拉坯机也叫拉坯辊,早期连铸机的拉坯辊与矫直辊装在一起,称为拉坯矫直机,简称拉矫机。若铸坯通过一次矫直,称单点矫直,如小方坯弧形铸坯矫直。若通过两次以上的矫直称多点矫直,大断面铸坯应采用多点矫直。
一点矫直是铸坯从结晶器出来后,经1/4圆弧长度(πR/2)达到水平切线的切点,被强迫矫直后才沿水平线送出。此设计的弧形半径尺为一常数(R=R0,R0为矫直时半径),曲线的曲率C一直保持某个常量(C=1/R0),在切点处突然变为0(C=1/∞),即为一直线。每个矫直点都会由内弧二辊外弧一辊构成。
多点矫直是把集中在一点的大幅度变形分散到若干点去逐步变形,使每一点的变形率不致超过允许的极限。中间要用若干过渡半径R1→R2→R3……Rn,按顺序分步达到目标。总的矫直变形率是R0→Rn一点矫直时的变形率的总和。
由于高效连铸中铸坯的液芯长度很长,需要进行带液芯矫直、在带液相矫直时,铸坯在两相区界面处坯壳的强度和允许的变形率极低。采用多点矫直可以把集中一点的应变量分散到多个点完成,将矫直点的变形率控制在允许范围之内,消除了铸坯产生内裂的可能性,可以实现带液芯矫直。因此在高速连铸中普遍使用多点弯曲、多点矫直技术。
所有的连铸机都装有拉坯机,因为铸坯的运行需要动力的拉动。拉坯机实际上是具有驱动力的辊子,又称为拉坯辊。弧形连铸机的铸坯需矫直后水平拉出,因而早期的连铸机的拉坯辊与矫直辊装在一起,称为拉坯矫直机或拉矫机。现代化板坯连铸机采用多辊拉矫机,辊列布置“扇形段化”,驱动辊已伸向弧形区和水平段,实际上拉坯传动已分散到多组辊上。
对拉坯矫直装置有以下要求:
(1)应具有足够的拉坯力,以在浇铸过程中能够克服结晶器、二冷区、矫直辊、切割小车等一系列阻力,将铸坯顺利拉出。
(2)能够在较大范围内调节拉速,适应改变断面和钢种的工艺要求。拉坯系统应与结晶器振动、液面自动控制、二冷区配水实现计算机闭环控制。
(3)采用交流变频调速电机,能够适应拉矫机调节拉速、正反方向转动的要求、造价低、维护方便、能耗小,用在连铸机上取得了好的效果。
(4)具有足够矫直力,以适应可浇铸的最大断面和最低温度铸坯的矫直,并确保在矫直过程中铸坯质量。
(5)在结构上除了适应铸坯断面变化和输送引锭杆的要求外,还要考虑使未矫直的冷铸坯通过。
(6)能够达到多流连铸机布置的特殊要求,结构简单,安装调整方便。
大断面铸坯采用多点矫直,多点矫直可以集中把一点的应变量分散到多个点完成,从而消除铸坯产生内裂的可能性,可以实现铸坯带液芯矫直。多辊拉矫机增加了辊子数目,有十二辊、三十二辊甚至更多辊,对铸坯进行多点矫直。
连续矫直技术是在多点矫直基础上发展起来的。其基本原理是铸坯在矫直区内应变连续进行,那么应变率就是一个常量,这对改善铸坯质量非常有利。在近2m的矫直区内铸坯两相区界面的应变值是均匀的,不致产生内裂纹。这种受力状态对进步改善铸坯质量极为有利,非常适用于铸坯带液芯矫直。