CN102189102B - 一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，步骤为：二辊轧机带载压下；设定目标厚度，实时反馈厚度值并检测油压、换算轧制力是否超限，若轧制力未超限，稳定轧制至轧制结束；若轧制力超限，调整并重新判断轧制力；若在轧制过程中，目标厚度改变，轧机过程机计算变化厚度差，调整二辊轧机的辊缝达到目标厚度，并重新判断轧制力是否超限。本发明的方法还可以通过改变轧制信号从而改变轧制的目标厚度，轧制楔形坯。因此通过本发明，不仅可以更好的改善连铸坯的质量，轧制连铸坯和楔形坯，同时减少工序时间，提高产量，而且设备结构简单、投资小、控制简单、可靠性高，并能大幅节能，因而具备良好的推广及应用前景。

Description

一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及液芯轧制连铸坯、楔形坯的调厚工艺，尤其涉及一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法。

背景技术

目前，公知的板坯连铸机调厚工艺有辊式轻压下和锻式轻压下。辊压式轻压下是在连铸机的二冷段、三冷段采用一系列小夹送辊对连铸坯厚度进行调节；锻式轻压下是在连铸机末端加设一台锻压机，采用多次小压下的方式，以较高的频率锻轧铸坯。轻压下技术的采用，理论上可以有效地改善了铸坯中心的质量，降低中心偏析与中心疏松；并且有利于结晶器与铸坯的厚度匹配，扩大了结晶器厚度的可选择范围；另外，还有节省能源，缩短工艺流程等作用。但是目前，虽然液芯压下技术在解决结晶器与轧机厚度匹配方面比较成功，但在改善连铸坯组织、解决宏观偏析、减小铸造应力方面还没有应有的效果。并且上述工艺总体设备投资较大，设备结构复杂、控制难度高、稳定性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，克服现有的板坯连铸机调厚工艺投资大、设备结构复杂、控制难度高，改善连铸坯质量效果有限等不足，不仅能实现提高连铸坯质量和在线动态厚度调节的目的，而且因连铸坯完全凝固前有大量预热，免除轧制前的再加热，因而能显著节约轧制能耗，大幅节能。

本发明的技术方案如下：一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，在板坯连铸机水平段凝固末端设置一架大辊径的二辊轧机，对连铸坯进行单道次大压下量液芯轧制，从而去除中心疏松和偏析、内裂纹等，改善连铸坯质量，细化内部组织；同时采用全液压动态压下调整辊缝，可按后续工艺要求将同一厚度规格连铸坯直接轧成各种厚度规格的连铸坯产品，实现连铸坯厚度在线可调可控，减少更换结晶器，提高水口寿命，提高工作效率。

本发明的目的是这样实现的：一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，包括以下步骤：

步骤1)：提升辊道抬升装置至辊面与二辊轧机的下辊面平齐，铸坯进入二辊轧机，轧辊预热，机前高温计反馈连铸坯表面温度达到预设定的轧制温度后，二辊轧机带载压下；

通过调节连铸机二冷段的冷却强度来调整连铸坯的凝固速度，以保证连铸坯在进入二辊轧机时有按照工艺模型设定的液芯厚度，液芯厚度为5mm-30mm；

带液芯的连铸坯在经过二辊轧机单道次大压下量轧制到目标厚度后，完全凝固；并且轧制时，连铸坯在机前摆动辊道和二辊轧机之间根据秒流量原则采用差速轧制策略，即轧机轧制速度略低于机前夹送辊速度，使得机前坯料处于微堆钢状态，使得连铸坯轧制时处于三向压应力状态，避免机前坯料受张力而加大内裂纹和偏析扩散，从而显著提高连铸坯质量；

当连铸坯到达轧机前时，二辊轧机开口度摆至能使引锭杆通过高度，机前摆动辊道在抬升液压缸的作用下，绕着支点向上摆动，脱离固定支撑座，直至机前摆动辊道辊面与二辊轧机的下辊辊面在同一平面时停止。此时，引锭杆便顺利通过二辊轧机，进入与轧机下辊辊面标高相同机后运输辊道，至此完成引锭杆喂入二辊轧机工序；

在连铸坯引锭杆顺利通过二辊轧机一定距离后，此时，上辊和下辊已利用引锭杆和连铸坯头部低温段的热量完成烫辊；

完成上下辊的烫辊后，机前高温计反馈的连铸坯表面温度达到预设定的允许轧制温度后，二辊轧机的上辊在长行程压下液压缸的作用下，开始以设定压下速度带载压下；

步骤2)：压下到目标厚度，同时同步下降辊道抬升装置，并通过油压传感器实时检测轧制力是否超限，若轧制力未超限，进入步骤3)，若轧制力超限，进入步骤4)；

步骤3)：根据设定轧制曲线稳定轧制，同时油压传感器实时检测轧制力是否超限，若轧制力超限，进入步骤4)，若轧制力未超限，继续轧制，若轧机在轧制完成后接收到变厚度指令，则进入步骤5)，若轧机在轧制完成后未接收到变厚度指令，则进入步骤6)；

步骤4)：压下液压缸立即快速卸载，并进行调整至轧制力未超限，返回步骤3)；

在开始轧制阶段，不会出现轧制力超限情况，当轧制经过一定的时间后，需要通过压下液压缸内位移传感器实时反馈辊缝(即连铸坯产品出口厚度)，并通过油压传感器实时检测油压并换算来判断轧制力是否超限，在轧制力未超限的前提下，直至压下到目标厚度，完成该规格连铸坯产品轧制，之后进入轧制的稳定阶段；

在此过程中，机前摆动辊道在抬升液压缸的作用下，绕着摆动支点按照上辊压下速度通过比例换算同步向下摆动，逐渐回落到固定支撑座，抬升液压缸处于卸荷状态；

轧制过程中，一旦油压传感器实时检测轧制力超限，压下液压缸立即快卸以保证二辊轧机设备安全，经过一段调整时间后(调整时间为该连铸坯产品定尺长度运行时间的倍数，以保证该段未进行大压下的连铸坯可按照厚规格产品进行定尺切割)，便可按照前述流程重新开始压下；

步骤5)：轧机过程机计算变化厚度差，调整二辊轧机的辊缝达到目标厚度，返回步骤2)；

步骤6)：轧制结束。在稳定轧制的过程中，上辊在压下液压缸作用下压下至目标厚度，抬升液压缸处于卸荷状态，轧制便进入稳定阶段。此时，通过工厂调度系统向二辊轧机发出变厚度指令后，轧机过程机计算当前产品厚度与待轧产品厚度差，通过调整压下液压缸行程对二辊轧机辊缝进行动态设定，直至位移传感器检测辊缝已达目标厚度，进入稳定轧制。在此过程中，机前摆动辊道也需按照前述方法同步摆动，以保证连铸坯对称进入二辊轧机，同时减小机前辊道压力，提高其轴承使用寿命。

优选地，所述步骤1)中的二辊轧机(1)带载压下为全液压带载压下，液芯厚度为5mm-30mm。。

优选地，所述步骤4)中调整轧制力时设定一调整时间，该调整时间为所述连铸坯定尺长度运行时间的1-2倍。

优选地，所述步骤6)中二辊轧机的辊缝通过调整压下液压缸的行程动态设定，并利用位移传感器检测辊缝的大小。

优选地，所述轧辊预热是利用引锭杆和连铸坯头部低温段的热量完成。

优选地，所述二辊轧机采用单道次辊式大压下量液芯轧制，压下量为20％-40％。

优选地，所述步骤3)中的设定轧制曲线包括定厚度坯轧制曲线和楔形坯轧制曲线。

优选地，所述设定曲线为楔形坯轧制曲线时，其目标厚度曲线应在连铸坯品质保证压下量曲线之下。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：

1)使用本发明，可以更好地改善连铸坯内在质量，连铸坯完全凝固前有大量预热，免除轧制前的再加热，且液芯部分变形抗力远小于完全凝固是变形抗力，因而能显著节约轧制能耗，大幅节能。

2)使用本发明，可以利用单一规格结晶器生产多厚度规格连铸坯产品，并可实现在线调整厚度规格。

3)使用本发明，可生产特定要求的楔形坯产品。

4)使用本发明，可以使用大内腔结晶器匹配薄规格连铸坯，从而有利倾入式水口插入，提高水口和结晶器寿命，减轻结晶器内钢水流动冲击，促进保护渣液渣层形成，降低叫住操作难度，减少工序时间，大大提高产量。

5)使用本发明，由于采用普通二辊轧机，设备结构简单，投资小，且控制系统简单，可靠性高。

附图说明

以下结合附图和具体实施例来对本发明作进一步说明。

图1本发明的工艺流程图。

图2本发明的控制工艺曲线。

图中：

1-二辊轧机        2-压下液压缸       3-位移传感器

4-油压传感器      5-垫片             6-下辊

7-上辊            8-机前摆动辊道     9-固定支撑座

10-抬升液压缸     11-摆动支点        12-机后输送辊

13-机前高温计        14-结晶辊            15-连铸机

16-轧机辊缝          17-轧制力            18-轧制中心线

19-目标厚度          20-连铸坯入口厚度    21-引锭杆

22-头部低温连铸坯段  23-带载压下曲线      24-连铸坯运行方向

25-楔形坯轧制曲线    26-连铸坯品质保证压下量曲线

A-引锭板通过阶段     B-头部连铸坯通过阶段 C-带载压下阶段

D-稳定轧制阶段       E-连铸坯品质轧制阶段 F-楔形坯轧制阶段一

G-楔形坯轧制阶段二

具体实施方式

实施例1

如图1所示，钢水浇注入，经过结晶器14和连铸机15的扇形段和水平段，通过调节连铸机15二冷段的冷却强度来调整连铸坯的凝固速度，以保证连铸坯在进入二辊轧机1时有按照工艺模型设定的液芯厚度。

带液芯的连铸坯在经过二辊轧机1单道次大压下量轧制到目标厚度后，完全凝固；并且轧制时，连铸坯在机前摆动辊道8和二辊轧机1之间根据秒流量原则采用差速轧制策略，使得连铸坯轧制时处于三向压应力状态，从而显著提高连铸坯质量。

准备轧制阶段：当连铸坯到达轧机前，二辊轧机开口度摆至能使引锭杆通过高度，机前摆动辊道8在抬升液压缸10的作用下，绕着支点11向上摆动，脱离固定支撑座9，直至机前摆动辊道8辊面与二辊轧机1的下辊6辊面在同一平面时停止。此时，引锭杆便顺利通过二辊轧机1，进入与轧机下辊6辊面标高相同机后输送辊道12，至此完成引锭杆喂入二辊轧机1工序。

开始轧制阶段：在连铸坯引锭杆顺利通过轧机后一定距离后，此时二辊轧机1的上辊7和下辊6已利用引锭杆和连铸坯头部低温段的热量完成烫辊。当机前高温计13反馈的连铸坯表面温度达到预设定的允许轧制温度时，二辊轧机1的上辊7在压下液压缸2的作用下，开始以设定压下速度带载压下，通过压下液压缸2内位移传感器3实时反馈辊缝，并通过油压传感器4实时检测油压并换算判断轧制力是否超限，在轧制力未超限的前提下，直至压下到目标厚度，完成该规格连铸坯产品轧制，之后进入轧制的稳定阶段。

在此过程中，机前摆动辊道8在抬升液压缸10的作用下，绕着摆动支点11按照上辊7压下速度通过比例换算同步向下摆动，逐渐回落到固定支撑座9上，抬升液压缸10处于卸荷状态。

轧制过程中，一旦油压传感器4实时检测轧制力超限，压下液压缸2立即快卸以保证二辊轧机1设备安全。经过一倍定尺长度连铸坯通过轧机时间的调整后便可按照前述流程重新开始压下。

稳定轧制阶段：上辊7在压下液压缸2作用下压下至目标厚度，抬升液压缸10处于卸荷状态，轧制便进入稳定阶段。此时，通过工厂调度系统向二辊轧机1发出变厚度指定后，轧机过程机计算当前产品厚度与待轧产品厚度差，通过调整压下液压缸2行程对二辊轧机1辊缝进行动态设定，直至位移传感器3检测辊缝已达目标厚度，进入稳定轧制。在此过程中，机前摆动辊道8也需按照前述方法同步摆动，以保证连铸坯对称进入二辊轧机1。

实施例2

如图2所示，该图为某一规格常规连铸坯产品轧制过程，如图所示，连铸坯的轧制轧制也可以分为：引锭杆通过阶段A、头部低温连铸坯通过阶段B个阶段、带载压下阶段C和稳定阶段即为稳定轧制阶段D四个阶段。

在连铸机发出出坯信号后，在引锭杆通过阶段A和头部低温连铸坯通过阶段B过程中，轧机辊缝16摆至连铸坯入口厚度20加10毫米位置，待引锭杆21和头部低温连铸坯段22通过轧机后，进入带载压下阶段C。

此时，上辊6和下辊7已经利用引锭杆和连铸坯头部低温段的热量完成烫辊(预热)工艺，上辊按照设定带载压下速度沿着带载压下曲线23下压，在轧制力17未超限前提下，直至压到目标厚度19，此后进入稳定轧制阶段D。若在带载压下阶段C，当轧机辊缝16未达到目标厚度19，而轧制力17提前达到设定上限值时，为了保证轧机设备安全，便开始以此时辊缝值为新的目标厚度锁定辊缝，进入稳定轧制阶段D。在稳定轧制阶段D，轧机按照锁定辊缝进行连续稳态轧制，直至接到下一次动态调整辊缝信号。

若在稳定轧制阶段D中，轧制力17超限，轧机压下液压缸便开始快卸。经过一倍或两倍定尺长度连铸坯通过轧机时间的调整后，重新进入带载压下阶段C和稳定轧制阶段D。

稳定轧制阶段D若是得到变厚度轧制信号，轧机过程机计算当前辊缝16与待轧产品厚度差，通过调整压下液压缸行程对轧机辊缝16进行动态设定，直至位移传感器检测辊缝已达新的目标辊缝后，至此完成动态调整辊缝过程，重新进入新产品的稳定轧制阶段D。

楔形坯轧制工艺：按照前述工序方式，完成引锭杆通过阶段A和头部低温连铸坯通过阶段B后，开始带载压下，完成连铸坯品质轧制阶段E，使压下量不小于连铸坯品质保证压下量曲线连铸坯品质保证压下量26，之后便沿着楔形坯轧制曲线25开始进入楔形坯轧制阶段，即当完成连铸坯品质轧制阶段E后，目标厚度改变，如图2的楔形坯轧制阶段F所示，二辊轧机1按照该段线型中的值不断改变目标厚度，按本发明的方法，计算厚度差，实时反馈辊缝，检测油压，判断轧制力是否超限，并通过调整压下液压缸行程对轧机辊缝16进行动态设定，直至完成该段线型的轧制。同理，在完成连铸坯品质轧制阶段F后，可按相同的方法完成连铸坯品质轧制阶段G，实现楔形坯的轧制。

楔形坯轧制阶段一F和楔形坯轧制阶段二G为对称轧制阶段，目的是提高金属收得率，同时简化液压缸控制，提高生产效率。之后便沿着楔形坯轧制曲线25重复进行新的楔形坯轧制阶段一F和楔形坯轧制阶段二G直至轧制结束。

楔形坯切割在楔形坯轧制曲线25波峰、波谷位置进行。楔形坯轧制曲线25按照订单要求、楔形坯尺寸和拉坯速度综合确定，制定生产计划时，通过控制入口连铸坯厚度20来确保连铸坯品质保证压下量曲线26线在楔形坯轧制曲线25之上，从而确保楔形坯有良好内在质量。

综上所述，本发明由于采用大压下量不仅对连铸坯的凝固末端适用性好，可以更好的改善连铸坯的质量，更好的轧制连铸坯和楔形坯，减少工序时间，大大提高产量，投资小且控制系统简单，可靠性高，并可以大幅节能，因而具备良好的推广及应用前景。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1）：提升辊道抬升装置至辊面与二辊轧机（1）的下辊面平齐，铸坯进入二辊轧机（1），轧辊预热，机前高温计（13）反馈连铸坯表面温度达到预设定的轧制温度后，二辊轧机（1）带载压下；

步骤2）：压下到目标厚度，同时同步下降辊道抬升装置，并通过油压传感器（4）实时检测轧制力是否超限，若轧制力未超限，进入步骤3），若轧制力超限，进入步骤4）；

步骤3）：根据设定轧制曲线稳定轧制，同时油压传感器（4）实时检测轧制力是否超限，若轧制力超限，进入步骤4），若轧制力未超限，继续轧制，若轧机在轧制完成后接收到变厚度指令，则进入步骤5），若轧机在轧制完成后未接收到变厚度指令，则进入步骤6）；

步骤4）：压下液压缸（2）立即快速卸载，并进行调整至轧制力未超限，返回步骤3）；

步骤5）：轧机过程机计算变化厚度差，调整二辊轧机（1）的辊缝达到目标厚度，返回步骤2）；

步骤6）：轧制结束。

2.如权利要求1所述的连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其特征在于：

所述步骤1）中的二辊轧机（1）带载压下为全液压带载压下，液芯厚度为5mm-30mm。

3.如权利要求1所述的连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其特征在于：

所述步骤4）中调整轧制力时设定一调整时间，该调整时间为所述连铸坯定尺长度运行时间的1-2倍。

4.如权利要求1所述的连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其特征在于：所述步骤5）二辊轧机（1）的辊缝通过调整压下液压缸（2）的行程动态调节，并利用位移传感器（3）检测辊缝的大小。

5.如权利要求1所述的连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其特征在于：所述轧辊预热是利用引锭杆和连铸坯头部低温段的热量完成。

6.如权利要求1所述的连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其特征在于：所述二辊轧机（1）采用单道次辊式大压下量液芯轧制，压下量为20%-40%。

7.如权利要求1所述的连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其特征在于：所述步骤3）中的设定轧制曲线包括定厚度坯轧制曲线或楔形坯轧制曲线。

8.如权利要求7所述的连铸机在线调厚辊式大压下液芯轧制方法，其特征在于：所述设定曲线为楔形坯轧制曲线时，其目标厚度小于连铸坯品质保证压下量。

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