[0005] 本发明的目的在于提供一种可以从铸轧结晶辊轴向实现分段冷却和分段加热综合调整熔融态金属冷却过程，控制金属液凝固速度和消除横向凝固坯壳厚度波动，从而消除凝固坯壳横向厚度波动的装置及方法，本发明利用分段加热和分段冷却通道对铸轧结晶辊轴向温度进行综合性调控，从而改善熔池轴向温度均匀性，使得铸轧过程平稳，提高表面质量，同时可以对轴向温度进行控制，消除凝固坯壳横向厚度波动，消除生产过程中的跑偏问题并且改善了铸轧板带的表面质量。
[0006] 本发明主要包括能够实现分段加热分段冷却的铸轧结晶辊、侧封板、滑环、调功器、电磁阀继电器、计算机终端、电控系统、非接触式激光测量仪。
[0007] 具体地，所述的分段加热分段冷却铸轧辊包括辊芯、辊套、电阻丝、电阻丝分路接线器、油水隔离套、冷却水电磁阀，辊芯外表面开有相互不连通的冷却水凹槽通道和绝缘导热油凹槽通道，冷却水凹槽通道和绝缘导热油凹槽通道依次交替排布，并且通过油水隔离套把水道和油道分开；绝缘导热油凹槽通道内设置有电阻丝，电阻丝通过电阻丝分路接线器进行分路连接独立供电。
[0008] 本发明技术方案的进一步改进在于：冷却水凹槽通道包括主进水通道和主回水通道，绝缘导热油凹槽通道包括绝缘导热油通道；电阻丝分路接线器供电导线穿过导线通道连接到滑环，滑环连接到调功器；沿着主进水通道的轴向方向等距分布着若干条副进水水道连接到辊芯表面凹槽水道，每条副进水通道的进水口都固定有冷却水电磁阀对水道的通断进行控制，冷却水电磁阀分路连接到滑环，滑环连接到电磁阀继电器；主回水通道的轴向方向分布着若干条副回水通道，副回水通道连接到辊芯表面凹槽水道，调功器和电磁阀继电器通过电控系统连接到计算机终端。
[0009] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述的副回水通道包括副回水通道一和副回水通道二，副回水通道的数量为副进水通道的2倍。
[0010] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述的非接触式激光测量仪是由多个利用n路μSpeed‑classic非接触式激光测量仪沿板带宽度方向的并排组成，并将测量各段的板带出口速度传输到计算器终端，计算机终端连接到电控系统后再通过滑环连接到调功器和电磁阀继电器，调功器和电磁阀继电器分别给电阻丝供电和控制冷却水电磁阀通断。
[0011] 本发明还提出一种消除铸轧工艺凝固坯壳横向厚度波动的方法，其包括以下步骤：
[0012] 步骤S1：将电阻丝和调功器相连，冷却水电磁阀和电磁阀继电器相连，调功器、电磁阀继电器和电控系统相连，非接触式激光测量仪和计算机终端相连，电控系统和计算机终端相连，系统复位，参数初始化。
[0013] 步骤S2：将工艺参数输入计算机终端，B为预设板厚，νr为铸轧辊的线速度， 为板带轧制的前滑速度，根据稳定工况参数计算求得。T为浇铸温度。通过分段测速装置，获得板带出口处宽度方向上的速度νm，稳定工艺下铸轧出口处的速度为 速度稳定区间参数为δ。
[0014] 步骤S3：参数初始化成功，关闭主进水泵，停止供水，由调功器，分路向电阻丝供电，对铸轧结晶辊开始预热。
[0015] 步骤S4：启动液压压下系统，将辊缝压靠为0，开启主传动铸轧结晶辊转动。
[0016] 步骤S5：当外置温度传感器检测到铸轧结晶辊表面达到预设温度时，关闭电阻丝加热，停止电阻丝加热铸轧辊，打开主冷却水泵，开始向辊芯主进水道泵水，同时浇入金属液，开始铸轧过程，铸轧过程中金属坯壳会将铸轧结晶辊顶开，辊缝增大，逐步接近预设板厚。
[0017] 步骤S6：当实时辊缝宽度到达预设板厚B时，打开板厚控制系统，稳定铸轧时板厚。
[0018] 步骤S7：达到稳定铸轧过程后，利用n路非接触式激光测量仪采集某一时刻板带的各处速度νm1、νm2…νmi…νmn，并传递给计算机终端，以供分析板带姿态。
[0019] 步骤8：分段控制铸轧结晶辊温度消除凝固坯壳横向厚度波动：
[0020] 步骤S8.1：将某时刻检测到的某段的出带速度νmi，通过信号线传输给计算机终端与稳定工艺下的理论速度νa进行比较，如果νmi＞νa，并且|νmi‑νa|≥δ，计算机将此时铸轧板带姿态参数传递给电控系统，电控系统根据内部算法，关闭此段冷却水电磁阀，并提高此段的电阻丝对此段加热功率，直至|νmi‑νa|＜δ。
[0021] 步骤S8.2：如果νmi＜νa，并且|νmi‑νa|≥δ，计算机终端将此时铸轧板带姿态参数传递给电控系统，电控系统根据内部算法，关闭此段电阻丝加热，直至|νmi‑νa|＜δ。
[0022] 步骤S8.3：如果|νmi‑νa|＜δ，即铸轧工况在正常范围内，计算机将此时的铸轧板带状态参数传递给电控系统，此时系统维持现状，不做任何调整。
[0023] 步骤S9：板带平整校直，喷水冷却降温，卷取机卷取。
[0024] 由于采用了上述技术方案，本发明与现有的消除铸轧中板带跑偏和改善表面质量过程的技术相比的优点如下：
[0025] (1)本发明装置直接作用于铸轧过程中，可精细地控制铸轧结晶辊轴向各段的温度，不仅能有效消除跑偏问题，而且能够改善铸轧板带的表面质量。
[0026] (2)同其他方法相比，本发明装置增加了分段控温，可以实现轧辊预热，从而可以改善高温的熔融金属接触冷辊面时过快降温凝固收缩产生的横向波纹，能够替代提高浇铸温度的传统做法，节约能源降低成本。
[0027] (3)本发明装置提高了铸轧过程中的轧制横向速度均匀性，使得板带宽度方向的变形均匀，减少了纵向波纹产生，提高了铸轧板带组织的均匀性，同时设备简单，控制方便，易于实现。
[0028] (4)本发明在铸轧结晶辊辊芯开有不连通的冷却水凹槽通道和绝缘导热油凹槽通道，改变了单纯使用冷却的控制策略，提高了控制的响应速度，降低废品率。
[0029] (5)油道和水道通过油水隔离套分隔开来，消除了冷却水和绝缘导热油的相互泄漏，提高了操作的安全性。
[0030] (6)本发明方法根据板带板宽方向的各段的出带速度，预测铸轧过程中的各段凝固坯壳的状态，从而采取不同的调控策略，实现了对板带的精细化的调控，对板带表面质量提升有重要作用。
