專利名稱：可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙輥鑄軋機，更具體的是，涉及一種可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥 鑄軋機。它可以在金屬，尤其是在鋁及鋁合金板坯的連續(xù)鑄軋生產(chǎn)中大范圍的調(diào) 節(jié)輥縫。
背景技術(shù)：
在鋁及鋁合金板坯的連續(xù)鑄軋生產(chǎn)中，輥縫是一個重要的工藝參數(shù)，它決定 了鑄軋板坯的厚度，然而從雙輥鑄軋機誕生那天起輥縫就無法任意調(diào)節(jié)，這不僅 使鑄軋機在生產(chǎn)過程屮無法調(diào)節(jié)板厚及板形，更重要的是，它使輥縫這一重要參 數(shù)無法進行動態(tài)控制，限制了與其它參數(shù)之間的優(yōu)化，使產(chǎn)能和效率不能更好的 發(fā)揮，并降低了板材的控制精度。
圖l是當(dāng)前廣泛流行的雙輥鑄軋機示意圖，其供料嘴是封閉式的，生產(chǎn)之前 供料嘴與軋輥間的安裝位置及輥縫事先調(diào)整好，鑄軋過程中供料嘴安裝位置及輥 縫大小只能做微小的調(diào)整。增大輥縫可增加板厚，同時，輥嘴間隙也隨之增大， 當(dāng)輥嘴間隙達到一定程度，而超出鋁液的表面張力極限后，鋁水將從輥嘴間流出， 使生產(chǎn)中斷。減小輥縫可使板厚減薄，輥縫過調(diào)，將會出現(xiàn)軋嘴現(xiàn)象，也將使生 產(chǎn)中斷。這就從工藝和設(shè)備兩個方面，限制了鑄軋機輥縫的任意調(diào)節(jié)。
2001年日本大阪工學(xué)院學(xué)者T.Haga和德國柏林工業(yè)大學(xué)學(xué)者S.Suzuki在實 驗室獲得了一種稱為MDTRC(Melt Drag Twin Roll Caster)的快速鑄軋法，"Haga T Suzuki S . Journal of Materials Processing Technology, 2001; 113: 291 295 "。 其鑄軋速度達到20 120m/min，鑄軋帶坯厚度為2 3mm。圖2是MDTRC鑄 軋機的原理圖，上輥稱為成形輥，下輥稱為凝固輥，80%的帶材厚度由下輥凝固， 上輥凝固那些半固體層，并對其進行壓縮變形，它的軋制力較傳統(tǒng)的鑄軋機要小，
并且上下鑄軋輥中心連線與垂線之間有5。 20°的傾角。它的供料嘴采用了開
放式結(jié)構(gòu)，這為輥縫大范圍的調(diào)節(jié)提供丫可能，但MDTRC法軋制力小，鑄坯的變 形量也小，限制了輥縫的調(diào)節(jié)范圍。鑄坯厚度小，進一步限制了輥縫的調(diào)節(jié)范圍， 以至于失去了調(diào)節(jié)的意義，因此，它并沒有研究輥縫的任意調(diào)節(jié)問題。
中國專利
公開日2008年8月13日，公開號CN 101239358A公布了一種"雙 輥鑄軋一熱連軋方法及設(shè)備"，它的雙輥鑄軋機是(a)上下鑄軋輥之間是偏心 的；(b)上輥直徑小于下輥直徑，上輥為成形輥，下輥為凝固輥；(C)上輥直徑 與傳統(tǒng)鑄軋機輥徑相同時，其軋制力也相同；(d)供料嘴的傾角可以配合偏心量、 輥徑差的大小在O。 + 19°或0° _19°的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，由它可以生產(chǎn) 出較厚的鑄軋板坯。圖3是其雙輥鑄軋機部分的原理圖，較大的板厚及軋制力為 輥縫的大范圍調(diào)節(jié)提供了條件，但封閉式供料嘴又限制了輥縫的任意調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有雙輥鑄軋機輥縫無法任意調(diào)節(jié)的缺陷，采用一對新 型的鑄軋輥及供料嘴，配和比例伺服壓下油缸對輥縫進行在線調(diào)節(jié)，來生產(chǎn)鋁及
鋁合金板坯。使用本發(fā)明可有效的解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的雙輥鑄軋機輥縫無法 大范圍調(diào)節(jié)、生產(chǎn)過程中板厚及板形調(diào)節(jié)困難、無法在線變更產(chǎn)品厚度規(guī)格、輥 縫與其它主要力能參數(shù)間無法進行動態(tài)優(yōu)化、板材的控制精度低等缺陷。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明給出了一種可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機， 它主要包括前箱、供料嘴、鑄軋輥、軸承箱、機架、壓下油缸、軋輥潤滑機構(gòu) 及主傳動裝置。它可以在金屬，尤其是在鋁或鋁合金板坯的連續(xù)鑄軋生產(chǎn)中任意 調(diào)節(jié)輥縫。所述的雙輥鑄軋機，輥縫可通過壓下油缸大范圍的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在
0.01 50mm之間；所述的雙輥鑄軋機，上輥較下輥短，上輥可按板坯的寬度規(guī) 格做成不同的長度尺寸，上輥較下輥每邊至少短8mm;所述的雙輥鑄軋機，供 料嘴是半開放式的。
所述的雙輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，它主要由供料嘴本體、下嘴板、 上嘴板、兩個側(cè)板及一個拉桿等構(gòu)成，下嘴板固定在供料嘴本體上，側(cè)板的一端 固定在供料嘴本體上，另一端與拉桿相連。上嘴板可以是一塊主板，也可由 -塊 主板加一塊或一塊以上的付板構(gòu)成。主板固定或安放在供料嘴本體上，付板安放 在側(cè)板上；所述的雙輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，供料嘴下嘴板的前端面與 下輥面接觸，上嘴板前端面與上輥面有一定的間隙，并且間隙量可調(diào)；所述的雙 輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，供料嘴上嘴板的主板上裝有加熱器；所述的雙 輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，供料嘴本體上帶有一組電磁感應(yīng)線圈；所述的 雙輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，其側(cè)板的下弧面與下輥面接觸、前端內(nèi)側(cè)面 與上輥側(cè)面接觸，兩個側(cè)板之間由一個可調(diào)節(jié)側(cè)板寬度的拉桿連接；所述的雙輥 鑄軋機，供料嘴是半開放式的，內(nèi)部容腔較大，容腔深度大于輥縫的最大調(diào)節(jié)量， 生產(chǎn)中金屬的液面可沒過上輥的下輥面；所述的雙輥鑄軋機，供料嘴是半開放式 的，內(nèi)部容腔較大，容腔內(nèi)可以有一個或二個以上的穩(wěn)流塊，穩(wěn)流塊與穩(wěn)流塊之 間和穩(wěn)流塊與供料嘴內(nèi)壁之間的流道上可設(shè)置陶瓷過濾板；所述的雙輥鑄軋機， 供料嘴是半開放式的，內(nèi)部容腔較大，并通有0.001 0.005MPa的惰性氣體，氣 體可通到金屬液的上表面，也可以通到金屬液的內(nèi)部；所述的雙輥鑄軋機，供料 嘴是半開放式的，內(nèi)部容腔較大，并通有0.001 0.005MPa的惰性氣體。進入供 料嘴內(nèi)部的通氣管可以是一個或多個，并且每個通氣管深入到供料嘴內(nèi)部的長度 可調(diào)。
本發(fā)明提供了一種可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，生產(chǎn)中輥縫可通過壓下油 缸在0.01 50mm的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，使板厚與軋制力、軋制力矩、軋制速度等 主要力能參數(shù)之間進行動態(tài)優(yōu)化，從而提高產(chǎn)量，降低能耗，并提高產(chǎn)品的厚度
及板形精度。使用本發(fā)明還可以在生產(chǎn)屮改變產(chǎn)品的厚度規(guī)格，提高生產(chǎn)的靈活 性，進而降低生產(chǎn)成本。


附圖1是當(dāng)前廣泛流行的雙輥鑄軋機示意附圖2是日本學(xué)者T.Haga和德國學(xué)者S.Suzuki在實驗室獲得的一種稱之為 MDTRC鑄軋機的原理附圖3是中國專利公開號CN 101239358A公布的一種"雙輥鑄軋一熱連軋 方法及設(shè)備"，中雙輥鑄軋機部分的示意附圖4是本發(fā)明可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機示意附圖5是附圖4中沿A—A線的剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一歩的說明。
附圖4和附圖5是本發(fā)明可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機示意圖，它主要由 前箱(1)、供料嘴本體(2)、下鑄軋輥(3)、軋輥潤滑機構(gòu)和夾送輥(4)、上鑄 軋輥(5)、壓下油缸(6)、側(cè)板(7)、拉桿(8)、上嘴板(9)、通氣管(10)、 穩(wěn)流塊(11)、陶瓷過濾板(12)、下嘴板(13)等構(gòu)成。
附圖4和附圖5的發(fā)明中，供料嘴是半開放式的，它由供料嘴本體、側(cè)板、 拉桿、上嘴板及下嘴板等構(gòu)成。下嘴板固定在供料嘴本體上，側(cè)板的一端固定在 供料嘴本體上，另一端與拉桿相連，側(cè)板由金屬制作，最好由銅制作。上嘴板可 以是一塊主板，也可由一塊主板加一塊或一塊以上的付板構(gòu)成，主板固定或安放 在供料嘴本體上，付板安放在側(cè)板上。主板內(nèi)側(cè)裝有加熱器，加熱器可以是遠紅 外線輻射板或電阻絲。供料嘴本體的外側(cè)，沿寬度方向可安裝一組電磁感應(yīng)線圈。 供料嘴內(nèi)部容腔較大，其深度大于輥縫的最大調(diào)節(jié)量，最佳深度在60 100mm
之間。容腔內(nèi)可以有一個或一個以上的穩(wěn)流塊，穩(wěn)流塊俯視圖的形狀是水滴形， 穩(wěn)流塊的頂部可與上嘴板的主板接觸，也可以有 一定的間隙，若采用多個穩(wěn)流塊，
則穩(wěn)流塊和穩(wěn)流塊、穩(wěn)流塊和側(cè)板內(nèi)壁之間的流道寬度應(yīng)》150mm。流道上可 設(shè)置陶瓷過濾板，上嘴板的主板與流道相對應(yīng)的位置上可開有長孔，陶瓷過濾板 由長孔插在流道上。 .
附圖4和附圖5的雙輥鑄軋機，上輥較下輥短，上輥可按板坯的寬度規(guī)格做 成不同的長度尺寸，上輥較下輥每邊至少短8mm，最好短20 30mm。所述的 雙輥鑄軋機，輥縫可通過壓下油缸大范圍的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在0.01 50mm之間。 鑄軋機壓下油缸的行程通常在80mm左右，生產(chǎn)前，根據(jù)所要生產(chǎn)的板坯厚度 輥縫需要大范圍的調(diào)節(jié)，俗稱擺輥縫。生產(chǎn)中，需要改變板坯的厚度規(guī)格時，則 需要對輥縫進行大范圍的在線調(diào)節(jié)?，F(xiàn)代化鑄軋機，普遍采用了計算機技術(shù)，生 產(chǎn)時，通過計算機可對鑄軋機的主參數(shù)進行優(yōu)化，進而調(diào)節(jié)輥縫。鑄軋過程中為 了克服各種擾動量對板坯帶來的誤差，輥縫需要不斷的進行在線調(diào)節(jié)，由此可知， 本發(fā)明所述的雙輥鑄軋機輥縫主要有四種調(diào)節(jié)形態(tài)(a)擺輥縫調(diào)節(jié)；(b)生產(chǎn) 中改變板坯厚度時的調(diào)節(jié)；(C)主參數(shù)進行優(yōu)化時的調(diào)節(jié)；(d)鑄軋過稈中的誤
差調(diào)節(jié)。前兩者輥縫的調(diào)節(jié)量較大，最佳^^il0 40 mm之間，后兩者輥縫的 調(diào)節(jié)量較小，通常在0.01 0.5mm之間。
附圖4中的H是初始輥縫狀態(tài)下生產(chǎn)的板厚值，&是減小輥縫后生產(chǎn)的板厚 值，H2是增大輥縫后生產(chǎn)的板厚值，AH是板厚值的變動量；
△H=H— △H= I H—H2 I △H的最大值應(yīng)小于35 mm，最佳值在10 20 mm之間。 在附圖4和附圖5所示的優(yōu)選實施例中，以650/ * 850X 1600mm規(guī)格的鑄
軋機為例；
生產(chǎn)前將鑄軋區(qū)長度設(shè)定在200mm左右，供料嘴傾角調(diào)整在6。 12°之 間，輥縫控制在20mm左右(小于預(yù)生產(chǎn)板厚值1 2mm)，下嘴板前端的整個 弧面與下輥面接觸。上嘴板前端面與上輥面有一定的間隙，生產(chǎn)過程中間隙應(yīng)始 終保持在5 12mm之間，側(cè)板前端的下弧面與下輥面接觸、前端內(nèi)側(cè)面與上輥 側(cè)面接觸，側(cè)板前端的上弧面與上輥側(cè)面重疊，輥縫20mm時兩者的重疊量為 25 45mm。兩個側(cè)板之間由一個可調(diào)節(jié)側(cè)板寬度的拉桿連接，調(diào)節(jié)拉桿兩側(cè)的 螺母，使側(cè)板寬度與上輥面寬度一致，并確保其滑動靈活。靜止?fàn)t內(nèi)的金屬鋁或 鋁合金熔體溫度保持在710°C 720°C，鑄軋輥冷卻水壓力在0.3 0.5MPa之間、 溫度小于28°C、流量應(yīng)在100t/h左右，鑄軋機輥面線速度調(diào)至2.6m/min左右。
生產(chǎn)時前箱熔體液面與供料嘴液面的高度差控制在20 30mm之間、溫度 控制在68(TC 71(TC之間，供料嘴液面應(yīng)沒過上輥的下輥面，輥縫20mm時， 沒過的深度在20 35 mm之間。為使上嘴板與上輥面間隙始終保持在5 12 mm 之間，輥縫增大時，可通過增加上嘴板條數(shù)來補償輥、嘴間隙，輥縫減小時，則 可通過減少上嘴板的條數(shù)來滿足輥、嘴間隙的需求。由上嘴板進入供料嘴內(nèi)部的 通氣管可以是多個，并且每個通氣管深入到供料嘴內(nèi)部的長度可調(diào)，當(dāng)通氣管在 熔體的液面上面時，惰性氣體以0.001 0.005MPa的壓力充滿供料嘴內(nèi)腔，當(dāng)通 氣管在熔體的液面下面時，惰性氣體起到了除氣、凈化熔體的作用，此時，通氣 管的下游需設(shè)置陶瓷過濾板。
本發(fā)明是在中國專利公開號CN 101239358A公布的一種"雙輥鑄軋一熱連 軋方法及設(shè)備"發(fā)明的基礎(chǔ)上，作出的進一步改進。公開號CN 101239358A公 布的發(fā)明核心是針對現(xiàn)有雙輥鑄軋機冷卻區(qū)域長度和冷卻強度有限的缺陷，給 出的一種顯著增大鑄軋區(qū)長度，提高冷卻強度的方法，它是通過設(shè)計一種偏心
異徑雙輥鑄軋機，并配合鑄嘴傾角可調(diào)機構(gòu)而實現(xiàn)的。該方法可以生產(chǎn)出較厚的
板坯，并鑄軋固液兩相線溫差大于45。C的鋁合金帶材。它可將傳統(tǒng)鑄軋機的鑄 軋區(qū)長度加大1.8 4.0倍，輥縫加大1.5 2.5倍，鑄軋速度提高L5 3.0倍。本 發(fā)明結(jié)合上述發(fā)明的優(yōu)點，提供一種上輥短于下輥、半開放式供料嘴、輥縫可 通過壓下油缸在0.01 50mm的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)的鑄軋機，它有效的解決了現(xiàn)有 鑄軋機存在的輥縫無法大范圍調(diào)節(jié)、生產(chǎn)過程中板厚及板形調(diào)節(jié)困難、無法在 線變更板坯的厚度規(guī)格、輥縫與其它力能參數(shù)無法進行動態(tài)優(yōu)化、板材的控制精 度低等缺陷。使用本發(fā)明，生產(chǎn)時供料嘴內(nèi)部的金屬液面可以沒過上輥的下輥面， 加大了鑄軋機的冷卻面積，提高了冷卻強度，進而提高了鑄軋速度、增加了產(chǎn)量。 輥縫的任意調(diào)節(jié)，提高了板材的控制精度，并可以在生產(chǎn)中任意改變產(chǎn)品的厚度 規(guī)格，提高了生產(chǎn)的靈活性，降低了能耗和生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，主要包括前箱、供料嘴、鑄軋輥、軸承箱、機架、壓下油缸、軋輥潤滑機構(gòu)及主傳動裝置。它可以在金屬，尤其是在鋁或鋁合金板坯的連續(xù)鑄軋生產(chǎn)中任意調(diào)節(jié)輥縫，其特征在于(a)所述的雙輥鑄軋機，輥縫可通過壓下油缸大范圍的調(diào)節(jié)；(b)所述的雙輥鑄軋機，上輥較下輥短；(c)所述的雙輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的。
2. 權(quán)利要求1的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙輥鑄 軋機，輥縫可通過壓下油缸大范圍的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在0.01 50mm之間。
3. 權(quán)利要求1的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙輥鑄 軋機，上輥較下輥短，上輥可按板坯的寬度規(guī)格做成不同的長度尺寸，上輥較 下輥每邊至少短8mm。
4. 權(quán)利要求1的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙輥鑄 軋機，供料嘴是半開放式的，它主要由供料嘴本體、下嘴板、上嘴板、兩個側(cè) 板及一個拉桿等構(gòu)成，下嘴板固定在供料嘴本體上，側(cè)板的一端固定在供料嘴 本體上，另一端與拉桿相連。上嘴板可以是一塊主板，也可由一塊主板加一塊 或一塊以上的付板構(gòu)成，主板固定或安放在供料嘴本體上，付板安放在側(cè)板上。
5. 權(quán)利要求1或4的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙 輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，供料嘴下嘴板的前端面與下輥面接觸，上嘴 板前端面與上輥面有一定的間隙，并且間隙量可調(diào)。
6. 權(quán)利要求1或4的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙 輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，供料嘴上嘴板的主板上裝有加熱器。
7. 權(quán)利要求1或4的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙 輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，供料嘴本體上帶有一組電磁感應(yīng)線圈。
8. 權(quán)利要求1或4的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙 輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，其側(cè)板的下弧面與下輥面接觸、前端內(nèi)側(cè)面 與卜-輥側(cè)面接觸，兩個側(cè)板之間由一個可調(diào)節(jié)側(cè)板寬度的拉桿連接。
9. 權(quán)利要求1或4的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙 輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，內(nèi)部容腔較大，容腔深度大于輥縫的最大調(diào) 節(jié)量，生產(chǎn)中金屬的液面可以沒過上輥的下輥面。
10. 權(quán)利要求1、 4或9中任一權(quán)利要求的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，其特征在于所述的雙輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，內(nèi)部容腔較大，容腔內(nèi) 可以有一個或一個以上的穩(wěn)流塊，穩(wěn)流塊與穩(wěn)流塊之間和穩(wěn)流塊與供料嘴內(nèi)壁 之間的流道上可設(shè)置陶瓷過濾板。
11. 權(quán)利要求1、 4、 9或10中任一權(quán)利要求的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機， 其特征在于所述的雙輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，內(nèi)部容腔較大，并通 有0.001 0.005MPa的惰性氣體，氣體可通到金屬液的上表面，也可以通到金屬 液的內(nèi)部。
12. 權(quán)利要求1、 4、 9、 IO或11中任一權(quán)利要求的可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄 軋機，其特征在于所述的雙輥鑄軋機，供料嘴是半開放式的，內(nèi)部容腔較大， 并通有0.001 0.005MPa的惰性氣休。進入供料嘴內(nèi)部的通氣管可以是一個或多 個，并且每個通氣管深入到供料嘴內(nèi)部的長度可調(diào)。
全文摘要
一種可任意調(diào)節(jié)輥縫的雙輥鑄軋機，它可以在鋁及鋁合金板坯的鑄軋生產(chǎn)中大范圍的調(diào)節(jié)輥縫。本發(fā)明提供了一種上輥短于下輥、半開放式供料嘴、輥縫可通過壓下油缸在0.01～50mm的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)的鑄軋機，它有效的解決了現(xiàn)有鑄軋機存在的輥縫無法大范圍調(diào)節(jié)、生產(chǎn)過程中板厚及板形調(diào)節(jié)困難、無法在線變更板坯的厚度規(guī)格、輥縫與其它參數(shù)無法進行動態(tài)優(yōu)化、板材的控制精度低等缺陷。使用本發(fā)明，生產(chǎn)時供料嘴內(nèi)部的金屬液面可以沒過上輥的下輥面，加大了鑄軋機的冷卻面積，提高了冷卻強度，進而提高了鑄軋速度、增加了產(chǎn)量。輥縫的任意調(diào)節(jié)，提高了板材的控制精度，并可以在生產(chǎn)中改變產(chǎn)品的厚度規(guī)格，提高了生產(chǎn)的靈活性，降低了能耗和生產(chǎn)成本。
文檔編號B21B27/02GK101362150SQ20081022204
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者明 張 申請人:明 張