连续矫直及其拉矫机的研究与应用

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1、连续矫直及其拉矫机的研究与应用 发表日期：2006-11-3　阅读次数：149　随着现代连铸向高速的方向发展，铸坯在矫直时内部未完全凝固，即铸坯要经受液相矫直，用传统的一点矫直就会使铸坯壳的剪应力、拉应力、变形和变形速度均达到危险的峰值，以至使铸坯产生矫直裂纹。为此，比较了一些提高铸坯矫直质量新技术：压缩矫直技术、多点矫直技术、渐进矫直（又称连续矫直）技术等。其中连续矫直技术在近年来方坯连铸高效化改造中起着极为重要的作用。　在方坯连铸高效化改造与开发中，对铸坯带液芯矫直进行了深入研究，以满足改造及开发的连续矫直拉矫机在拉速为2.8~3m/min的条件下生产的铸坯无矫直缺陷、质量完好。

2、研究中设定连续矫直曲线并着重减少应变速率ε，并使拉矫机在矫直区域内剪应力为零而矫直弯矩为恒值，并使整个矫直区间内铸坯总合力为零。为此，保证了高拉速下铸坯优良品质。　连续矫直结构优化特点　由于单点矫直不能满足高拉速技术发展需要，必须研究新的矫直技术。经研究，选三次抛物线作为连续连铸机弧形段和直线段的理想连续矫直曲线。　拉矫机矫直方式有单点矫直、多点矫直以及近年发展较快的渐进矫直（连续矫直）技术。其中小方坯的渐进矫直技术是一种优化的结构，被矫直的变形都不会集中在一点上，从而完成了渐进矫直的过程，使铸坯中心的两相区变形情况得到较大的改善。　渐进矫直（连续矫直）拉矫机的应用　近年来，渐进矫直

3、拉矫机的推广使用取得一定成功，取代了单点拉矫机。单点矫直机在冶金等方面有比较大的问题。单点矫直会在切点处形成最大应变，这对全凝固铸坯的矫直已能满足要求，但许多钢厂为提高产量，要求再提高拉速，而冶金长度受厂房限制，铸坯带液芯不能实现单点矫直；由于铸坯液芯长度与拉速成正比，高拉速连铸机铸坯液芯必然很长，如仍采用固相矫直势必使连铸机半径很大，这明显不合理。因此在改造和新建连铸机上推广渐进矫直矫机，可按以下要求进行设计：　（1）在切点前布置一个单支承辊。　（2）拉矫机布置在切点后的一定距离内，利用矫直力矩在铸坯内部的均匀分配形成在设定距离内均匀渐进的连续矫直，使坯壳矫直应力与应变最小，可以满

4、足带液苡矫直的要求。　（3）渐进矫直原理。　矫直力矩均匀地分布地整个矫直区长度上，形成铸坯在区间各个长度上均匀的渐进变形。铸坯所有的各矫直区间内的实际应变值均将趋进于“0”，即使连铸机半径很小，也能达到铸坯带液芯通过拉矫机实现无缺陷矫直的要求，而单点矫直，铸坯内应变至少会有3%，因此采用渐进矫直，虽然铸机半径减小，但也能浇铸较大断面的合格连铸坯。　渐进矫直拉矫机布置在水平段上。拉坯辊的下辊表面与连铸机的弧形段相切，通过上辊来调节上、下辊之间距离，以适应浇铸不同断面的要求。采用这种布置，拉矫上、下辊可以做成一样，使拉矫机的全部辊子通用。它的传动装置放在拉矫机上方，采用立式电机，使拉矫机

5、布置紧凑，并可缩小流间距。此外，拉矫机采用整体快速成更换方法，还可缩短检修时间，提高铸机的作业率。　酒钢小方坯150㎜×150㎜连铸机高效化改造，由单点矫直改为连续矫直，拉速提高到2.8m/min。酒钢现有拉矫机3台，由于单点矫直改为连续矫直，空间布置不下，我们取消一台。从理论上讲取第一台或第二台都可以，代之以一个自由辊，但是取消第一台的方案，由于后两台紧挨着，机架大，后续设备移动太多。按两台拉矫机最小距离800㎜布置，后续设备移动量约为120㎜，所以我们采用取消第二台拉矫机的办法，以自由辊代替，它距最后一台拉矫机取1000㎜，这样后续设备移动量为380㎜，所以这种方案好。为了保证后

6、续设备即不移动又不与拉矫机相碰，最好的办法是将剪前辊道去掉一个。　酒钢R7500连铸拉矫机由单点矫直改为连续矫直，以适应高拉速下对铸坯质量的要求。其主要技术参数为：电功功率7.5kW(直流),n=1000r/min,电磁制动器制动力矩20㎏·m,总减速比I=224.76，拉速0.45~4.5m/min,液压缸φ125㎜×360㎜,工作压力6.5MPa,max8MPa.辊径φ320㎜×320㎜,拉矫辊开口度140~316。　青钢连铸改造拉矫机由单点矫直改为连续矫直，同时强化结构，改善传动方式，减少设备故障。其主要技术参数为：弧形半径R5000㎜，铸坯断面120㎜×120㎜、130㎜×1

7、30㎜、150㎜×150㎜、拉速范围0.5~5m/min，拉矫辊开口度110~300㎜，拉矫辊φ300㎜，压下气缸：大φ200×430㎜，小φ160㎜×450㎜，工作压力0.7MPa,变频调速交流电机，N=7.5KW,n=1000r/min,总速比I=188.5。　结语　通过努力和研究，方坯连铸高效化改造及技术的攻关工作取得较好的效果，同时形成了小方坯高效连铸改造的系统技术，主要包括：连续锥度结晶器、半板簧振动、连续矫直、拉矫机优化等，改造后和新建的高效连