CN211331236U - 一种辊-带式连续铸造装置 - Google Patents

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

一种辊-带式连续铸造装置

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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