CN201632606U - 结晶器振动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种结晶器振动装置，包括主框架、用于放置结晶器的振动台架、仿弧传动装置和伺服液压缸，所述振动台架通过所述仿弧传动装置与所述主框架连接，所述仿弧传动装置包括仿弧板簧和振动臂系统，所述仿弧板簧一端固定在主框架上，另一端与所述振动台架相连，所述振动臂系统的一端与所述振动台架下部支撑点相连，另一端与所述伺服液压缸的动力输出端相连，所述伺服液压缸另一端固定于所述主框架上，其中，所述振动臂系统还包括传动板簧，所述振动臂系统是通过所述传动板簧与所述伺服液压缸的动力输出端相连。本实用新型利用板簧的弹性变形补偿振动的位移量，避免由于摆动影响伺服液压系统的测量精度及使用寿命。

Description

结晶器振动装置

技术领域

本发明涉及冶金行业连续铸钢设备领域，尤其涉及一种结晶器振动装置。

背景技术

在冶金工业中，常采用连铸工艺使钢水成形，也就是钢水经结晶器不断冷却成铸坯。具体来说，在生产铸坯时，液体钢水源源不断地自结晶器上部注入结晶器，经结晶器冷却凝固等作用后，在结晶器内腔下部形成内部为液体钢水的铸坯坯壳，在结晶器下方设置的拉坯机的拖动作用下，铸坯沿着结晶器自上而下连续产出。结晶器在工作时，为使钢水在凝固过程中不与结晶器粘挂，使钢水在结晶器内凝固成坯壳后可以连续的从结晶器内拉出，常采用振动装置使结晶器振动。具体的实现过程为：通过振动装置带动结晶器做上下往复振动运动，结晶器与铸坯没有同步运动过程，但在向下的过程中，仍然有一小段时间内其速度稍微大于拉坯速度，即负滑动运动，从而在坯壳形成过程中产生一段压应力过程，使有断裂倾向的坯壳在结晶器内压和，顺利脱模。结晶器振动的平稳性好坏对铸坯质量和设备正常运转有直接关系。

目前在用于连铸机领域(尤其是小断面连铸机)的结晶器振动装置仍然大多采用机械式驱动，即通过电机传动机械结构的方式带动结晶器振动。这种机构经常有电机、减速器传动由于冲击负荷造成电机烧损和减速器破坏等问题，不能适应现代连铸机高速浇注发展的需要。

针对机械式驱动的缺陷，国内虽然已研究出以伺服液压系统作为动力源驱动的小型结晶器振动装置，但作为动力源的液压缸一般均直接与振动臂刚性相连，由于振动产生的位移量，影响伺服液压系统的测量精度及使用寿命，并且一般只适用布置在外弧侧；内弧布置的振动装置由于外部环境所限，往往载荷条件较差，需要结构更紧凑，常规结构的内弧布置的振动装置在多流情况下还可能产生共振现象，等等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结晶器振动装置，以解决采用伺服液压系统作为动力源进行驱动时所存在的伺服液压系统测量精度不高及使用寿命较短的缺点。同时采用整体框架式结构，解决常规结构的内弧布置的振动装置的结构缺陷。

本实用新型提供了一种结晶器振动装置，用于使结晶器产生振动，包括主框架、用于放置结晶器的振动台架、仿弧传动装置和伺服液压缸，所述振动台架通过所述仿弧传动装置与所述主框架连接，所述仿弧传动装置包括仿弧板簧和振动臂系统，所述仿弧板簧一端固定在主框架上，另一端与所述振动台架相连，所述振动臂系统的一端与所述振动台架下部支撑点相连，另一端与所述伺服液压缸的动力输出端相连，所述伺服液压缸另一端固定于所述主框架上，其中，所述振动臂系统还包括传动板簧，所述振动臂系统是通过所述传动板簧与所述伺服液压缸的动力输出端相连。

所述仿弧传动装置为振动臂系统和仿弧板簧组成的四连杆半板簧仿弧装置，其中，振动臂系统的支点铰接于所述主框架上。

所述结晶器振动装置还包括振动负荷补偿装置，所述振动负荷补偿装置一端与所述振动臂系统相连，另一端与所述主框架相连。

所述振动负荷补偿装置为压缩弹簧组件。

所述仿弧传动装置、主框架、振动负荷补偿装置和伺服液压缸在连铸机内弧单侧布置。

所述伺服液压缸为带有位置反馈和控制阀块液压伺服油缸。

所述伺服液压缸通过法兰与所述主框架固定密闭连接。

所述结晶器振动装置还包括伺服阀液压控制系统，所述伺服液压缸还包括位移传感器，所述伺服阀液压控制系统与所述位移传感器相连。

本实用新型所公开的结晶器振动装置，具有以下特点及有益效果：

(1)利用传动板簧将振动臂系统与伺服液压缸的动力输出端相连，从而利用板簧的弹性变形补偿振动的位移量，使得伺服液压缸系统可固定连接于主框架上，避免了由于摆动影响伺服液压系统的测量精度及使用寿命。

(2)在铸坯的浇铸过程中，利用伺服阀液压控制系统及带位移传感器的液压缸，准确地调整与有效地控制振动频率、振动行程、振动速度变化规律(波形偏斜率)，控制精度高，调整灵活。

(3)监控、操作、调试全过程提供人机接口画面，方便维护；工艺参数可以实时在线修改，并可保存为配方，保证铸坯质量稳定。利用非正弦振动方式产生合理的结晶器振动波形，完全满足各种振动工艺要求的实现。

(4)在线设备体积小、重量轻、维护简单。机械安装精度符合国内制造水平，便于设备维修和替换；关键的密封件、液压阀和位移传感器，均采用优质国外产品，设备可靠性高。即能可靠地控制高频率、小行程；又消除电机、减速器传动由于冲击负荷造成电机烧损和减速器破坏等问题。减少了由于传动装置更换的检修时间，减少了维护备件及其维护运行成本，有效的提高铸机拉速及作业率。

(5)采用四连杆半板簧仿弧装置作为传动装置，仿弧精确、性能稳定，便于更换，互换性好。

(6)内弧布置振动，单流独立框架结构受力合理，采用轮轴等设计为可移出结构时，将有利于结晶器和二冷段的检修和快速更换，不需移出时固定在中间平台便于整体拆装，避免了旧式结构使中包车轨道支撑梁的承受振动交变负荷的结构缺陷，有效地避免了多流铸机共振现象的发生；用杠杆结构使振动能源节省，半板簧结构的四连杆机构支撑轴承数量不多，选用适当并配以油气润滑油，实现足够的寿命保障，节省了铸机配置成本和将来的运行维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的结晶器振动装置结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的主要思想一是利用传动板簧将仿弧传动装置与伺服液压缸的动力输出端相连，从而利用板簧的弹性变形补偿振动的位移量，使得伺服液压缸系统可固定连接于主框架上，避免了由于摆动影响伺服液压系统的测量精度及使用寿命；二是单流独立主框架结构使受力合理，采用为可移出结构时，将有利于结晶器和二冷段的检修和快速更换，不需移出时固定在中间平台便于整体拆装，避免了旧式结构使中包车轨道支撑梁的承受振动交变负荷的结构缺陷。

下面结合附图及优选的实施方式对本实用新型技术方案进行详细说明。

参照图1所示，为本实用新型的结晶器振动装置结构示意图。所述结晶器振动装置包括：振动台架1、主框架2、仿弧传动装置3、振动负荷补偿装置4、伺服液压缸系统5。

所述振动台架1与结晶器相连，所述振动台架1上设有结晶器自动定位和自动接通冷却水的装置。

所述振动台架1放置于所述主框架2上，所述仿弧传动装置3包括仿弧板簧302和振动臂系统，所述仿弧板簧302一端固定在主框架2上，另一端与所述振动台架1相连，所述振动臂系统一端与所述振动台架1相连，另一端与所述伺服液压缸5的动力输出端相连，所述伺服液压缸5另一端固定于所述主框架2上，其中，所述振动臂系统还包括传动板簧303，所述振动臂系统通过所述传动板簧303与所述伺服液压缸5的动力输出端相连。

振动台架1通过仿弧传动装置3与伺服液压缸系统5相连；仿弧传动装置3包括振动臂301与传动板簧303、仿弧板簧302，在本实施例中所述振动臂301的支点铰接于主框架2上。

作为本实施例的一种实现方式，所述仿弧传动装置3为振动臂系统中的振动臂301及仿弧板簧302组成的四连杆支撑仿弧装置，为半板簧导向的支撑框架。当然，具体应用中也可以采用其他的结构形式，比如全板簧导向的支撑框架，同样可以实现本实用新型的目的；

振动臂301及仿弧板簧302均以主框架2为支撑。振动臂301通过轴承及轴与主框架2铰接，仿弧板簧302通过螺栓及销与主框架2连接。设计时考虑了运动部件的平稳，仿弧板簧302考虑了快速更换、准确定位和互换性；仿弧传动装置3所包括的传动板簧303和伺服液压缸5的活塞杆连接，伺服液压缸5支撑于主框架2上，所述伺服液压缸5为带有位置反馈和控制阀块液压伺服油缸；所述伺服液压缸5通过法兰与所述主框架2固定密闭连接。

为提高振动稳定性以及减小振动能源，在主框架2与仿弧传动装置3之间设置了由压缩弹簧组件构成的振动负荷补偿装置4，当然，所述振动负荷补偿装置4也可以采用其他的结构形式，比如橡胶组件等，本实用新型对此不加以限定。

主框架2可由地面地脚螺栓及固定块201固定于混凝土上，当然所述主框架2也可以通过螺栓安装于移动小车上，配以滚轮可以在铸流方向移动；本实用新型对此不加以限定。

所述振动臂301及仿弧板簧302组成的四连杆支撑仿弧仿弧传动装置3、伺服液压缸5及主框架2是在连铸机内弧单侧布置。

在本实施例中还设置了伺服阀液压控制系统，同时所述伺服液压缸5设置位移传感器，伺服阀液压控制系统与所述伺服液压缸5及所述位移传感器相连，利用所述伺服阀液压控制系统对所述伺服液压缸5进行控制，监控、操作、调试全过程提供人机接口画面，从而可以准确地调整与有效地控制振动频率、振动行程、振动速度变化规律(波形偏斜率)，工艺参数可以实时在线修改，并可保存为配方，保证铸坯质量稳定。

以下是本实施例的结晶器液压振动装置的功能参数：

(1)振动频率40～360r/min

(2)振幅：0～±5mm

(3)振动曲线：正弦波或非正弦波，非正弦波最大偏斜率40％

(4)导向精度：铸坯宽度方向：±0.10mm

铸坯厚度方向：±0.10mm

(5)振幅精度：3％(全行程)

(6)相位差：1度

(7)伺服液压缸6通过伺服阀液压控制系统可实现在线调整与优化参数：a.频率b.振幅c.波形偏斜率等。

本实用新型仿弧传动装置固定在内弧侧，由伺服液压缸驱动，可通过伺服阀液压控制系统在线调整参数，实现非正弦曲线振动，使得在结晶器振动过程中，上升运动比下降运动时间长，即具有较长的正滑动时间，结晶器振动速度与拉坯速度之间的速度差较小，钢液与结晶器的摩擦与正弦方式相比有了较大的减轻；同时非正弦振动可使液态保护渣膜向出口方向扩展，有利于保护渣向结晶器与凝固坯壳之间的缝隙渗透，从而改善润滑效果，提高铸坯质量。

此装置安装在二冷室外可不受二冷室内水和蒸汽的影响。内弧布置振动，采用移出或固定方式均可，可广泛用于各种连铸机，特别是对多流连铸机有效的避免了共振现象；用杠杆结构使振动能源节省，半板簧结构的四连杆机构支撑轴承数量不多，选型适当并配以油气润滑油足够的寿命保障，节省了铸机投资和将来的运行维护成本。

本实用新型利用传动板簧将仿弧传动装置与伺服液压缸的动力输出端相连，从而利用板簧的弹性变形补偿振动的位移量，使得伺服液压缸系统可固定连接于主框架上，避免了由于摆动影响伺服液压系统的测量精度及使用寿命。同时本实用新型结构紧凑，稳定性强，不但能实现正弦曲线振动，也可实现非正弦曲线振动，并能通过伺服阀液压控制系统在线调整参数，控制振动频率等，从而有效提高连铸机拉坯速度，改善铸坯质量。本实用新型在受现场环境制约的情况下(特别是场地制约)，可以提供一种更为经济可靠的结晶器液压振动装置。

需要指出的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，而不是对本实用新型技术方案的进一步限定，任何熟悉本领域的技术人员对本实用新型技术特征所做的等同替换或者相应改进，仍在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种结晶器振动装置，用于使结晶器产生振动，包括主框架、用于放置结晶器的振动台架、仿弧传动装置和伺服液压缸，所述振动台架放置于所述主框架上，所述仿弧传动装置包括仿弧板簧和振动臂系统，所述仿弧板簧一端固定在主框架上，另一端与所述振动台架相连，所述振动臂系统一端与所述振动台架相连，另一端与所述伺服液压缸的动力输出端相连，所述伺服液压缸另一端固定于所述主框架上，其特征在于，所述振动臂系统还包括传动板簧，所述振动臂系统通过所述传动板簧与所述伺服液压缸的动力输出端相连。

2.如权利要求1所述的结晶器振动装置，其特征在于，所述仿弧传动装置为振动臂系统和仿弧板簧组成的四连杆半板簧仿弧装置，其中，所述振动臂系统的支点铰接于所述主框架上。

3.如权利要求2所述的结晶器振动装置，其特征在于，所述结晶器振动装置还包括振动负荷补偿装置，所述振动负荷补偿装置一端与所述振动臂系统相连，另一端与所述主框架相连。

4.如权利要求3所述的结晶器振动装置，其特征在于，所述振动负荷补偿装置为压缩弹簧组件。

5.如权利要求3所述的结晶器振动装置，其特征在于，所述仿弧传动装置、主框架、振动负荷补偿装置和伺服液压缸在连铸机内弧单侧布置。

6.如权利要求1至5任一所述的结晶器振动装置，其特征在于，所述伺服液压缸为带有位置反馈和控制阀块液压伺服油缸。

7.如权利要求6所述的结晶器振动装置，其特征在于，所述伺服液压缸通过法兰与所述主框架固定密闭连接。

8.如权利要求1至5任一所述的结晶器振动装置，其特征在于，所述结晶器振动装置还包括伺服阀液压控制系统，所述伺服液压缸还包括位移传感器，所述伺服阀液压控制系统与所述位移传感器相连。

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