CN102407301A - 设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有色合金的连铸设备，提供了一种设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，由过结晶轮轴向的纵向平面将结晶轮划分为第一区域和第二区域，浇铸口位于第一区域上部，拉坯口位于第二区的下部；设置有固定在机架上并由第二区域外侧斜向下延伸至拉坯口位置上方的铸坯支撑机构，引桥高的一端位于结晶轮上方、低的一端位于铸坯支撑机构远离结晶轮一端的上方，输送辊道一端位于结晶轮上方并与引桥高的一端相连、另一端位于结晶轮第一区域的外侧。通过在增设铸坯支撑机构，降低引桥坡度，为拉坯口和引桥之间铸坯提供支撑，能够避免拉坯口和输送辊道之间的铅带在自重作用下变形甚至断裂，适用于铅带尤其是大断面铅带的生产。

Description

设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机

技术领域

本发明涉及有色合金的连铸设备，尤其是一种设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机。

背景技术

电极板栅作为电子集流体，同时起到固定活性物质的作用，是铅酸蓄电池的重要组成部分。铅酸蓄电池的使用过程中，多孔的活性物质会渗透硫酸，导致板栅发生腐蚀，影响板栅的循环使用寿命，进而对蓄电池的耐用性造成重要的影响；同时，电子的传递要求板栅具有良好的导电性，要求在使用过程中板栅的腐蚀产物具有较低的阻抗，尤其是正极板栅。板栅的耐腐蚀性和晶体结构之间存在密切的关系，因此为了改进板栅的晶体结构，以改善板栅的耐腐蚀性能和钝化产物，通常的方法包括加入锑等合金元素以及铸轧工艺的采用。与直接铸造成型的板栅相比，铸轧成型工艺首先铸成铸坯，然后对铸坯压延形成薄铅带，之后通过切口拉伸等工艺最终形成板栅。由于轧制使得铅带的组织更致密、机械强度高，因此所生产的板栅耐穿透腐蚀、循环寿命延长。

铸坯的成型可采用模铸或连铸。铅的模铸采用重力浇铸法，模具的型腔、分型面均沿纵向设置，实施容易，但凝固时间长，生产效率低，铅液大量暴露且位置分散，铅烟污染大。连铸的自动化程度高，铅液仅在结晶轮附近暴露，可通过集中抽风的方式降低铅烟污染，因此污染小。常用的连铸设备主要包括浸铸设备、熔料牵引连铸设备、双辊连铸机、钢带轮式连铸机。

浸铸设备，通过将旋转的冷却成型辊筒浸入熔池中，在成型辊筒表面连续的形成具有一定厚度的金属带。熔料牵引连铸设备，通过中间包和旋转的冷却成型辊筒相配合，中间包熔池中的金属液不间断地在旋转的冷却成型辊筒表面涂覆并形成具有一定厚度的金属带。浸铸设备、熔料牵引连铸设备，在用于制备具有较大厚度的铅带时，由于铅的密度极大，一立方米的铅重约11.3吨，重力会破坏熔化金属在辊筒上的连续性，因此厚度越大成型越困难、厚度均匀性越差，尤其是针对低锑铅合金等凝固区间较宽的铅合金，目前浸铸设备、熔料牵引连铸设备连铸铅带的厚度通常为1mm左右。

双辊连铸机，常用于钢带的铸坯连铸，两辊相对设置，金属液由两辊上方浇入两辊辊缝处形成熔池；随辊的转动，熔池内的金属液经辊的冷却形成连续的坯壳并进入辊下方的冷却辊道；坯壳内未凝固的金属液在冷却辊道进一步冷却，最终形成完整的铸坯。双辊连铸机，坯壳内未凝固的金属液需要在冷却辊道进一步冷却，由于铅质软，坯壳强度低、易变形；且铅密度大，会进一步加剧坯壳的变形。因此为了保证所生产铸坯厚度的均匀性，就需要限制坯壳内未凝固金属液的量，因此铸坯的厚度难以提高，目前双辊连铸机连铸铅带的厚度通常为5mm左右，不超过10mm。

钢带轮式连铸机，包括结晶轮、钢带轮系、无头钢带，钢带通过钢带轮系绷紧并随主动钢带轮的转动而运动，结晶轮自转且外圆柱面上设置有内凹的结晶腔；结晶轮安装于钢带外侧，其部分外圆柱面与钢带外侧面紧贴，并通过钢带封闭该部分的结晶腔形成沿结晶轮周向延伸的型腔；型腔两端，一端为浇铸口、另一端为拉坯口，通过冷却系统对钢带、结晶轮的冷却，由浇铸口注入的金属液在型腔内逐步凝固形成铸坯，随结晶轮、钢带的运动铸坯由拉坯口拉出。由于通过钢带包围结晶腔形成完整的密闭型腔，为铸坯提供了良好的支撑，金属液能自动对凝固收缩进行补液，因此保证了铸坯形状的稳定性；因此，相对于上述的浸铸设备、熔料牵引连铸设备、双辊连铸机，金属液以及凝固过程中的铸坯暴露最少，铅烟污染小、铸坯氧化少，铸坯的断面尺寸仅受钢带支撑能力的限制，能获得更厚的铸坯。

但钢带轮式连铸机，由过结晶轮轴向的纵向平面将结晶轮划分为第一区域和第二区域，浇铸口位于结晶轮第一区域的上部，受上带轮的限制，浇注中间包及其倾注平台位于结晶轮第二区域上方；为了避免和浇铸中间包及中间包的浇铸倾斜平台产生干涉，输送辊道由结晶轮第一区域的外侧延伸至结晶轮上方；而型腔沿结晶轮周向延伸，铸坯绕过结晶轮由第二区域拉出，因此设置有一端高于另一端的弧形引桥，引桥高的一端位于结晶轮上方并与输送辊道相连、低的一端位于结晶轮第二区域的外侧，由引桥和输送辊道构成对铸坯进行输送的铸坯输送机构。采用上述铸坯输送机构时，在拉坯口和输送辊道之间的铸坯向上运动，且部分悬空，受自重影响大。传统的钢带轮式连铸机，主要用于制备线材生产用铝棒、铜棒，铸坯断面小且铝、铜的强度较高，因此拉坯口和输送辊道之间的铸坯不会在自重作用下变形；但铅密度极大且质软，因此拉坯口和输送辊道之间的铸坯在自重作用下极易变形甚至断裂，无法保证生产的顺利进行，尤其是大断面的铅带。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够避免拉坯口和输送辊道之间的铅带在自重作用下变形甚至断裂的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，包括机架、结晶轮、钢带轮系、无头钢带、铸坯输送机构；所述结晶轮的外圆柱面上设置有内凹的结晶腔；所述钢带通过钢带轮系绷紧并绕过结晶轮，通过钢带封闭结晶轮的部分结晶腔构成型腔，所述型腔的一端为浇铸口、另一端为拉坯口；所述铸坯输送机构包括引桥和输送辊道，所述引桥一端高于另一端并构成平滑的输送曲面；由过结晶轮轴向的纵向平面将结晶轮划分为第一区域和第二区域，所述浇铸口位于结晶轮第一区域的上部，所述引桥高的一端位于结晶轮上方、低的一端位于结晶轮第二区域的外侧，所述输送辊道一端位于结晶轮上方并与引桥高的一端相连、另一端位于结晶轮第一区域的外侧；所述拉坯口位于结晶轮第二区域的下部；设置有固定在机架上的铸坯支撑机构，所述铸坯支撑机构由结晶轮第二区域的外侧斜向下延伸至结晶轮的拉坯口位置的上方，由铸坯支撑机构形成平行于结晶轮轴向的铸坯支撑面；所述引桥低的一端位于铸坯支撑机构远离结晶轮一端的上方。

进一步的，所述铸坯支撑面与结晶轮相邻的一端同水平方向的锐角夹角小于或等于60°。进一步的，所述铸坯支撑面与结晶轮相邻的一端位于结晶轮对应位置的外圆柱面的切向平面上。进一步的，所述铸坯支撑面与结晶轮相邻的一端同水平方向的锐角夹角大于或等于30°。

作为一种优选，设置有固定在机架上的用于分离结晶轮和铸坯的第一劈尖和用于分离铸坯和钢带的第二劈尖；所述第一劈尖位于拉坯口的上方及铸坯支撑机构与结晶轮相邻一端的上方，所述第一劈尖的尖端插入结晶轮的结晶腔底部；所示第二劈尖设置在下带轮的上方；由第二劈尖以及结晶轮和下带轮之间的钢带构成铸坯支撑机构。

进一步的，设置有安装在机架上的推板机构；所述推板机构包括翻转体及翻转体的驱动机构，所述翻转体的一端与机架铰接并位于铸坯支撑机构远离结晶轮一端端头的外侧，铰接轴的轴向平行于结晶轮轴向，在驱动机构作用下翻转体绕铰接轴转动。

进一步的，在所述引桥与铸坯支撑机构相邻一端的端头设置有轴向平行于结晶轮轴向的限位辊；在所述翻转体与铸坯支撑机构相邻一端的端头设置有轴向平行于结晶轮轴向的连接托辊，所述翻转体通过连接托辊的托辊轴与机架铰接；所述连接托辊与限位辊相邻且两者之间的辊缝宽度和铸坯厚度相适应。

进一步的，所述翻转体由翻转体支架及安装在翻转体支架一组支撑托辊构成，各支撑托辊的轴向均平行于连接托辊轴向；所述驱动机构由一端与机架铰接、另一端与翻转体支架铰接的直线驱动机构构成。

进一步的，由翻转体形成的铸坯翻转面为平滑的曲面；对应翻转体由下至上翻转的极限位置，由翻转体形成的铸坯翻转面和引桥的输送曲面之间形成宽度与铸坯厚度相适应的间隙。

本发明的有益效果是：通过在拉坯口和引桥之间增设铸坯支撑机构，使得引桥低的一端外移，从而降低了引桥的坡度，因此能够增强引桥对其上铸坯的支撑能力；其次，通过铸坯支撑机构对拉坯口和引桥之间的铸坯形成良好的支撑，能够避免铸坯悬空；其三，通过铸坯支撑机构在开浇时对铸坯的坯头进行临时支撑，能够方便通过人工或设备将坯头转移至引桥及输送辊道上，因此能够避免拉坯口和输送辊道之间的铅带在自重作用下变形甚至断裂，适用于铅带尤其是大断面铅带的生产。

附图说明

图1是本发明钢带轮式连铸机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，包括机架100、结晶轮200、钢带轮系、无头钢带301、铸坯输送机构；所述结晶轮200的外圆柱面上设置有内凹的结晶腔；所述钢带301通过钢带轮系绷紧并绕过结晶轮200，通过钢带301封闭结晶轮200的部分结晶腔构成型腔，所述型腔的一端为浇铸口203、另一端为拉坯口204；所述铸坯输送机构包括引桥110和输送辊道120，所述引桥110一端高于另一端并构成平滑的输送曲面；由过结晶轮200轴向的纵向平面将结晶轮200划分为第一区域和第二区域，所述浇铸口203位于结晶轮200第一区域的上部，所述引桥110高的一端位于结晶轮200上方、低的一端位于结晶轮200第二区域的外侧，所述输送辊道120一端位于结晶轮200上方并与引桥110高的一端相连、另一端位于结晶轮200第一区域的外侧；所述拉坯口204位于结晶轮200第二区域的下部；设置有固定在机架100上的铸坯支撑机构，所述铸坯支撑机构由结晶轮200第二区域的外侧斜向下延伸至结晶轮200的拉坯口204位置的上方，由铸坯支撑机构形成平行于结晶轮200轴向的铸坯支撑面；所述引桥110低的一端位于铸坯支撑机构远离结晶轮200一端的上方。

通过在拉坯口204和引桥110之间增设铸坯支撑机构，使得引桥110低的一端外移，从而降低了引桥110的坡度，因此能够增强引桥110对其上铸坯的支撑能力；其次，通过铸坯支撑机构对拉坯口204和引桥110之间的铸坯形成良好的支撑，能够避免铸坯悬空；其三，通过铸坯支撑机构在开浇时对铸坯的坯头进行临时支撑，能够方便通过人工或设备将坯头转移至引桥110及输送辊道120上，因此能够避免拉坯口204和输送辊道之120间的铅带在自重作用下变形甚至断裂，适用于铅带尤其是大断面铅带的生产。

铸坯支撑面与结晶轮200相邻的一端同水平方向的锐角夹角越大，则铸坯支撑结构对铸坯的支撑效果越差。因此，为了保证铸坯支撑面对铸坯的支撑效果，所述铸坯支撑面与结晶轮200相邻的一端同水平方向的锐角夹角小于或等于60°。

进一步的，铸坯支撑面与结晶轮200相邻的一端同水平方向的锐角夹角小于结晶轮200对应位置的外圆柱面切向同水平方向的锐角夹角时，在铸坯支撑面与结晶轮200相接处对铸坯形成折弯，会妨碍铸坯和结晶轮200的脱离。因此，最好的，所述铸坯支撑面与结晶轮200相邻的一端位于结晶轮200对应位置的外圆柱面的切向平面上。但由于铸坯支撑面131与结晶轮200相连处位于拉坯口204上方，因此在相切的前提下，铸坯支撑面与结晶轮200相邻的一端同水平方向的锐角夹角还受拉坯口204设置位置的影响；而拉坯口204设置的位置，又会影响钢带轮系尤其是下带轮303的设置空间。具体的说，铸坯支撑面与结晶轮200相邻的一端同水平方向的锐角夹角越大，则下带轮303的设置空间越大，设置越方便。因此，为了方便下带轮303的设置，同时避免铸坯支撑结构和下带轮303产生干涉，所述铸坯支撑面与结晶轮200相邻的一端同水平方向的锐角夹角大于或等于30°。

具体的，在如图1所示的实例中，适应于大断面铅带的铸造，为了增加钢带301的强度，增大了钢带301的厚度，相应的，为了保证钢带301在钢带轮系上的绷紧，增大了各钢带轮的外径，因此为了保证下带轮303的设置，拉坯口204位置的切向和水平方向的锐角夹角为44°。

上述铸坯支撑机构可以采用任意的结构，如板、辊道等。在如图所示的实例中，为了简化结构，设置有固定在机架100上的用于分离结晶轮200和铸坯的第一劈尖131和用于分离铸坯和钢带301的第二劈尖132；所述第一劈尖131位于拉坯口204的上方及铸坯支撑机构与结晶轮200相邻一端的上方，所述第一劈尖131的尖端插入结晶轮200的结晶腔底部；所示第二劈尖132设置在下带轮303的上方；由第二劈尖132以及结晶轮200和下带轮303之间的钢带301构成铸坯支撑机构。铸坯支撑机构包括结晶轮200和下带轮303之间的钢带301，也即结晶轮200和下带轮303为间隔设置，通过对应铅带的自重，能进一步增大钢带301的张力，进一步保证钢带301对型腔的密封。

进一步的，设置有安装在机架100上的推板机构170；所述推板机构包括翻转体及翻转体的驱动机构，所述翻转体的一端与机架100铰接并位于铸坯支撑机构远离结晶轮200一端端头的外侧，铰接轴的轴向平行于结晶轮200轴向，在驱动机构作用下翻转体绕铰接轴转动。在开浇时，翻转体位于初始位置，通过铸坯支撑机构和翻转体对铸坯进行临时支撑；随连铸的进行，当铸坯达到一定的长度后，铸坯的坯头延伸至翻转体，翻转体通过驱动机构向上翻转，从而带动铸坯向上翻转，铸坯坯头在自重作用下掉落至输送辊道120上，并通过铸坯的自重保证了铸坯同引桥110、输送辊道120的配合，从而避免了通过人工将坯头转移至引桥及输送辊道上时，可能的对铸坯的损坏。该操作同样适用于生产过程中，铅带断裂后从新将铅带送至输送辊道120。

为了避免在翻转体向上翻转的过程中，铸坯与翻转体完全脱离并向下掉落，就需要增大翻转体向上翻转的速度，从而将铸坯及其坯头甩出，因此对引桥110、输送辊道120、铸坯的冲击均较大。因此，进一步的，在所述引桥110与铸坯支撑机构相邻一端的端头设置有轴向平行于结晶轮200轴向的限位辊111；在所述翻转体与铸坯支撑机构相邻一端的端头设置有轴向平行于结晶轮200轴向的连接托辊172，所述翻转体通过连接托辊172的托辊轴171与机架100铰接；所述连接托辊172与限位辊111相邻且两者之间的辊缝宽度和铸坯厚度相适应。通过连接托辊172与限位辊111对铸坯形成夹持，能在翻转过程中对铸坯形成一定的支撑和限位，因此能够有效降低对翻转速度的要求，从而降低了对引桥110、输送辊道120、铸坯的冲击。

进一步的，由翻转体形成的铸坯翻转面为平滑的曲面；对应翻转体由下至上翻转的极限位置，由翻转体形成的铸坯翻转面和引桥110的输送曲面之间形成宽度与铸坯厚度相适应的间隙。铸坯能沿铸坯翻转面和输送曲面之间的间隙向上延伸，由于间隙的限位作用，因此无需通过翻转操作将坯头送至输送辊道120，进而通过铸坯的自重保证了铸坯同引桥110、输送辊道120的配合。因此，能够大大缩短需要翻转的铸坯长度，翻转的铸坯重量小，翻转速度要求低，能进一步的降低了对引桥110、输送辊道120、铸坯的冲击；同时，铸坯长度的缩短也缩短了对翻转体长度的需要，因此进一步方便了推板机构170和铸坯支撑机构的设置。另外，在生产过程中，由于卷板、连轧速率的波动，导致同连铸速率存在一定的速度差，铸坯会在引桥110处拱起，此时可通过调整弧形的翻转体的状态对拱起的铸坯进行限位和支撑，避免了铸坯的变形和断裂。

翻转体可以由辊道、弧形板等构成。在如图所示的实例中，为了方便弧形翻转体的设置，具体的，所述翻转体由翻转体支架174及安装在翻转体支架174一组支撑托辊173构成，各支撑托辊173的轴向均平行于连接托辊172轴向；所述驱动机构由一端与机架100铰接、另一端与翻转体支架174铰接的直线驱动机构175构成，所述直线驱动机构175为油缸。

Claims (9)

1.设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，包括机架(100)、结晶轮(200)、钢带轮系、无头钢带(301)、铸坯输送机构；所述结晶轮(200)的外圆柱面上设置有内凹的结晶腔；所述钢带(301)通过钢带轮系绷紧并绕过结晶轮(200)，通过钢带(301)封闭结晶轮(200)的部分结晶腔构成型腔，所述型腔的一端为浇铸口(203)、另一端为拉坯口(204)；所述铸坯输送机构包括引桥(110)和输送辊道(120)，所述引桥(110)一端高于另一端并构成平滑的输送曲面；由过结晶轮(200)轴向的纵向平面将结晶轮(200)划分为第一区域和第二区域，所述浇铸口(203)位于结晶轮(200)第一区域的上部，所述引桥(110)高的一端位于结晶轮(200)上方、低的一端位于结晶轮(200)第二区域的外侧，所述输送辊道(120)一端位于结晶轮(200)上方并与引桥(110)高的一端相连、另一端位于结晶轮(200)第一区域的外侧；其特征在于：所述拉坯口(204)位于结晶轮(200)第二区域的下部；设置有固定在机架(100)上的铸坯支撑机构，所述铸坯支撑机构由结晶轮(200)第二区域的外侧斜向下延伸至结晶轮(200)的拉坯口(204)位置的上方，由铸坯支撑机构形成平行于结晶轮(200)轴向的铸坯支撑面；所述引桥(110)低的一端位于铸坯支撑机构远离结晶轮(200)一端的上方。

2.如权利要求1所述的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，其特征在于：所述铸坯支撑面与结晶轮(200)相邻的一端同水平方向的锐角夹角小于或等于60°。

3.如权利要求1或2所述的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，其特征在于：所述铸坯支撑面与结晶轮(200)相邻的一端位于结晶轮(200)对应位置的外圆柱面的切向平面上。

4.如权利要求3所述的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，其特征在于：所述铸坯支撑面与结晶轮(200)相邻的一端同水平方向的锐角夹角大于或等于30°。

5.如权利要求1所述的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，其特征在于：设置有固定在机架(100)上的用于分离结晶轮(200)和铸坯的第一劈尖(131)和用于分离铸坯和钢带(301)的第二劈尖(132)；所述第一劈尖(131)位于拉坯口(204)的上方及铸坯支撑机构与结晶轮(200)相邻一端的上方，所述第一劈尖(131)的尖端插入结晶轮(200)的结晶腔底部；所示第二劈尖(132)设置在下带轮(303)的上方；由第二劈尖(132)以及结晶轮(200)和下带轮(303)之间的钢带(301)构成铸坯支撑机构。

6.如权利要求1所述的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，其特征在于：设置有安装在机架(100)上的推板机构(170)；所述推板机构包括翻转体及翻转体的驱动机构，所述翻转体的一端与机架(100)铰接并位于铸坯支撑机构远离结晶轮(200)一端端头的外侧，铰接轴的轴向平行于结晶轮(200)轴向，在驱动机构作用下翻转体绕铰接轴转动。

7.如权利要求6所述的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，其特征在于：在所述引桥(110)与铸坯支撑机构相邻一端的端头设置有轴向平行于结晶轮(200)轴向的限位辊(111)；在所述翻转体与铸坯支撑机构相邻一端的端头设置有轴向平行于结晶轮(200)轴向的连接托辊(172)，所述翻转体通过连接托辊(172)的托辊轴(171)与机架(100)铰接；所述连接托辊(172)与限位辊(111)相邻且两者之间的辊缝宽度和铸坯厚度相适应。

8.如权利要求6所述的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，其特征在于：所述翻转体由翻转体支架(174)及安装在翻转体支架(174)一组支撑托辊(173)构成，各支撑托辊(173)的轴向均平行于连接托辊(172)轴向；所述驱动机构由一端与机架(100)铰接、另一端与翻转体支架(174)铰接的直线驱动机构(175)构成。

9.如权利要求6、7或8所述的设置有铸坯输送机构的连铸铅带用钢带轮式连铸机，其特征在于：由翻转体形成的铸坯翻转面为平滑的曲面；对应翻转体由下至上翻转的极限位置，由翻转体形成的铸坯翻转面和引桥(110)的输送曲面之间形成宽度与铸坯厚度相适应的间隙。