[发明专利]大方坯二冷压下凸足辊结构和压下工艺

说明书

本发明公开了一种大方坯二冷压下凸足辊结构和压下工艺，特别是一种涉及钢铁冶金技术领域的大方坯二冷压下凸足辊结构和压下工艺。本发明的大方坯二冷压下凸足辊结构，包括压下区上足辊和压下区下足辊，所述压下区下足辊位于压下区上足辊的下方，所述压下区上足辊中部设置有凸台，所述压下区下足辊中部设置有凸台，所述压下区下足辊的凸台比压下区上足辊的凸台长。本发明的大方坯二冷压下区压下工艺，设置多组压下区上足辊和压下区下足辊，所述压下区上足辊的压下量在拉坯方向逐渐增加。本申请可以有效解决大方坯连铸坯中心偏析和中心疏松问题。

技术领域

本发明涉及一种大方坯二冷压下凸足辊结构和压下工艺，特别是一种涉及钢铁冶金技术领域的大方坯二冷压下凸足辊结构和压下工艺。

背景技术

二冷区连铸坯压下是改善连铸坯中心偏析与疏松的有效技术，其原理是：通过在连铸坯凝固末期附近施加压力对铸坯产生一定的压下量，阻碍含富集偏析元素的钢液流动从而减弱中心偏析，同时补偿连铸坯的凝固收缩量以减轻中心疏松；施加的压力主要是机械应力。其中压下量是决定压下实施多少的重要参数。

随着铸坯断面尺寸的增大，一方面，补偿凝固收缩的体积显著增大，液芯挤压变形量增加；另一方面，加厚的凝固坯壳导致压下过程变形抗力增大。因此，传统的轻压下技术已不能满足大断面连铸坯的生产需求。鉴于此，国内外研究者提出了通过增加连铸坯凝固末端压下量，以挤压排出溶质偏析钢液，同时焊合中心缩孔的凝固末端大压下/重压下技术。由于很多连铸机设备能力限制，重压下技术难以实现，因此研究者提出了凸型辊压下技术，不增加压下力的前提下，减小压下面积，增大铸坯中部压下压力。

期刊文献((ISIJ International,Vol.52(2012),No.7,pp.1266–1272))中，韩国浦项的学者进行过实验研究。他们提出的凸型辊主要特点是：直径450mm的辊中间300mm区域为凸型起面，其中凸起面与平面之间为半径40mm的双1/4圆形过渡弧。这种辊结构可以显著提高液芯受挤压能力，改造后14mm的压下量可达到改造前30mm压下量的工艺效果。然而，这一设计结构将不可避免的导致双1/4圆形过渡弧位置处的应力集中，从而造成铸坯边角裂纹。

专利文献“一种用于大方坯连铸的拉矫机渐变曲率凸型辊及使用方法”，发明的拉矫机渐变曲率凸型辊由辊轴和辊身组成，其中辊身由边缘区、渐变曲率区和平辊区组成，所述的曲率渐变区由起弧区和变弧区组成，起弧区的起弧点到变弧点之间弧线曲率逐渐增加，变弧区的变弧点到终弧点之间弧线曲率逐渐减小，平辊区相对于边缘区呈凸出状。采用至少4架具有渐变曲率凸型辊的拉矫机对大方坯连铸坯进行压下，最终得到中心偏析与疏松得到改善的连铸坯。该发明的渐变曲率凸型辊实现了平辊区与凸辊区的平滑过渡，有效避免了因过渡区应力集中导致的裂纹缺陷。

然而上述文献都采用从铸坯上部用凸型辊压下，生产的铸坯的上部有明显的下凹，下部很平整。并且随着铸坯冷却的进行，边部温度越来越低，由于多个机架的凸型辊参数一样，变形抗力越来越大，压下效果越来越差。

采用凸型辊压下，铸坯上部受力集中在中部区域；铸坯底部采用平辊支撑，根据力的相互作用，铸坯整个底部均匀受力。但是由于铸坯角部温度低，凝固壳较厚变形抗力更大，因此铸坯底部的压缩量较小，因此，采用凸型辊压下，在相同压力下，可以使铸坯上部中心区域受力提高约2倍，但实际的应用效果仍然有限。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供了一种可以有效解决大方坯连铸坯中心偏析和中心疏松问题的大方坯二冷压下凸足辊结构。

本发明为解决上述问题所采用的大方坯二冷压下凸足辊结构，包括压下区上足辊和压下区下足辊，所述压下区下足辊位于压下区上足辊的下方，所述压下区上足辊中部设置有凸台，所述压下区下足辊中部设置有凸台，所述压下区下足辊的凸台比压下区上足辊的凸台长。

进一步的是，所述压下区下足辊的凸台比压下区上足辊的凸台长50mm至200mm。