CN101389425A - 振动台 - Google Patents

Abstract

用于大方坯或小方坯生产设备的振动台，包括位于至少一个水平面上的杆对，所述杆对组成结晶器的弹性支撑件，进而将振动导向在仅在铸造方向，所述杆对组成拉杆－撑杆系统，在弯曲时其作用，使得所述台具有高抗扭刚性和横向刚性。结晶器的高精度导向使得其振动只发生在铸造方向。

Description

振动台

技术领域：

本发明涉及振动台，特别是用生产大小方坯的设备的使得结晶器振动的振动台。

背景技术：

多篇专利文献已经描述了传统振动台。其中US5642769描述了一个连续铸造设备，其包括一个结晶器振动和导向机构，该机构安装在一个支撑结构上。所描述的振动台包括：

-一个固定到工厂地面或地板上的支撑结构，

-一个在所述第一结构和一个结晶器之间的支撑结构，

-以及结晶器本身。

这个中间支撑结构可以在液压或机械致动装置作用下振动，其分别通过第一和第二弹性膜连接到固定的结构和结晶器。

结晶器导向机构包括第二膜，其与第一膜一样，有环形盘状弹簧制成。这个环形盘通过机械固定装置在其内边近端与结晶器相连，在其外边近端与中间支撑结构相连。

这个振动台仍然具有一些缺点。

第一个缺点是其在固定到地面的结构和可动的中间结构之间设有弹性膜件。膜的使用使其不能得到非常大的振动，这是因为膜的摆动受限于其屈服点。这个膜必须在弹性场吸收所有导向离，而且在内孔膜的每一点都是受压的，不仅仅是沿径向受牵引，而且沿圆周方向受邻近点牵引；额外的压力使其到达屈服点，然后膜断裂。

第二个缺点是膜与固定结构和可动结构的连接必须通过大量的螺钉、销钉或其它机械夹持装置，需要在有限的膜厚度内分布由振动导致的力引起的负载。

这个振动台另一缺点是使得在例如改变产品规格时更换结晶器的操作很不方便。此外，振动台的结构使其不能容置弯曲的结晶器。

最后，另一缺点是加压的冷却水除了在将固定到地面的结构连接到可动中间结构的膜的下部施加明显的力，限制了结晶器的良好操作，水自身也产生非预期的惯性和附加力，对机构的动态有负面影响。

另一种振动台存在轴承，会磨损，缺点是需要频繁维护，明显消耗时间和费用。此外，在钢材铸造过程中，非预期的振动台运动会由于轴承间隙而产生，这个值会在高振频下被放大。

试图克服上述缺点的振动台描述中US5623983。然而其缺点是庞大的结构和极大的总重。需要很高的致动力，即很大的振动控制力。此外，有高惯性下高交替弯曲压力使得弹簧的寿命有限。仍可观察到结晶器从预设轨迹偏离和位移，热影响明显感觉得到。最后，这种台的结构使得更换结晶器操作很难。

因此需要生产一种创新的振动台来克服前述不便。

发明内容：

本发明的首要目的是制造一种用于小方坯或大方坯生产设备的振动台，其具有高抗扭刚性和横向刚性并使得具有高结晶器导向精度，进而使得仅在铸造方向有宽幅振动。

另一目的是制造一种振动台，其具有明显简洁的结构，并且没有会磨损的机械构件，例如轴承、旋转销钉、接合件、滑轨等，进而无需维护，明显节约时间和金钱。

本发明旨在通过权利要求1所述的振动台克服前述缺点，该振动台包括：

-一个可动结构，其插入在一个固定在地面上的支撑结构中，可动结构包括一个结晶器，该结晶器限定了一个铸造方向并有横向于铸造方向设置的第一弹性装置导向振动，

-致动装置，传递在垂直方向的交替脉冲到结晶器，使其振动，

特征在于所述第一弹性装置包括偶数对第一弹性杆和偶数对第二弹性杆，所述第一杆对相间设置在两个彼此平行并从铸造方向等距的第一面，所述第二杆对被相间设置在两个彼此平行且从铸造方向等距的第二面上，所述第二面基本垂直于所述第一面给予所述台预设的相对于铸造方向的抗扭刚性和横向刚性以使得结晶器只在铸造方向振动。

明显简洁的结构是源于将结晶器夹持装置(即“卡盘”)夹紧到所述振动台的装置。结晶器夹持装置结合有一个结晶器，该结晶器包括在其一端的一个结构，这个结构形成一个歧管用来输送和分配至少一种结晶器冷却液，特征在于由液压装置将所述结晶器夹持装置夹紧到振动台的可动结构。

优选的，结晶器对准和导向件的结构优选为圆形或扁平形成对弹性杆，使得可以实现仅在铸造方向上的振动的最佳导向，排除绕垂直于铸造轴方向上的任何转动，这些转动可由拉杆和撑杆在弯曲时合力形成的扭矩产生。

此外，这样的杆使得整个可动结构，包括结晶器夹持装置，具有高横向刚性。

本发明的振动台除了保证高抗扭刚性和横向刚性，还使得可以获得如下优点：

-由于机构的运动及其重量被减少到最小，所以惯性低；

-不包括固定安装的电磁搅拌器大约只有1600kg的低总重，差不多是传统台的可动部分的一半；

-与具有膜的台(膜摆动受限于其屈服点)相比可以在更宽的振动下操作；

-可以预设半径进行圆弧振动，即容置曲线型结晶器，这是因为可以相对于有共同转动轴的水平面倾斜设置导向件；

-可在结构内安装搅拌器，例如在生产特定和特质钢产品时，防止其因例如高热载，漏钢等原因受损；

-由于液压支架夹紧系统被置于台的顶部，当磨损或规格改变时可以快速更换结晶器。

另一优点表现为，液压运动缸由互锁板簧而不是销钉或其他机械构件，例如轴承或接合件连接到所述结构，不需要维护。由于振动台完全没有转动构件，其可以消除由于间隙导致的非预期运动(间隙值会随时间而变大，发生高频振动)。

本发明的振动台设有直线或弯曲结晶器框架，在其厚度内设有纵向冷却孔，这使得可以允许由进入孔中的冷却液的压力导致的壁的微变形，因而具有更高的整体刚性。优选的的，所述液体的输送歧管是结晶器夹持装置的一部分，通过所述液压支架固定到台上：如果没有完全排除的话，所用固定螺钉和螺栓减少到最小，所需的置换时间也降低到最小。因此相对于已知技术，冷却水对运动机构的动态没有负面影响。

从属权利要求描述了本发明优选实施例。

附图说明.

本发明进一步的特点和优点在振动台优选但非限制性的实施例的详细描述下会更明显，这些非限制性实施例由附图图示出来，其中：

图1为本发明振动台的垂直剖视图；

图2为沿图1中振动台A-A面对剖视图；

图3为本发明振动台的变形的垂直剖视图；

图4为图1中振动台组件的第一实施例的垂直剖视图；

图5a图4中振动台组件第二实施例的垂直剖视图；

图5b为图4中组件第二实施例的变形。

具体实施方案:

图1显示一个振动台，整体标号1，其具有一个固定到地面的外部承载结构10或第一支撑结构。一个第二中间支撑结构20，可容置一个管状结晶器30于一个结晶器夹持装置或卡盘34中，该夹持装置设有一个歧管7用于输送和分配至少一种结晶器的冷却液，与外部承载结构10配合。结晶器30和歧管7通过一个上部封闭法兰38紧固接合。

第二结构20以及容纳有结晶器30点结晶器夹持装置34的振动源于一个振动控制器，该振动控制器包括例如一对液压致动装置3，例如液压缸。这个液压致动装置3有互锁板簧连接到地面，并在其另一端由互锁板簧连接到作为可动件的第二结构20。在这样的振动控制器中完全没有轴承、销钉、接合件或其他机械构件，没有了这样部件的间隙，没有磨损，无需频繁维护。

为了避免结晶器30从预期轨道(优选为沿着结晶器30限定的铸造方向或轴X)偏离，设有第二结构20的弹性导向件11，11’，12，12’，在其中空腔容置有结晶器夹持装置34，弹性导向件通过液压支架15或其他机械装置与之紧固。

导向件11，11’，12，12’，例如为互锁圆形或扁平的弹性杆，如图1、2所示设置。

在优选实施例中，弹性导向件优选包括4对第一弹性杆11，11’和4对第二弹性杆12，12’。第一和第二杆的对数可以不同，但是任何情况下都是偶数。

4对第一弹性杆11，11’成对分别设置在两个彼此平行且平行于轴X并与轴等距的第一垂直面。类似的，4对第二弹性杆12，12’成对分别设置在两个彼此平行且平行于轴X并与轴等距的第二垂直面；所述第二面基本垂直于所述第一面。

杆11，11’，12，12’，例如圆形杆或其他具有扁平截面(例如矩形)的杆，在其第一端被固定到结晶器夹持装置34的第二支撑结构20，即固定到振动台的可动部分，在其第二端被固定到外部承载结构10或第一支撑结构。

用于将杆固定到支撑结构20的结构由例如焊接到所述结构上的支架组成，该支架设有通孔用于插入杆；杆末端有螺纹，由螺母将其锁定在之间上。

将杆固定到外部承载结构10也由类似系统完成，即将杆螺纹端插入结构的厚度内，由螺母锁定。

在每个第一和第二垂直面，对杆的上部杆(设于结晶器头部附近)与对杆的下部(设有结晶器底部附近)之间的距离优选相同。第一弹性杆11，11’彼此平行，第二弹性杆12，12’也一样。

弹性杆的设置使得在横向于铸造方向X或振动方向的方向上不能弯曲，只在方向X弯曲。

一个实施例使用板簧或类似弹簧作为结晶器30的弹性导向件。

优选的，在每个第一和第二垂直面上，每对弹性杆中每一个的第一端被固定到台的可动部分，其第二端固定到固定部分，同一对中紧邻的杆的相应端采用与其相反的方式设置，分别位于第一和第二面上的相应杆对相对于铸造方向或轴X是非对称的(例图1、2中的杆12，12’)，这使的结晶器30的振动只能沿着铸造轴X的方向。

事实上，成对的弹性杆11，11’，12，12’的结构使得可以对抗平行于铸造方向X的扭矩。由于这个扭矩，杆的一半被牵引，用作拉杆，另一半被压缩，用作撑杆。

本发明振动台的第二实施例在第二支撑结构20中容置有弯曲的结晶器。这样的台的一个实施例显示在图3中。在这个情况下，优选在两个第一垂直面上设有2对第一弹性导向件35，35’(例如为互锁弹性圆形或扁平的弹性杆)，每对具有预设的斜率，绝对值相等，但相对于垂直于铸造方向X的水平面与其它对成反向。在每个第一垂直上2对第一弹性杆35，35’分别具有一个想象的交叉点37，该点限定了共同转动中心。两个转动中心设置在位于所述水平面上的转动轴上且垂直于铸造方向或轴X，以使得台按照预设弯曲半径进行圆弧振动。

通常，在每个第一垂直面上的成对第一弹性杆35，35’彼此不平行，他们具有不同的斜率，他们的想象交叉点限定了一个想象的共同转动中心。

与第一实施例类似，设有4对第二弹性杆36，36’，分别位于两个彼此平行且平行于轴X且欲所述轴等距的第二垂直面上；所述第二面基本垂直于所述第一面。第二弹性杆36，36’不同于第一杆35，35’，其为水平设置且彼此平行。

还是在这个实施例，在每个第一和第二垂直面上每对弹性杆中每一个具有固定到台的可动部分的第一端和固定到固定部分的第二端，同对中紧邻杆的相应端采用与此相反的方式设置，分别位于第一和第二面上的成对的相应杆相对于铸造方向或轴X是非对称的，使得结晶器30的振动只沿铸造轴X的方向，依照预设完全半径的圆弧运动，该半径与弯曲的结晶器半径相等或不等。

在本发明的振动台的所有实施例中，使用明显简化的弹性导向件及其特定结构使得结晶器有相当高导向精度，并明显减少振动对铸件的影响。

本发明的振动台还由于上述改进使得结构更简洁和紧凑，振动频率超过6Hz，高于常规的4Hz。

由于本发明的台的可动部分的紧凑性和低重量，无需另外提供弹性装置，例如压缩弹簧或空气弹簧或板簧，减轻了结构的重量。

在生产铸件例如特殊钢和优质钢时使用电磁搅拌器4，其设于外承载结构10和中间支撑结构20之间，不受热负载影响。不计搅拌器4的振动台总重大约1600kg，差不多是传统振动台的一半。

本发明振动台另一优点原因可以用简单操作将直线型或曲线型结晶器30容置在第二支撑结构20中。

事实上，结晶器夹持装置34由表面60(用作支撑结构20的支撑)以及液压支架15被固定到振动台1，还有用于输送冷却液的环形歧管7，该歧管由融化或焊接结构而成且环绕结晶器头。

结晶器30优选为单片型，其厚度内设有纵向冷却孔5：这使得可以得到更小的壁变形，这是因为冷却液的压力作用在孔5内，因而更有刚性。这个更大的刚性也使得结晶器和液钢直接热交换更好，进而得到更少的铸件菱形变形及其更好的产品外部质量；这类结晶器结构可以随时间维持其锥度。

纵向冷却孔5(初级冷却)靠近结晶器的内壁6，具有更好的热交换(液钢的热量从结晶器内部向外部的传递)。纵向孔5游戏彼此平行且平行于铸造方向或轴X。

初级冷却液(通常为水)由一个未示出的软管通过环形歧管7的第一输送腔31从上到下的导入孔5。从上到下的输送使得结晶器上部热交换更好。

结晶器夹持装置34的内壁和结晶器30的外壁优选限定了一个导管5’用于再升高初级冷却液，在结晶器30底部相应处所述导管与孔或通道5相通。

优选的，环形歧管7还包括回路腔32(用于初级冷却液)和一个第二输送腔33(用于次级冷却液，优选为未处理的水)，次级冷却液输送到喷头40(在结晶器30底部与轧辊50相应设置)穿越另一个导管或几个导管5”(位于结晶器夹持装置34厚度内)，以便立即冷却刚出结晶器的小方坯。同样的水在外面冷却轧辊。

三腔歧管7和位于结晶器壁以及结晶器夹持装置的厚度内的相应孔或导管使得整个振动台更紧凑，减少了中间支撑结构20的重量，因此减少了台的可动部分的惯性。，

优选腔31，32，33设置在环形歧管7内部，相对铸造方向彼此同心。在一个垂直于铸造方向X的面上，结晶器30可具有例如圆形或正方形或矩形或其它形状。

本发明的振动台优选容置其它结晶器夹持装置34实施例，如图5a和5b所示。

图5a所示结晶器夹持装置设有冷却液输送歧管7(优选但不必须为环形)，其只包括初级冷却液输送腔31和所述液体的回路腔32。除了位于结晶器30厚度内的纵向孔或通道5，只有一个或多个导管5’设置卡盘34中用于再升高初级冷却液。还是在这个情形下，在与结晶器30底部相应出纵向孔5与导管5’相通。

优选的，次级冷却，即用未处理的水冷却刚出结晶器的连续锭和轧辊50底部，这是有一个或多个与结晶器低端相应设置的外部水输送歧管完成的。

图5a所示第一变形设有一个固定到容纳有结晶器夹持装置的振动台外部支撑结构10(固定于地面)的外部歧管70。在这个第一实施例中，外部歧管由环形腔70组成，由管80输送加压冷却液(通常为未处理水)。在其内部所述环形腔70设有复数个孔100用于形成朝向轧辊50底部和连续锭的射流。

图5b所示的第二变形，设有管80’向环形歧管90输送，然后输送到喷嘴200(在结晶器30底部与轧辊50相应)。

优选的，这个结晶器夹持装置的第二实施例两个变形使得可以得到更紧凑的歧管7，整体尺寸减少，卡盘-结晶器复合体总重低。

在有喷嘴所有变形中以及穿孔腔变形中，次级冷却系统被固定到振动台的支撑结构，其相对于锭模其它部分不振动，减少了台可动部分的振动惯性。

另一优点是这样外部次级冷却系统不用与结晶器一起更换，可以在所有铸造阶段使用。

Claims (12)

1.振动台包括

-一个可动结构(20)，其插入一个支撑结构(10)，该支撑结构固定到地面上，所述可动结构(20)包括一个结晶器(30)，该结晶器限定了一个铸造方向(X)并由设置于横向于铸造方向的第一弹性装置(11，11’，35，35’，12，12’，36，36’)导向振动，

-致动装置(3)，传递在基本垂直方向的交替脉冲到结晶器(30)，使其振动，

特征在于所述第一弹性装置包括偶数对第一弹性杆(11，11’，35，35’)和偶数对第二弹性杆(12，12’，36，36’)，所述第一杆对相间设置在两个彼此平行且从铸造方向(X)等距的第一面上，所述第二杆对被相间设置在两个彼此平行且从铸造方向(X)等距的第二面上，所述第二面基本垂直于所述第一面给予所述台预设的相对于铸造方向的抗扭刚性和横向刚性以使得结晶器(30)只在铸造方向(X)振动。

2.如权利要求1所述的振动台，其中每对弹性杆中每一个设有固定到可动结构(20)的第一端和固定到支撑结构(10)的第二端，同一对中另一杆相应端采用与其相反的方式设置。

3.如权利要求2所述的振动台，其中第一和第二杆对的设置分别与第一和第二面相应，且在相对于铸造方向(X)的方向不对称。

4.如权利要求3所述的振动台，其中设有第二弹性装置将致动装置(3)连接到地面。

5.如权利要求4所述的振动台，其中结晶器(30)被容置在一个结晶器夹持装置(34)中，该夹持装置通过包括液压支架(15)的固定装置固定到可动结构(20)。

6.如权利要求5所述的振动台，其中偶数对的第一和第二弹性杆是4对。

7.如权利要求6所述的振动台，其中成对的第一弹性杆(11，11’)彼此平行。

8.如权利要求6所述的振动台，其中位于第一垂直面上的成对的第一弹性杆(35，35’)彼此不平行，其想象的交叉点(37)限定了共同转动中心。

9.如权利要求1-8中任一所述的振动台，其中所述弹性杆(11，11’，35，35’，12，12’，36，36’)具有圆形截面。

10.如权利要求1-8中任一所述的振动台，其中所述弹性杆(11，11’，35，35’，12，12’，36，36’)具有扁平的矩形截面。

11.用于将一个结晶器夹持装置(34)固定到如权利要求1的振动台的装置，所述结晶器夹持装置(34)接合有一个结晶器(30)，并包括在其相应一端的用于向至少一个结晶器输送冷却液的外壳(7)，特征在于设有液压固定装置用于固定(15)所述结晶器夹持装置(34)到振动台的一个可动结构(20)。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述的液压固定装置是一个液压支架(15)。

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