RU2160650C1

RU2160650C1 - Mechanism for rocking mold

Info

Publication number: RU2160650C1
Application number: RU99108021A
Authority: RU
Inventors: В.И. Лебедев; А.В. Бессонов; В.А. Левин; В.Г. Макаров; В.С. Луковников; В.И. Карацуба; В.И. Шепелев; А.Л. Угодников; С.Ю. Бойко; А.С. Улитин; В.А. Авласевич; А.В. Мельников; Б.Н. Николаев; В.А. Уйманов; Н.Г. Канев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Товарищество Южно-Уральских Машиностроительных Заводов"
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-12-20

Abstract

FIELD: metallurgy, namely apparatuses for reciprocation motion of spring type molds of continuous casting plants. SUBSTANCE: mechanism includes support frame mounted on base. Packs of leaf springs are secured to frame by means of fastening units. Said packs are arranged along edges of mold and they are spaced one from another in vertical direction. Hydraulic cylinders are mounted under lower packs. Rods of cylinder pistons rest upon corresponding fastening units. Leaf spring packs have two lengthwise parts arranged with mutual gap. Fastening units are provided with vertical stops mounted with gap relative to base of mechanism. Vertical stops have hinged double-arm levers. Spring packs also have tensioning device mounted in frame. EFFECT: enhanced strength of mechanism, possibility for eliminating skewing of mold at continuous casting process. 3 cl, 1 exp, 7 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к устройствам для возвратно-поступательного движения кристаллизатора рессорного типа, преимущественно для установок непрерывной разливки металлов. The invention relates to metallurgy, and more particularly, to devices for reciprocating motion of a spring-type crystallizer, primarily for continuous metal casting plants.

Наиболее близким по технической сущности является механизм качания кристаллизатора, содержащий опорную раму, установленную на основании, прикрепленные к раме упругие элементы, расположенные по краям кристаллизатора и разнесенные по его высоте, крепление кристаллизатора к упругим элементам, крепежный блок, расположенный между соответствующими разнесенными по высоте упругими элементами, а также гидроцилиндры, расположенные под нижними упругими элементами и упирающимися своими поршневыми штоками в соответствующий крепежный блок. Каждый упругий элемент выполнен единым по ширине и жестко закреплен по краям на раме. Верхняя часть поршневого штока выполнена в виде гибкого пружинящего элемента (см. патент РФ N 2118582, кл. B 22 D 11/04, Бюлл. изобр. N 25, 1998). The closest in technical essence is the swing mechanism of the mold, containing a support frame mounted on the base, elastic elements attached to the frame located at the edges of the mold and spaced along its height, mount the mold to the elastic elements, a mounting block located between the respective elastic spaced apart in height elements, as well as hydraulic cylinders located under the lower elastic elements and abutting their piston rods in the corresponding mounting block. Each elastic element is made uniform in width and is rigidly fixed along the edges on the frame. The upper part of the piston rod is made in the form of a flexible spring element (see RF patent N 2118582, class B 22 D 11/04, Bull. Image N 25, 1998).

Недостатком известного механизма являются перекосы кристаллизатора в процессе возвратно-поступательного движения при непрерывной разливке в поперечном и продольном направлениях. Это объясняется тем, что упругие элементы выполнены едиными по ширине, а также тем, что упругие элементы жестко закреплены на раме. В процессе эксплуатации механизма упругие элементы удлиняются под действием динамических нагрузок, что приводит к рассинхронизации движения кристаллизатора по его краям посредством действия гидроцилиндров. Кроме того, выполнение поршневого штока в виде гибкого пружинящего элемента приводит к изменению амплитуды и частоты движения кристаллизатора по его краям от необходимых параметров в продольном и поперечном направлениях. Сказанное вызывает брак непрерывнолитых слитков по наружным и внутренним трещинам, а также приводит к прорывам металла под кристаллизатором. A disadvantage of the known mechanism is the distortion of the mold in the process of reciprocating motion during continuous casting in the transverse and longitudinal directions. This is due to the fact that the elastic elements are made uniform in width, as well as the fact that the elastic elements are rigidly fixed to the frame. During the operation of the mechanism, the elastic elements lengthen under the action of dynamic loads, which leads to the desynchronization of the mold on its edges through the action of hydraulic cylinders. In addition, the implementation of the piston rod in the form of a flexible spring element leads to a change in the amplitude and frequency of the mold along its edges from the necessary parameters in the longitudinal and transverse directions. The foregoing causes the marriage of continuously cast ingots along external and internal cracks, and also leads to breakthroughs of the metal under the mold.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в устранении перекосов кристаллизатора при работе механизма качания в процессе непрерывной разливки, в повышении стойкости механизма, в улучшении качества непрерывнолитых слитков и в сокращении прорывов металла под кристаллизатором. The technical effect when using the invention is to eliminate the distortions of the mold during operation of the swing mechanism during continuous casting, to increase the resistance of the mechanism, to improve the quality of continuously cast ingots and to reduce breakthroughs of the metal under the mold.

Указанный технический эффект достигается тем, что механизм качания кристаллизатора содержит опорную раму, установленную на основании, прикрепленные к раме упругие элементы, расположенные по краям кристаллизатора и разнесенные по его высоте, крепление кристаллизатора к упругим элементам, крепежный блок, расположенный между соответствующими разнесенными по высоте упругими элементами, а также гидроцилиндры, расположенные под нижними упругими элементами и упирающимися своими поршневыми штоками в соответствующий крепежный блок. The indicated technical effect is achieved in that the mold swinging mechanism comprises a support frame mounted on the base, elastic elements attached to the frame located along the edges of the mold and spaced apart along its height, fastening the mold to the elastic elements, a mounting block located between the respective elastic spaced apart height elements, as well as hydraulic cylinders located under the lower elastic elements and abutting their piston rods in the corresponding mounting block.

Каждый упругий элемент выполнен в виде пакета рессор, состоящего из двух продольных частей, установленных с зазором между собой. Каждая часть пакета рессор снабжена натяжным устройством, установленным на раме. Каждый из поршневых штоков состоит из двух частей, соединенных между собой соединительным узлом. Каждый крепежный блок снабжен по краям вертикальными упорами, установленными с зазором с основанием. Каждый вертикальный упор снабжен шарнирными ломающимися двуплечими рычагами, один из которых соединен с вертикальным упором, а другой соединен с основанием. Между рычагами расположена пружина сжатия. Each elastic element is made in the form of a package of springs, consisting of two longitudinal parts installed with a gap between each other. Each part of the spring package is equipped with a tensioner mounted on the frame. Each of the piston rods consists of two parts interconnected by a connecting unit. Each mounting block is provided at the edges with vertical stops installed with a gap with the base. Each vertical emphasis is equipped with articulating breaking two-arm levers, one of which is connected to the vertical emphasis, and the other is connected to the base. Between the levers is a compression spring.

В одном варианте торцы соприкасающихся частей поршневого штока гидроцилиндра выполнены в виде сферы. Каждая часть поршневого штока снабжена гайкой, на которую надет соответствующий полукорпус. Полукорпуса стянуты между собой стяжками. In one embodiment, the ends of the contacting parts of the piston rod of the hydraulic cylinder are made in the form of a sphere. Each part of the piston rod is equipped with a nut, on which the corresponding half-housing is worn. The half-bodies are tightened together by screeds.

В другом варианте торец одной части поршневого штока выполнен в виде сферы, на которую надет полукорпус, при этом сфера частично входит в соответствующую выемку, выполненную в другом полукорпусе, жестко соединенном с другой частью поршневого штока. Между полукорпусами установлена прокладка, а полукорпуса стянуты между собой стяжками. In another embodiment, the end face of one part of the piston rod is made in the form of a sphere on which the half-housing is worn, while the sphere partially enters the corresponding recess made in another half-housing rigidly connected to the other part of the piston rod. A gasket is installed between the half-shells, and the half-shells are tightened together by screeds.

Устранение перекосов кристаллизатора в процессе разливки будет происходить вследствие выполнения пакетов рессорных пружин из двух продольных частей с зазором между ними. В этих условиях увеличивается площадь контакта опор кристаллизатора с пакетами рессор. Кроме того, вследствие наличия подпружиненных ломающихся рычагов устраняется возможность перекоса кристаллизатора в поперечном направлении. Выполнение частей поршневого штока из двух жестких частей, контактирующих между собой без зазоров, обеспечивает движение кристаллизатора с необходимой заданной частотой и амплитудой. The elimination of distortions of the mold during the casting process will occur due to the implementation of packages of spring springs from two longitudinal parts with a gap between them. Under these conditions, the contact area of the mold supports with the spring packs increases. In addition, due to the presence of spring-loaded breaking levers eliminates the possibility of distortion of the mold in the transverse direction. The implementation of the parts of the piston rod of two rigid parts in contact with each other without gaps, provides the movement of the mold with the desired specified frequency and amplitude.

Повышение работоспособности и стойкости механизма качания будет увеличиваться вследствие обеспечения возможности регулирования натяжения пакетов рессорных пружин посредством натяжных устройств. The increase in the operability and durability of the swing mechanism will increase due to the possibility of regulating the tension of the spring spring packages by means of tensioning devices.

Анализ научно-исследовательской и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого механизма с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of the research and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the claimed mechanism with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертежи, на которых показано:
фиг. 1 - схема механизма качания кристаллизатора, продольный разрез А-А;
фиг. 2 - то же, вид в плане;
фиг. 3 - то же, разрез Б-Б;
фиг. 4 - то же, разрез В-В;
фиг. 5 - то же, разрез Г-Г;
фиг. 6 - то же, разрез Д-Д, один вариант соединительного узла;
фиг. 7 - то же, разрез Д-Д, второй вариант соединительного узла.The following is an embodiment of the invention, not excluding other options within the claims, with reference to the drawings, which show:
FIG. 1 is a diagram of a mold swing mechanism, a longitudinal section AA;
FIG. 2 - same, plan view;
FIG. 3 - the same, section BB;
FIG. 4 - the same, section bb;
FIG. 5 - the same, section GG;
FIG. 6 - the same, section DD, one version of the connecting node;
FIG. 7 - the same, section DD, the second variant of the connecting node.

Механизм качания кристаллизатора состоит из рамы 1, пакетов рессорных пружин 2 и 3, крепежного блока 4, вертикальных упоров 5, рычагов 6 и 7, пружин 8, неподвижных упоров 9, пластин 10, подвижных упоров 11, болтов с гайками 12, клинового соединения 13, частей поршневого штока 14 и 15, соединительного узла 16, гидроцилиндров 17, упоров основания 18, полукорпусов 19, 20, 21 и 22, стяжек 23 и 24, полусфер 25, гаек 26, сферы 27, прокладки 28, накладок 29. Позицией 30 обозначены широкие рабочие стенки кристаллизатора, 31 - узкие рабочие стенки, 32 - опорные плиты широких рабочих стенок, 33 - опорные плиты узких рабочих стенок, 34 - опорные плечи опорных плит, 35 - стяжки с гайками, 36 - основание механизма, δ зазор. The swing mechanism of the mold consists of frame 1, packages of spring springs 2 and 3, mounting block 4, vertical stops 5, levers 6 and 7, springs 8, fixed stops 9, plates 10, movable stops 11, bolts with nuts 12, wedge joints 13 , parts of the piston rod 14 and 15, the connecting unit 16, the hydraulic cylinders 17, the stops of the base 18, the half-shells 19, 20, 21 and 22, the couplers 23 and 24, the hemispheres 25, the nuts 26, the spheres 27, the gaskets 28, the linings 29. Position 30 wide working walls of the mold are indicated, 31 - narrow working walls, 32 - base plates of wide working walls, 33 - base plates of narrow working walls, 34 - base shoulders of base plates, 35 - couplers with nuts, 36 - base of the mechanism, δ clearance.

Механизм работает следующим образом. The mechanism works as follows.

Пример. Опорная рама 1 опирается на основание 36 в виде металлоконструкций установки непрерывной разливки стали, например, с радиальной технологической осью. В кристаллизатор подается сталь марки Ст3сп и вытягивается из него слиток сочетанием 200-1700 мм² со скоростью 0,6 м/мин. Кристаллизатор состоит из медных водоохлаждаемых широких 30 и узких 31 стенок. Рабочие стенки соответственно прикреплены шпильками к опорным плитам 32 и 33, которые стягиваются между собой стяжками 35. Опорные плиты 33 снабжены опорными плечами 34, при помощи которых кристаллизатор крепится на механизме качания при помощи клиновых соединений 13. К рабочим стенкам 30 и 31 подводится и отводится охлаждающая вода по гибким трубопроводам (не показано).Example. The support frame 1 rests on the base 36 in the form of metal structures of a continuous casting steel, for example, with a radial technological axis. Steel of the St3sp grade is fed into the mold and an ingot is drawn from it by a combination of 200-1700 mm ² at a speed of 0.6 m / min. The mold consists of water-cooled copper wide 30 and narrow 31 walls. The working walls are respectively fastened by pins to the base plates 32 and 33, which are pulled together by tie rods 35. The base plates 33 are provided with support arms 34, by means of which the mold is mounted on the swing mechanism by means of wedge connections 13. The working walls 30 and 31 are brought and retracted flexible cooling water (not shown).

По краям кристаллизатора расположены пакеты рессорных пружин 2 и 3. Концы пакетов 2 и 3 жестко укреплены на подвижных упорах 11 при помощи пластин 10. Пакеты рессорных пружин 2 и 3 состоят из двух продольных частей с зазорами между собой. Подвижные упоры 11 подвижно соединены с неподвижными упорами 9, которые жестко соединены с рамой 1. При помощи болтов с гайками 12 производится регулирование необходимого натяжения пакетов рессорных пружин 2 и 3. Along the edges of the mold are packages of spring springs 2 and 3. The ends of the packages 2 and 3 are rigidly mounted on the movable stops 11 by means of plates 10. The packages of spring springs 2 and 3 consist of two longitudinal parts with gaps between them. The movable stops 11 are movably connected to the fixed stops 9, which are rigidly connected to the frame 1. By means of bolts with nuts 12, the necessary tension of the packages of spring springs 2 and 3 is adjusted.

Пакеты рессорных пружин 2 и 3 разнесены по высоте кристаллизатора и крепятся сверху и снизу к раме 1, между которыми установлен крепежный блок 4, соединенный с нижним пакетом рессорных пружин 3 при помощи накладок 29. К верхней части блока 4 крепится пакет рессорных пружин 2 и опорное плечо 34 кристаллизатора при помощи клинового соединения 13. Крепежный блок 4 по своим краям снабжен вертикальными упорами 5, установленными с зазором δ к упорам 18 основания 36. Зазор δ составляет 5-7 мм, при этом упоры 18 служат аварийными упорами для крепежного блока 4 через вертикальные упоры 5 вместе с кристаллизатором. The packages of spring springs 2 and 3 are spaced along the height of the mold and are mounted on top and bottom to the frame 1, between which a mounting block 4 is connected, connected to the lower package of spring springs 3 by means of overlays 29. A package of spring springs 2 and a support are attached to the upper part of block 4 the crystallizer arm 34 by means of a wedge connection 13. The fixing block 4 is provided at its edges with vertical stops 5 mounted with a gap δ to the stops 18 of the base 36. The gap δ is 5-7 mm, while the stops 18 serve as emergency stops for the mounting block 4 Cut vertical stops 5 together with the mold.

Вертикальные упоры 5 снабжены шарнирными ломающимися двуплечими рычагами 6 и 7, укрепленными соответственно на каждом вертикальном упоре 5 и упоре 18. Между рычагами 6 и 7 установлены пружины сжатия 8. Наличие рычагов 6 и 7 с пружиной 8 между ними позволяет устранить перекосы кристаллизатора в поперечном и продольном направлении, а также сгладить динамические возмущения в механизме в процессе качания кристаллизатора. The vertical stops 5 are equipped with articulating breaking two-arm levers 6 and 7, respectively mounted on each vertical stop 5 and stop 18. Compression springs 8 are installed between the levers 6 and 7. The presence of levers 6 and 7 with a spring 8 between them eliminates the distortions of the mold in the transverse and longitudinal direction, as well as smooth out dynamic disturbances in the mechanism during the swing of the mold.

Крепежный блок 4 соединен с гидроцилиндром 17 при помощи поршневого штока, состоящего из двух частей 14 и 15, соединенных между собой при помощи соединительного узла 16, выполняемого в двух возможных вариантах, показанных на фиг. 6 и 7. Гидроцилиндры 17, расположенные по краям кристаллизатора на основании 36, снабжены синхронизирующими системами (не показаны). Амплитуда качания кристаллизатора составляет 2-5 мм, частота - 70-400 кач/мин, давление жидкости в гидроцилиндре - до 15 МПа. The fixing block 4 is connected to the hydraulic cylinder 17 by means of a piston rod, consisting of two parts 14 and 15, interconnected by means of a connecting unit 16, made in two possible variants, shown in FIG. 6 and 7. The hydraulic cylinders 17 located at the edges of the mold on the base 36 are provided with synchronization systems (not shown). The swing amplitude of the mold is 2-5 mm, the frequency is 70-400 kach / min, the fluid pressure in the hydraulic cylinder is up to 15 MPa.

В первом варианте (фиг. 6) торцы соприкасающихся без зазора частей 14 и 15 поршневого штока выполнены по полусфере 25 и каждая часть штока 14 и 15 снабжена гайкой 26, на которые надеты соответствующие полукорпуса 19 и 20. Указанные полукорпуса стянуты между собой стяжками 23 в виде болтов и гаек. In the first embodiment (Fig. 6), the ends of the piston rod parts 14 and 15 contacting without a gap are made in a hemisphere 25 and each part of the rod 14 and 15 is equipped with a nut 26 on which the corresponding half-bodies 19 and 20 are put on. These half-bodies are tightened together by ties 23 in the form of bolts and nuts.

Во втором варианте (фиг. 7) на торце одной части 14 поршневого штока выполнена сфера 27, на которую надет полукорпус 21. Сфера 27 частично входит в соответствующую выемку, выполненную в другом противоположном полукорпусе 22, жестко соединенным с другой частью 15 поршневого штока. Между полукорпусами 21 и 22 установлена, например, металлическая прокладка 28 с возможностью изменения ее толщины в пределах 1-10 мм. Полукорпуса 21 и 22 стянуты между собой стяжками 24 в виде болтов и гаек. In the second embodiment (Fig. 7), at the end of one part 14 of the piston rod, a sphere 27 is made, on which the half-housing is worn 21. The sphere 27 partially enters the corresponding recess made in the other opposite half-housing 22, rigidly connected to the other part 15 of the piston rod. Between the half-shells 21 and 22, for example, a metal gasket 28 is installed with the possibility of changing its thickness within 1-10 mm. The half-shells 21 and 22 are tightened together by couplers 24 in the form of bolts and nuts.

Приведенные выше варианты конструкции соединительного блока 16 позволяют частично отклоняться частям поршневого штока 14 и 15 друг от друга по продольной оси, что позволяет компенсировать неточности изготовления и монтажа механизма качания кристаллизатора в целом. The above design options for the connecting block 16 allow the parts of the piston rod 14 and 15 to partially deviate from each other along the longitudinal axis, which allows you to compensate for inaccuracies in the manufacture and installation of the swing mechanism of the mold as a whole.

Применение изобретения позволяет повысить качество непрерывнолитых слитков на 5-10%, сократить количество прорывов металла под кристаллизатором на 2-3% и повысить стойкость механизма на 20-30%в The application of the invention improves the quality of continuously cast ingots by 5-10%, reduces the number of metal breakthroughs under the mold by 2-3% and increases the resistance of the mechanism by 20-30%

Claims

1. The swing mechanism of the mold, containing a support frame mounted on the base, elastic elements attached to the frame located along the edges of the mold and spaced along its height, mount the mold to the elastic elements, a mounting block located between the respective elastic elements spaced apart in height, as well as hydraulic cylinders located under the lower elastic elements and abutting their piston rods in the corresponding mounting block, characterized in that each elastic element is made in the form of a package of springs, consisting of two longitudinal parts installed with a gap between each other, each part of the package of springs is equipped with a tension device mounted on the frame, each of the piston rods consists of two parts interconnected by connecting nodes, each mounting block is provided at the edges vertical stops installed with a gap with the base, while each vertical stop is equipped with articulating breaking two-arm levers, one of which is connected to the vertical stop, and the other is connected to the base m, wherein between the arms is located a compression spring.

2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the ends of the contacting parts of the piston rod of the hydraulic cylinder are made in the form of a sphere, each part of the piston rod is equipped with a nut, on which the corresponding half-housing is worn, while the half-housing is tightened together by ties.

3. The mechanism according to claim 1, characterized in that the end face of one part of the piston rod is made in the form of a sphere on which the half-housing is worn, while the sphere partially enters the corresponding recess made in another half-housing rigidly connected to the other part of the piston rod, a gasket is installed between the half-shells, and the half-shells are tightened together by screeds.