连铸冷床安全装置的制作方法

1.本技术涉及炼钢设备领域，具体涉及一种连铸冷床安全装置。

背景技术：

2.连铸是各种钢铁产品生产的常用方法，简单而言，是指将熔融的钢水直接浇筑成型，使之在结晶器中未完全凝固时，由拉矫机、弯曲辊、矫真辊等连续地拉出，并有切割装置切割成钢坯，再由冷床输送到轧制车间的工作过程。钢坯在冷床输送的过程中，其从红炽状态缓慢地散热，表皮层与空气发生氧化反应，会形成一层薄脆的氧化皮，并在输送过程中不断地脱落。钢坯的大小根据下游轧制产品的需求而有很大变化，可重达数吨。脱落的钢坯氧化表皮落在冷床托辊上，并被重力碾压致密地粘附在托辊表面，造成与钢坯摩擦系数的改变，轻则造成输送进度不均匀，影响生产线节拍，重则使钢坯滑滚碰撞挡墙，产生极大的安全隐患。
3.已经出现了一些针对托辊氧化皮粘附失效问题的方案，如cn110899344b，其通过与托辊顶紧的刮渣齿，同步清理收集托辊表面粘附的钢渣，起到安全防护的功能(说明书附图1-2)。然而这样的方案中，首先对于极大重量压实的钢渣，其须较大的压力才能使刮渣刃口达到清渣的效力；但压力增大后，对托辊的磨损也加大，并且固定设置的刮渣槽在连续磨损后将脱离接触，无法产生作用；其次，刮渣刃口对托辊表面的作用，也将改变托辊的摩擦系数，即使清理掉钢渣，也可能产生上面提到的钢坯滑滚风险。
4.另一方面，冷床输送钢坯准备轧制时，还要进行复加热，以使钢坯达到可轧制的状态，根据各单位设备和轧制要求的不同，有时需要钢坯在复热前尽可能冷却，有时又需要尽可能保温，也出现了一批对钢坯的废热进行收集换能或保温的方案。而这些方案都从钢坯与空气的接触面入手。而钢坯与冷床托辊直接接触，并且都是金属导热，目前的托辊无法对钢坯的温度进行控制，也影响生产的效率。

技术实现要素：

5.(一)技术问题
6.1.不损伤托辊的情况下，对钢渣进行清理，消除安全隐患；
7.2.提高托辊的功能，按需要对钢坯进行散热或保温。
8.(二)技术方案
9.根据本技术的连铸冷床安全装置，其包括多个连续布置的承载钢坯重量的安全单元，其特征在于：所述安全单元包括冷床机架，通过内辊轴转动安装于所述冷床机架上的内辊，套设在所述内辊轴顶面的外套辊，所述外辊轴上表面突出所述冷床机架承载钢坯；所述冷床机架上还设置有冷风空心轴，其中流通显著低于钢坯表面温度的冷气流；所述冷风空心轴外通过轴承转动设置有冷风轴壳，所述冷风轴壳外表面紧贴外套辊接触钢坯后的区域，并在静摩擦力的带动下随外套辊转动；在冷风轴壳与外套辊接触位置的下方沿其接触线设置有接渣斗。
10.进一步地，所述冷风空心轴两端设置有推挤装置，调节其通过冷风轴壳向外套辊压紧的程度。
11.进一步地，所述外套辊内沿其轴线方向还设置有中空的通风轴i、通风轴ii，所述通风轴i、通风轴ii外周通过轴承、轴承设置有通风轴壳i、通风轴壳ii，所述通风轴i及通风轴ii中流通特定温度的流体；所述通风轴壳i及通风轴壳ii外表面低接所述外套辊内壁，并随之转动。
12.进一步地，所述通风轴壳i与通风轴壳ii与外套辊内壁接触的位置在冷风轴壳接触位置的下游。
13.进一步地，所述外套辊内设置有分隔开通风轴i组件和通风轴ii组件的分隔板，所述通风轴i和通风轴ii与外套辊接触线区域填充有导热填充；所述外套辊外表面与冷床机架之间填充有绝热填充。
14.进一步地，所述接渣斗侧壁上沿其长度方向设置有带梳形齿的拉篦i、拉篦ii，所述拉篦i由弹性件拉动抵接在外套辊外表面，每个接触点设置有滚珠；所述拉篦ii由弹性件拉动抵接在冷风轴壳外表面，每个接触点设置有滚珠。
15.(三)有益效果
16.本技术在不会损伤托辊表面的情况下，实现了对压实的致密氧化层的清理，提高了钢坯运送的安全性，同时多个通风轴的设计，使之可以更好地控制钢坯的散热情况，可适用于各种需求。
附图说明
17.图1为现有技术cn110899344b冷床清渣装置示意图；
18.图2为图1侧视剖面图；
19.图3为根据本技术的方案整体示意图；
20.图4为图3中每个安全单元局部放大图；
21.图5为图4局部放大图；
22.图6为图5局部放大图。
23.附图标记
24.1.钢坯
25.2.冷床机架
26.3.内辊
27.4.内辊轴
28.5.外套辊
29.6.冷风空心轴
30.7.轴承
31.8.冷风轴壳
32.9.通风轴i
33.10.轴承
34.11.通风轴壳i
35.12.通风轴ii
36.13.轴承
37.14.通风轴壳ii
38.15.绝热填充
39.16.导热填充
40.17.分隔板
41.18.拉篦i
42.19.接渣斗
43.20.拉篦ii
44.21.滚珠
具体实施方式
45.下面结合实施例对本发明做进一步说明。
46.如图3所示，根据本技术的连铸冷床安全装置，其包括多个连续布置的承载钢坯1重量的安全单元，其特征在于：所述安全单元包括冷床机架2，通过内辊轴4转动安装于所述冷床机架2上的内辊3，套设在所述内辊轴顶面的外套辊5，所述外辊轴5上表面突出所述冷床机架承载钢坯1；所述冷床机架2上还设置有冷风空心轴6，其中流通显著低于钢坯表面温度的冷气流；所述冷风空心轴外通过轴承7转动设置有冷风轴壳8，所述冷风轴壳8外表面紧贴外套辊5接触钢坯后的区域，并在静摩擦力的带动下随外套辊5转动；在冷风轴壳与外套辊接触位置的下方沿其接触线设置有接渣斗19。
47.本方案中，改进了托辊的形态，由内辊和外套辊组成，其中内辊完全由滚轴安装，而外套辊有一定的灵活度。但从机架外观察，外套辊突出部分与现有技术cn110899344b的托辊部分类同；要点在于，外套辊承载钢坯即与之接触后，其表面也会粘附致密的氧化皮，并且其温度在连续的输送中可达到与钢坯温度基本相同；此时在其接触后的区域设置冷风空心轴，其中输送冷气流，并且使其外表的冷风轴壳温度显著地低，冷风轴壳与外套辊表面抵接后，钢渣层受冷收缩，即破碎剥落。
48.在这一过程中，外套辊也会降温和热胀冷缩，然而由于其外套于传统内辊之外，其直径较大，冷缩的线度不明显，也因为其安装有一定的灵活性，因此对输送影响不大。同时，更大的外套辊直径也使外套辊周长上的热部和冷部有一定过渡，减少因为频繁温度变化造成的金属疲劳。
49.如果用内辊直接接触冷风轴壳的方式，因为其为一圆柱形，散热效率低，并且同时有钢坯和冷风轴同时冷热交替作用，极易造成热疲劳失效。
50.并且，冷风轴壳通过轴承可转动地设置在冷风空心轴上，其可随外套辊转动而不产生相对运动，不会对外套辊的表面粗糙度产生影响，也即不会影响其与钢坯的摩擦系数。
51.进一步地，所述冷风空心轴两端设置有推挤装置，调节其通过冷风轴壳向外套辊压紧的程度。
52.钢坯在冷床输送的过程中，其向空气和与之温度近似的托辊散热，其实际上处于缓慢退火的状态，而如果经冷风空心轴降温的外套辊在冷却的状态下与钢坯低部接触，其实际上进行了局部的淬火，对后续的工序仍将造成不良影响。因此，
53.进一步地，所述外套辊内沿其轴线方向还设置有中空的通风轴i(9)、通风轴ii
(12)，所述通风轴i、通风轴ii外周通过轴承10、轴承13设置有通风轴壳i、通风轴壳ii，所述通风轴i及通风轴ii中流通特定温度的流体；所述通风轴壳i及通风轴壳ii外表面低接所述外套辊内壁，并随之转动。
54.进一步地，所述通风轴壳i与通风轴壳ii与外套辊内壁接触的位置在冷风轴壳接触位置的下游。
55.两个与外套辊低接的通风轴组件，其首先起的是支撑作用，与内轴的接触点一起，使外套辊在确定的空间位置上转动；另一方向，又由于两个通风轴的存在，其可以对即将进入与钢坯接触的区域的温度进行调控。
56.根据后续是否进行复加热，和是否需要退火，有以下几种情况：
57.1.需要钢坯尽可能散热；
58.2.需要钢坯自然散热；
59.3.需要钢坯尽可能保温。
60.第一种情况下，可以使通风轴中流通温度较低的流体，如冷空气、工业用水等，尽可能使外套辊降温，使其在后续接触钢坯时温度较低；这种情况也需要逐步地进行散热，因此通风轴i内的流体温度高于通风轴ii内流体的温度；
61.第二种情况下，可以使网通轴内流通常温泵送的空气，这样等同于对外套辊进行空冷散热，使其与钢坯接触时，钢坯各位都是同样的空气温度，达到更理想的自然散热；
62.第三种情况下，通风轴内可以泵送高温的液体如水蒸汽，使经过接触的外套辊温度接近或高于钢坯的表面温度，尽可能保存其余热。
63.为使上述设计有效地实现，
64.进一步地，所述外套辊内设置有分隔开通风轴i组件和通风轴ii组件的分隔板17，所述通风轴i和通风轴ii与外套辊接触线区域填充有导热填充16；所述外套辊外表面与冷床机架之间填充有绝热填充15。
65.导热填充物如耐热硅胶垫，可以使通风轴的温度更好地传递给外套辊，而绝热填充物可以使装置内的热流动效率提高。
66.在冷风轴壳与外套辊表面接触后，粘附其上的氧化渣一般自行破碎脱落，但仍有部分可能仍然附着，此时如果采用刮板收集，仍将因为磨损等原因使外套辊表面的摩擦系数改变，无法起到提高安全系数的功能，因此，
67.进一步地，所述接渣斗侧壁上沿其长度方向设置有带梳形齿的拉篦i、拉篦ii，所述拉篦i由弹性件拉动抵接在外套辊外表面，每个接触点设置有滚珠21；所述拉篦ii由弹性件拉动抵接在冷风轴壳外表面，每个接触点设置有滚珠21。
68.在这样的设置中，弹性件(如弹簧、橡皮筋等)的弹性可以非常小，仅保证拉篦刚好接触到外套辊，而不会对其产生划伤，同时再使用滚珠21进行接触，将更好地保护外套辊的表面，同时将残余的钢渣皮打落。
69.进一步地，所述接渣斗沿其长度方向倾斜设置，并在低的一端有伸出冷床机架的出渣口。
70.进一步地，所述导热填充为热导率高于钢材的柔性无机非金属材料，如耐热硅脂等。
71.进一步地，所述纸张热材料为柔性无机非金属材料，如石棉。
72.所述导热填充和绝热填充填充于上述空隙中，可通过钢丝骨架固定，保持形状而不随轴壳转动而移动。
73.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：

1.连铸冷床安全装置，其包括多个连续布置的承载钢坯重量的安全单元，其特征在于：所述安全单元包括冷床机架，通过内辊轴转动安装于所述冷床机架上的内辊，套设在所述内辊轴顶面的外套辊，所述外辊轴上表面突出所述冷床机架承载钢坯；所述冷床机架上还设置有冷风空心轴，其中流通显著低于钢坯表面温度的冷气流；所述冷风空心轴外通过轴承转动设置有冷风轴壳，所述冷风轴壳外表面紧贴外套辊接触钢坯后的区域，并在静摩擦力的带动下随外套辊转动；在冷风轴壳与外套辊接触位置的下方沿其接触线设置有接渣斗。2.根据权利要求1所述的连铸冷床安全装置，其特征在于：所述冷风空心轴两端设置有推挤装置，调节其通过冷风轴壳向外套辊压紧的程度。3.根据权利要求1所述的连铸冷床安全装置，其特征在于：所述外套辊内沿其轴线方向还设置有中空的通风轴i、通风轴ii，所述通风轴i、通风轴ii外周通过轴承设置有通风轴壳i、通风轴壳ii，所述通风轴i及通风轴ii中流通特定温度的流体；所述通风轴壳i及通风轴壳ii外表面低接所述外套辊内壁，并随之转动。4.根据权利要求1所述的连铸冷床安全装置，其特征在于：所述通风轴壳i与通风轴壳ii与外套辊内壁接触的位置在冷风轴壳接触位置的下游。5.根据权利要求1所述的连铸冷床安全装置，其特征在于：所述外套辊内设置有分隔开通风轴i组件和通风轴ii组件的分隔板，所述通风轴i和通风轴ii与外套辊接触线区域填充有导热填充；所述外套辊外表面与冷床机架之间填充有绝热填充。6.根据权利要求1所述的连铸冷床安全装置，其特征在于：所述接渣斗侧壁上沿其长度方向设置有带梳形齿的拉篦i、拉篦ii，所述拉篦i由弹性件拉动抵接在外套辊外表面，每个接触点设置有滚珠；所述拉篦ii由弹性件拉动抵接在冷风轴壳外表面，每个接触点设置有滚珠。

技术总结

本申请涉及一种连铸冷床安全装置，其包括多个连续布置的承载钢坯重量的安全单元，其特征在于：所述安全单元包括冷床机架，通过内辊轴转动安装于所述冷床机架上的内辊，套设在所述内辊轴顶面的外套辊，所述外辊轴上表面突出所述冷床机架承载钢坯；所述冷床机架上还设置有冷风空心轴，其中流通显著低于钢坯表面温度的冷气流；所述冷风空心轴外通过轴承转动设置有冷风轴壳，所述冷风轴壳外表面紧贴外套辊接触钢坯后的区域，并在静摩擦力的带动下随外套辊转动；在冷风轴壳与外套辊接触位置的下方沿其接触线设置有接渣斗。本申请不损伤托辊表面清理致密氧化层，提高了钢坯运送的安全性；通风轴使之可以更好地控制钢坯的散热情况，适用于各种需求。于各种需求。于各种需求。