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1、208重型机械2010(S1)板坯连铸机扇形段辊子的选择与设计周保鸿(中冶京诚工程技术有限公司,北京100176)摘要:常规板坯连铸机扇形段辊子装配按其结构可分为整体辊、芯轴结构辊子、分段组合辊子。本文通过对这几种形式的辊子详细地做了结构分析,受力分析,提出各种辊子的优缺点及适用的场合,为辊子的设计及选型提供依据。关键词:板坯连铸;扇形段;辊子;设计中图分类号:TF777文献标识码:A文章编号:1001-196X(2010)S1-0208-04Selection&d
2、esignofthesegmentrollersforslabcontinuouscasterZHOUBaohong(CapitalEngineering&ResearchIncorporationLimited,Beijing100176,China)Abstract:Therollersofsegmentcanbedistributedintothreeclasses:integralroller,mandrelroller(IStar)andsectionalcombinationrolleraccordi
3、ngtotheirstructures.Inthepaper,structureandforceanalysisaredoneindetails,andadvantagesanddisadvantagesareputforward,andtheirappliedcasearealsopointedout.Thepaperofferssomesupportforthedesigningofrolleraswel.lKeywords:slabcontinuouscasting;segment;roller;design影
4、响到铸坯的质量及铸机的使用。以韶关松山1前言四号板坯连铸机工程设计的实例,对扇形段辊板坯连铸机依靠辊子把结晶器内形成的具子结构和受力进行分析比较,并提出在扇形段有一定厚度坯壳的板坯,沿导向段将铸坯拉辊子设计中应注意的问题及计算方法等。出。坯子表面质量及内部质量的好坏与铸坯导向段的设计有直接关系。铸坯导向段在结晶器和出坯辊道之间,主要由结晶器足辊,弯曲段,弧形扇形段,矫直水平段等组成。这些段上支承铸坯的是大量的密排辊子,如韶关松山四号板坯连铸机(300mm2300mm)铸坯导向段在线有102对各种辊子,图1为其扇形
5、段上分段辊的典型布置图。提高连铸辊子的使用寿命是直接影响连铸设备作业率和炼钢生产成本的一个重要课题,辊子设计的是否合理会直接图1扇形段分段辊布置图收稿日期:2010-04-21;修订日期:2010-05-012辊子的受力情况作者简介:周保鸿(1975-),男,硕士,中冶京诚工程技术有限公司炼钢工程技术所工程师。铸坯导向段的受力比较复杂,但作用在辊子2010(S1)重型机械209上的载荷主要是机械和热的合成载荷。机械方面体式分段辊。早期的整体辊就是指一个辊子只有的载荷包括:辊
6、子的自重,铸坯变形产生的反一段且只在两端有轴承支承,这种辊子的轴承受力,铸坯的重量,驱动扭矩(对于驱动辊)。在力大,辊子的挠度大,辊径大,辊间距也大。铸这些载荷中,反力是主要的,其他各项除特殊情坯的质量差,寿命短,维修量大。为了实现较高况外,则可忽略不计。而辊子的反力包括:钢水的浇注速度,并提高铸坯的质量,这种整体辊逐静压产生的鼓肚力,矫直力,拉坯力和轻压下轧渐被分段辊代替,板坯连铸机上现在已没有这种制力。影响辊子的热载荷主要是铸坯传给辊子的单一的整体辊。分段辊由于支承点比较多,受力热量。下面计算一下辊子所受到的最主
7、要的力,情况好,挠度也小,而且允许利用较小直径的辊钢水静压力和轻压下轧制力。子,因此减少了辊子的间距和挠度引起的板坯的设钢水静压力为Q(见图2)。鼓肚变形。由单一的整体辊优化出整体式分段辊,参见图3。这种结构的辊子一般只用在驱动辊上,能传递较大的扭矩。其轴承的受力情况与芯轴式辊的情况基本一样(参见下面的芯轴式辊的受力分析)。这种结构的辊子刚度好,受力情况较好,但辊子加工要求高,装配容易形成过定位。采用剖分式轴承,安装拆卸容易,但造价高,使用和维修成本高。图2钢水静压力简图图3整体式分段辊Q=(W-2ti)Hia
8、32芯轴式辊(I-STAR)式中,W为铸坯宽度;为钢水密度;Hi为计算驱动辊和自由辊都有采用这种形式的,几段处的钢液压头高度;a为辊子节距;ti为凝固层辊套用键与一根芯轴连接,轴承安装在支点上,厚度,ti=KL/v;K为凝固系数;L为从结晶其中只有一端轴承固定,其余各轴承均为游动器液面到计算点的弧线长度;v为拉坯速度。端,受热时向游动端膨
