專利名稱：板坯結(jié)晶器液壓振動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉屬于煉鋼廠板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，使結(jié)晶器按給定的振幅、頻率和波形實施有規(guī)律的往復(fù)振動。
背景技術(shù)：
結(jié)晶器振動的目的是便于“脫模”，防止鑄坯在凝固過程中與結(jié)晶器銅壁發(fā)生粘結(jié)而出現(xiàn)掛漏鋼事故。目前新型板坯連鑄機(jī)均為直弧形，直結(jié)晶器有利于鋼水夾雜物的上浮，有利于鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的全方位對稱均勻冷卻，可以獲得良好的鑄坯質(zhì)量。
板坯結(jié)晶器振動裝置種類很多，目前用于板坯連鑄機(jī)的振動裝置按驅(qū)動方式有機(jī)械振動和液壓振動，按振動曲線有正弦振動曲線和非正弦振動曲線。結(jié)晶器非正弦振動是結(jié)晶器在振動時，其位移量在與正弦振動相同值的前提下，可以使結(jié)晶器上升具有比下降時間更長的振動波形；或者其它完全不同于正弦曲線的波形。
連鑄機(jī)拉速越高，保護(hù)渣的消耗量越低，潤滑效果就越差，尤其在結(jié)晶器液面附近發(fā)生漏鋼的危險就越大。結(jié)晶器非正弦振動波形可以使正滑脫時間增長，負(fù)滑脫時間減少，減小拉坯阻力，增加保護(hù)渣的消耗量，提高彎月液面下鑄坯與結(jié)晶器的潤滑，增加鑄坯與結(jié)晶器的潤滑減少漏鋼。
采用電機(jī)驅(qū)動的短臂四連桿式和電機(jī)驅(qū)動的偏心輪為機(jī)械振動，不可以在線調(diào)節(jié)振幅、頻率和波形，振動精度比較低，主要振動曲線為正弦波形。振動導(dǎo)向主要有短臂四連桿式機(jī)構(gòu)、以及將四連桿機(jī)構(gòu)的上臂用彈簧鋼板代替的半板簧式結(jié)晶器振動裝置，這兩種振動系統(tǒng)的導(dǎo)向部件由于磨損產(chǎn)生振動不可控制的運(yùn)動偏差。
實現(xiàn)結(jié)晶器非正弦振動有機(jī)械方法、液壓伺服系統(tǒng)和數(shù)字液壓缸法。
機(jī)械方法雖然可以實現(xiàn)非正弦振動，但不可以在線調(diào)節(jié)振幅、頻率和波形，振動精度比較低；數(shù)字液壓缸法有承載能力偏低的缺點。較好的方法是通過液壓伺服系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)在線調(diào)節(jié)振幅和頻率，按工藝要求設(shè)定波形，液壓伺服系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)晶器非正弦振動精度比較高。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，應(yīng)用于直弧形板坯連鑄機(jī)，實現(xiàn)結(jié)晶器非正弦振動曲線，具有體積小，重量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點。
本實用新型的技術(shù)方案是一種板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，該裝置有完全相同的兩個液壓振動機(jī)構(gòu)和一套液壓伺服控制系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)，兩個液壓振動機(jī)構(gòu)左右對稱固定在結(jié)晶器兩側(cè)，該液壓振動機(jī)構(gòu)由固定框架、振動框架、振動發(fā)生裝置、振動導(dǎo)向裝置、結(jié)晶器配水裝置、安裝定位裝置組成，振動框架安裝在箱式結(jié)構(gòu)的固定框架里，振動導(dǎo)向裝置固定在振動框架支座和固定框架支座之間，其特征在于固定框架下安裝有振動發(fā)生裝置的液壓伺服缸，伺服缸活塞桿通過連桿與振動框架連接；振動導(dǎo)向裝置是全板簧式導(dǎo)向裝置，板簧分別安裝在振動框架的兩側(cè)和上下的位置上，兩端分別與固定框架支座和振動框架支座通過銷和螺栓固定；所述的固定框架為凹形箱式結(jié)構(gòu)；所述的振動框架為凸形箱式結(jié)構(gòu)。
如上所述的板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，其特征在于振動框架和固定框架之間有振動質(zhì)量緩沖裝置，振動質(zhì)量緩沖裝置由螺旋彈簧和調(diào)整位置螺栓構(gòu)成，調(diào)整位置螺栓通過圓板壓在螺旋彈簧上，與其栓接的套管為具有內(nèi)螺紋的長套形，套管另一頭焊接有圓板，螺旋彈簧置于該圓板上，螺旋彈簧外有保護(hù)套。振動質(zhì)量緩沖裝置可以產(chǎn)生如下優(yōu)點
1、螺旋彈簧可以補(bǔ)償振動質(zhì)量負(fù)荷，降低常量負(fù)載和載荷幅度。
2、固定位置螺栓可以避免振動導(dǎo)向裝置在非工作狀態(tài)時承受應(yīng)力。
3、保護(hù)套在惡劣的工作環(huán)境下保護(hù)螺旋彈簧免受損壞。
如上所述的板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，其特征在于振動發(fā)生裝置包括液壓伺服缸、液壓伺服控制系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)，自動化控制系統(tǒng)的數(shù)字位置傳感器安裝在液壓伺服缸中心。
如上所述的板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，其特征在于安裝定位裝置由定位楔塊和安裝螺栓組成，兩個定位楔塊構(gòu)成V形，固定在振動框架上，安裝螺栓為吊環(huán)螺栓，通過銷軸與彈簧銷固定在振動框架上。結(jié)晶器安裝在振動框架上用定位楔塊導(dǎo)向，使結(jié)晶器既快速安裝，又精確定位。
本實用新型具有如下優(yōu)點本實用新型可以實現(xiàn)板坯結(jié)晶器的正弦、非正弦和其他函數(shù)曲線的振動波形，可以減少拉坯阻力增加保護(hù)渣的消耗量，增加鑄坯與結(jié)晶器的潤滑，減少漏鋼；液壓伺服系統(tǒng)控制精度高，精確實現(xiàn)工藝要求的波形；板彈簧導(dǎo)向系統(tǒng)無磨損，具有使用性能穩(wěn)定、導(dǎo)向精度高、壽命長的優(yōu)點。
本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。應(yīng)用于板坯連鑄機(jī)，可以大幅提高鑄坯質(zhì)量，更可以適應(yīng)某些可鑄性差的鋼種。
圖1，為本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2，為圖1的剖視圖。
圖3，為本實用新型實施例的振動發(fā)生裝置控制框圖。
在圖1中各標(biāo)號表示固定框架1、振動框架2、結(jié)晶器配水裝置3、振動發(fā)生裝置(液壓伺服缸)4、振動導(dǎo)向裝置5、安裝定位裝置6、振動質(zhì)量緩沖裝置7、螺栓8、銷9、板簧10、間隔板11、振動框架支座12、固定位置螺栓13、法蘭14、固定框架支座15。
在圖2中各標(biāo)號表示圓板16、套管17、螺旋彈簧18、保護(hù)套19、90°彎頭20、水管21、連桿22、保護(hù)套23、圓板24、調(diào)整位置螺栓25、吊環(huán)螺栓與螺母26、銷軸27、彈簧銷28、密封膠圈29、保護(hù)套30、定位楔塊31。
具體實施方式
本實用新型的實施例如圖1、圖2、圖3所示。板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，由固定框架、振動框架、振動發(fā)生裝置、振動質(zhì)量緩沖裝置、振動導(dǎo)向裝置、結(jié)晶器配水裝置、安裝定位裝置組成。通過液壓伺服系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)晶器非正弦振動，在線調(diào)節(jié)振幅和頻率，按工藝要求設(shè)定波形，實現(xiàn)結(jié)晶器非正弦振動，控制精度比較高。結(jié)晶器非正弦振動是結(jié)晶器在振動時，其位移量在與正弦振動相同值的前提下，可以使結(jié)晶器上升具有比下降時間更長的振動波形；連鑄機(jī)拉速越高，保護(hù)渣的消耗量越低，潤滑效果就越差，尤其在結(jié)晶器液面附近發(fā)生漏鋼的危險就越大。結(jié)晶器非正弦振動波形可以使正滑脫時間增長，負(fù)滑脫時間減少，減小拉坯阻力，增加保護(hù)渣的消耗量，提高彎月液面下鑄坯與結(jié)晶器的潤滑，增加鑄坯與結(jié)晶器的潤滑減少漏鋼。液壓伺服系統(tǒng)也可以實現(xiàn)其它完全不同于正弦曲線的波形。
全板簧式結(jié)晶器振動系統(tǒng)是柔性體結(jié)晶器振動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，將四連桿型機(jī)構(gòu)全部用彈簧鋼板代替。全板簧式結(jié)晶器振動導(dǎo)向系統(tǒng)由于是無軸承的振動機(jī)構(gòu)，基本無磨損，具有使用性能穩(wěn)定、整體剛度增強(qiáng)、運(yùn)動精度高、壽命長等優(yōu)點。
參見圖1和圖3。所述的振動發(fā)生裝置包括液壓伺服缸4，圖3中的液壓伺服控制系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)。液壓伺服缸4安裝在固定框架1的下部，活塞桿通過連桿22與振動框架2連接(見圖2)，推動振動框架2上下往復(fù)運(yùn)動。自動化控制是閉環(huán)位控電路系統(tǒng)。數(shù)字位置傳感器安裝在液壓伺服缸中心，用于產(chǎn)生位置回路的反饋信號，該信號是實際位置的真實反映?；芈返脑O(shè)定值不是一個固定設(shè)定點，是由計算機(jī)程序在線產(chǎn)生的時間函數(shù)生成，該函數(shù)表示振動路徑曲線。連續(xù)比較實際值和設(shè)定值，二者之間任何差別立刻加以補(bǔ)償。位置回路的控制是軟件的一部分，能使用任何補(bǔ)償方法，使反應(yīng)時間和系統(tǒng)機(jī)械特性的動態(tài)控制性能匹配。這樣就使兩個液壓伺服缸用同一路徑曲線信號來同步運(yùn)行。位置回路的控制是在計算機(jī)中在線運(yùn)行，嚴(yán)格要求兩個伺服缸動態(tài)性能一致，從而獲得高準(zhǔn)確性和良好的同步操作。計算機(jī)程序的另一功能是在線生成導(dǎo)向函數(shù)(振動路徑曲線)，不僅可以獲得正弦和非正弦函數(shù)，其他的函數(shù)算法也可以獲得，這使人機(jī)對話成為可能。
參見圖1和圖2。所述的振動質(zhì)量緩沖裝置主要由螺旋彈簧18和調(diào)整位置螺栓25構(gòu)成，調(diào)整位置螺栓25通過圓板24壓在螺旋彈簧18上，與其栓接的套管17為具有內(nèi)螺紋的長套形，套管17另一頭焊接有圓板24，螺旋彈簧18置于該圓板24上。螺旋彈簧18外有保護(hù)套19、23。設(shè)計合適的彈簧剛度和彈簧預(yù)緊力，使用調(diào)整位置螺栓預(yù)緊彈簧。螺旋彈簧補(bǔ)償振動質(zhì)量負(fù)荷，降低常量負(fù)載和載荷幅度。在非工作狀態(tài)下，調(diào)整位置螺栓限制振動架相對固定架向上運(yùn)動，這樣與振動框架2和固定框架1之間的固定位置螺栓共同限制了他們之間的相對運(yùn)動，避免振動導(dǎo)向裝置承受應(yīng)力。
參見圖1。所述振動導(dǎo)向裝置是全板簧式導(dǎo)向系統(tǒng)，依靠板簧導(dǎo)向，板簧分別安裝在振動框架2的兩側(cè)和上下的位置上，兩端分別與固定框架和振動架的支座通過銷9和螺栓8固定。每一組由兩塊板簧10疊加在一起，之間有間隔板11，在同側(cè)同一水平面的板簧是分開的。
所述的結(jié)晶器配水裝置由水管、法蘭和密封膠圈組成。水管焊接在振動框架里，用彎頭轉(zhuǎn)換供水方向，依靠法蘭與結(jié)晶器供水系統(tǒng)的金屬軟管連接。安裝結(jié)晶器后由結(jié)晶器壓緊密封膠圈，實現(xiàn)密封的目的。密封膠圈有保護(hù)套，保護(hù)套也有為密封膠圈導(dǎo)向的作用。
所述安裝定位裝置由定位楔塊和安裝螺栓組成。兩個定位楔塊構(gòu)成V形，固定在振動框架上，安裝螺栓為吊環(huán)螺栓，通過銷軸與彈簧銷固定在振動框架上。結(jié)晶器安裝在振動框架上用定位楔塊導(dǎo)向，使結(jié)晶器既快速安裝，又精確定位。
權(quán)利要求1.一種板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，該裝置有完全相同的兩個液壓振動機(jī)構(gòu)和一套液壓伺服控制系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)，兩個液壓振動機(jī)構(gòu)左右對稱固定在結(jié)晶器兩側(cè)，該液壓振動機(jī)構(gòu)由固定框架、振動框架、振動發(fā)生裝置、振動導(dǎo)向裝置、結(jié)晶器配水裝置、安裝定位裝置組成，振動框架安裝在箱式結(jié)構(gòu)的固定框架里，振動導(dǎo)向裝置固定在振動框架支座和固定框架支座之間，其特征在于固定框架下安裝有振動發(fā)生裝置的液壓伺服缸，伺服缸活塞桿通過連桿與振動框架連接；振動導(dǎo)向裝置是全板簧式導(dǎo)向裝置，板簧分別安裝在振動框架的兩側(cè)和上下的位置上，兩端分別與固定框架支座和振動框架支座通過銷和螺栓固定；所述的固定框架為凹形箱式結(jié)構(gòu)；所述的振動框架為凸形箱式結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，其特征在于振動框架和固定框架之間有振動質(zhì)量緩沖裝置，振動質(zhì)量緩沖裝置由螺旋彈簧和調(diào)整位置螺栓構(gòu)成，調(diào)整位置螺栓通過圓板壓在螺旋彈簧上，與其栓接的套管為具有內(nèi)螺紋的長套形，套管另一頭焊接有圓板，螺旋彈簧置于該圓板上，螺旋彈簧外有保護(hù)套。
3.如權(quán)利要求1或2所述的板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，其特征在于振動發(fā)生裝置包括液壓伺服缸、液壓伺服控制系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)，自動化控制系統(tǒng)的數(shù)字位置傳感器安裝在液壓伺服缸中心。
4.如權(quán)利要求1或2所述的板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，其特征在于安裝定位裝置由定位楔塊和安裝螺栓組成，兩個定位楔塊構(gòu)成V形，固定在振動框架上，安裝螺栓為吊環(huán)螺栓，通過銷軸與彈簧銷固定在振動框架上。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于結(jié)晶器配水裝置其特征在于水管焊接在振動框架里，彎頭轉(zhuǎn)換供水方向，密封膠圈具有保護(hù)套。
專利摘要一種板坯結(jié)晶器液壓振動裝置，該裝置有完全相同的兩個液壓振動機(jī)構(gòu)和一套液壓伺服控制系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)，兩個液壓振動機(jī)構(gòu)左右對稱固定在結(jié)晶器兩側(cè)，該液壓振動機(jī)構(gòu)由固定框架、振動框架、振動發(fā)生裝置、振動導(dǎo)向裝置、結(jié)晶器配水裝置、安裝定位裝置組成，振動框架安裝在箱式結(jié)構(gòu)的固定框架里，振動導(dǎo)向裝置固定在振動框架支座和固定框架支座之間，固定框架下安裝有振動發(fā)生裝置的液壓伺服缸，伺服缸活塞桿通過連桿與振動框架連接；振動導(dǎo)向裝置是全板簧式導(dǎo)向裝置，板簧分別安裝在振動框架的兩側(cè)和上下的位置上，兩端分別與固定框架支座和振動框架支座通過銷和螺栓固定；固定框架為凹形箱式結(jié)構(gòu)；振動框架為凸形箱式結(jié)構(gòu)。具有體積小，重量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點。
文檔編號B22D11/114GK2790629SQ200520095869
公開日2006年6月28日 申請日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者李常青, 陶金明 申請人:中冶連鑄技術(shù)工程股份有限公司