[发明专利]一种铸轧式连铸机凝固末端大压下装置

说明书

一种铸轧式连铸机凝固末端大压下装置，属于连铸生产技术领域。包括大压下铸轧机、大压下传动系统、液压润滑系统、气水冷却系统、维修更换系统和电气自动化系统；大压下铸轧机安装在连铸机内铸坯的凝固末端位置，其中心线与连铸机中心线重合；大压下传动系统安装在大压下铸轧机的一侧，通过法兰连接，液压润滑系统、气水冷却系统和维修更换系统在大压下铸轧机的非驱动侧，电气自动化系统位于大压下铸轧机的驱动侧。优点在于，整体更换和各辊系在线单独更换；保证对弧精准的前提下，辅助夹持辊下辊在大压下时自适应浮动保护设备不受损坏；五对辊均配置单独的液压控制系统，实现在线单独升降控制。

技术领域

本发明属于连铸生产技术领域，特别是涉及一种铸轧式连铸机凝固末端大压下装置。

背景技术

连铸坯凝固末端大压下技术是基于连铸坯轻压下技术发展而来，适用于大断面连铸坯的新技术。其利用连铸坯芯部温度高和表面温度低的逆向温度场，通过在连铸坯凝固末端施加大压下量/率，消除/减轻连铸坯的中心疏松和缩孔，全面提高铸坯致密度，从而可突破轧制压缩比的严格限定，替代超厚板坯连铸(600mm厚)、真空复合焊接轧制、模铸等工艺流程，实现低轧制压缩比条件下厚板与大规格型材的稳定生产。目前，连铸坯凝固末端大压下技术实践案例主要在日本和韩国，国内近几年也有几家钢厂做了类似的实践。

1)新日铁公司提出NS Bloom Large Reduction技术，在铸坯完全凝固后，采用粗轧机形式对大方坯实施大压下量，可显著改善铸坯中心疏松，提高成品轧材的合格率。

2)日本住友金属提出PCCS(Porosity Control of Casting Slab)技术，在铸坯凝固终点对铸坯实施大压下量，从而实现铸坯致密度的显著提高。住友金属的PCCS技术是在300mm厚度的板坯上实现的，采用两辊压下粗轧机形式，通过在300mm厚的连铸坯凝固末端施加一个10mm以上的压下量，从而改善铸坯内部中心疏松，采用该工艺可实现150mm厚600MPa厚板生产。

日本住友金属PCCS技术的主要原理：在铸坯凝固末端施加一个大的压下量，由于此刻铸坯逆向温度场的分布，中心温度高，表面温度低，相差约500℃，这种逆向温度差使得压下变形能够很好的传递到铸坯芯部，从而减少中心疏松，改善铸坯质量。

3)韩国浦项POSCO则提出了采用两个扇形段进行大压下的技术，其中前一个扇形段在凝固末端前完成轻压下，后一个扇形段在凝固终点位置完成5-20mm/m的大压下。

通过改造扇形段，使其具备大压下能力，在400mm厚度连铸机上，凝固铸坯中低固相区(fs＝0.5-0.6)采用5-20mm/m压下，压下率递增，但是该技术主要侧重解决中心偏析问题。

4)东北大学在唐钢中板厂也进行了大压下的工艺实践，其压下形式为扇形段压下，但与韩国POSCO压下工艺不同之处在于，东北大学的压下位置为固相率fs＝0.9的位置。针对唐钢中板，采用该技术后，铸坯中心偏析程度有了较大改善。

从目前的实践来看，国内外大压下工艺主要为轧机形式压下以及扇形段形式压下两种方式，根据实际操作过程，以下从压下能力和工艺效果两个方面，介绍一下两种压下方式的特点。

1)轧机压下形式的特点：

单道次压下量≥10mm；中心应变速率～0.04s^-1；压下位置固定；依赖热跟踪模型定位凝固末端位置；单道次压下，大压下量大，利于变形量向连铸坯中心的传递；设备外形尺寸大，不易更换；设备投资和维护成本高。

2)扇形段压下形式的特点：单段压下≥10mm，总压下≥30mm；中心应变速率～0.02s^-1；压下位置调节范围大；采用热跟踪+压力反馈定位凝固末端位置；扇形段整体压，总压下量大，单道次压下量小，变形量不易向铸坯中心传递；扇形段外形尺寸小，易于更换；相对设备投资维护成本低。