上下表面都只有表层一薄层已经凝固,中间部分并没有凝固,如图8所示。下表面继续由钢带12冷却,为了加快上表面的凝固,先通过出风口8施加风冷进行冷却,接着通过喷雾口9施加水雾冷进行冷却。当铸造板坯11离开钢带12时,铸造板坯11已完全凝固,运行到夹持辊,经夹持辊运行到轧机进行轧制,形成连铸连轧工艺。本例中,铸造板坯11厚度达到 19mm,铸造速度4.5m/min,在现有技术中,只有双带法连铸工艺可以做到。本实用新型的工艺与装置可以达到双带法的工艺水平,但设备大为简化,生产成本将显著降低。
如图9至如图10所示,为实施例3:用一种高效率低成本辊-带式连续铸造工艺及装置高速铸造32mm厚3003合金板坯,铸造速度为4.5m/min。铸造装置由前箱1、铸嘴23、上轧辊2、驱动辊21、张紧辊10、支撑辊16、喷水口19、钢带12、两边挡块为由钢块组成的柔性钢块链条13及冷却***。铝水从熔炼炉(或保温炉)经流槽进入前箱1,前箱1承接并汇集由流槽流过来的铝水,通过铸嘴23将铝水均匀地并连续不断地送入铸造型腔。铝水进入型腔,上表面由上轧辊2的辊面冷却,下表面由钢带12冷却。出上轧辊2面的时候,铸造板坯11上表面还没有完全凝固,示意图如图10所示。下表面继续由钢带12冷却;为了加快上表面的凝固,先通过出风口8施加风冷进行冷却,一旦表面已经凝固,便通过淋浴口9喷水进行淋雨冷却。当铸造板坯11离开钢带12时,铸造板坯11已完全凝固,运行到夹持辊,经夹持辊运行到轧机进行轧制,形成连铸连轧工艺。本例中,铸造板坯11厚度达到32mm,铸造速度4.5m/min,在现有技术中,只有双带法连铸工艺可以做到。本实用新型的工艺与装置可以达到双带法的工艺水平,但设备大为简化,生产成本将显著降低。
Claims (9)
1.一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,该铸造装置包括前箱(1)、铸嘴(23)、上轧辊(2)、钢带(12)、两边挡块,所述上轧辊(2)和钢带(12)及两边挡块形成铸造型腔,所述前箱(1)与铸嘴(23)相连接。
2.根据权利要求1所述一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,该铸造装置还包括张紧辊(10)、驱动辊(21),支撑辊(16),所述钢带(12)通过焊接形成环形,由两个平行的张紧辊(10)与驱动辊(21)支撑并张紧,使钢带(12)形成一个平面,所述张紧辊(10)的位置高度低于驱动辊(21),使形成的平面有5°至9°的倾斜角。
3.根据权利要求2所述一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,在所述驱动辊(21)上沿着辊径方向开一系列沟槽(22),在每个槽里放置一个驱动辊喷水管(20),喷口对着上轧辊与驱动辊的轴心连线位置,喷水方向与钢带运动方向一致。
4.根据权利要求2所述一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,所述驱动辊(21)和张紧辊(10)中间设有支撑辊(16),所述支撑辊(16)与驱动辊(21)平行,所述支撑辊(16)上表面紧贴着钢带(12),支撑钢带(12),并随钢带(12)运动而转动;
所述支撑辊(16)之间还设有喷水口(19)。
5.根据权利要求2所述一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,该铸造装置还包括支撑基座(4)和机架(17),所述机架(17)一边固定在支撑基座(4)上,一边悬空,便于装卸钢带(12);所述支撑辊(16)固定在机架(17)上,喷水口(19)安装在机架内部;
张紧辊轴承座(14)安装在机架(17)上,张紧油缸(15)安装在机架(17)上,通过张紧油缸(15)对张紧辊(10)进行张紧,上轧辊(2)和驱动辊轴承座(18)也安装在机架上。
6.根据权利要求1所述一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,所述上轧辊(2)为空心,内部设有喷水管,喷口对着铝水与上轧辊接触的位置;所述上轧辊(2)位于驱动辊(21)的上方,并与之平行,所述上轧辊(2)与驱动辊(21)的轴心连线与钢带(12)形成的平面垂直,所述上轧辊(2)与钢带(12)的距离需要和铸造板坯(11)的厚度一致。
7.根据权利要求1所述一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,该铸造装置还包括电机(7)、减速箱(6)、传动轴(5),所述上轧辊(2)和驱动辊(21)由电机(7)驱动,所述电机(7)主轴连接减速箱(6),所述减速箱(6)连接传动轴(5),传动轴(5)与两辊连接,在电机(7)的驱动下,上轧辊(2)和驱动辊(21)朝相反的方向转动,驱动辊(21)带动钢带(12)从较高的一端向较低的一端运动。
8.根据权利要求1所述一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,冷却***包括风冷***或淋浴冷***或水雾冷***,所述冷却***安装在铸造板坯(11)的上方。
9.根据权利要求1所述一种辊-带式连续铸造装置,其特征在于,所述挡块包括由钢块组成的柔性钢块链条(13)或钢环(3),所述柔性钢块链条(13)围绕钢带(12)放置在两边,钢带(12)运动时带动柔性钢块链条(13)同步运动,所述柔性钢块链条(13)的钢块厚度与铸造板坯(11)的厚度相同,上轧辊面与钢带面及两边柔性钢块链条的侧面,完整形成一个铸造型腔;
所述钢环(3)的内径与上轧辊(2)直径相同,钢环(3)的厚度与铸造板坯(11)的厚度相同,将钢环(3)安装在上轧辊(2)的两侧,上轧辊面与钢带面及两边钢环的侧面,完整形成一个铸造型腔。
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CN201922089856.1U CN211331236U (zh) | 2019-11-28 | 2019-11-28 | 一种辊-带式连续铸造装置 |
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CN (1) | CN211331236U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110744022A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-04 | 沈阳航空航天大学 | 一种辊-带式连续铸造装置及铸造工艺 |
CN113210425A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-08-06 | 兴化市广福金属制品有限公司 | 一种不锈钢带材连轧连铸设备 |
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2019
- 2019-11-28 CN CN201922089856.1U patent/CN211331236U/zh active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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