专利名称：连续浇铸结晶器振动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种连续浇铸结晶器振动装置，该振动装置用于使水冷结晶器相对凝固的铸坯进行往复运动，防止铸坯与结晶器粘结及造成铸坯表面缺陷的产生。特别是本实用新型与具有预先选定的弧线形浇注半径的一类连铸机相关，在此类连铸机中，铸坯从弧形结晶器中被引导并通过一个预定的弯曲浇铸半径拉出，并在水平位置被切割成需要的长度。
过去，结晶器被安放在一个具有弯曲半径的长梁上，长梁的旋转中心轴位于圆心位置。结晶器被安装在梁的端部，并在振动期间随着梁运动。由于这种梁相当长，并相应带来了许多机械上的困难，例如，梁长度的变化，疲劳以及轴承上的荷载等。因此这种设计是不实际的。
前述的这些问题，至少有一部分问题已经由采用一对短臂连杆机构的设计所解决，连杆机构外延支撑结晶器，并布置在结晶器与圆弧中心之间。这些短臂连杆相互之间成倾斜并指向弧形圆弧中心。这一改进，已在活格尔的美国专利No.3，343，592中进行了很好的说明。由于结晶器移动行程很小(在1.27至12.7毫米之间)，所以从浇铸圆弧转变为短臂连杆的位移偏差是非常小，这种沿着浇铸半径的位移偏差是允许的。但是，销轴接点设计带来了某些不希望有的间隙。对此，必须进行严格的控制，才可使该方法进行实际应用。由于连铸车间的操作条件恶劣，包括在极高的温度、湿度和磨损性尘埃的环境中，使得振动装置处于被频繁维修的状态中。
塔卡什·卡瓦卡米的美国专利No.4，456，052中，在短臂连杆设计中增加了液压缸用于补偿轴承间隙。
目前的趋势是增加连续浇铸结晶器的振动频率，允许的频率最高已达到每分钟400次。这种要求就完全导致了采用多偏心的新设计，如卡佐克斯的美国专利No.4，480，678，虽然这是一种改进，但它是一个价格昂贵，机构复杂的设备，并需要严格的维修。有些已被采用的建议是在这个领域中采用片状弹簧，如克洛梅特赛维等人的美国专利No，3，644，409和萨克的德国专利DE3000，117。这些弹簧处于既受压应力，又受拉应力的状态。因此，它们只局限在不能超出片状弹簧弯曲负荷极限的情况下使用。
本实用新型的目的是致力于解决上述所存在的种种问题而提供一种连续浇铸结晶器振动装置，其结构简单，并且能使结晶器产生一个稳定和不需要维修的易于调整振幅的高频率振动。
本实用新型的目的是以如下方式达到的一种连续浇铸结晶器振动装置，包括导向机构和使结晶器相对铸坯振动的振动驱动机构，其特征在于该导向机构包括第一和第二拉伸元件，第一拉伸元件具有一个内端及一个外端，该外端被固定连结到固定的外部框架上，该内端与结晶器固定连接在一起；第一拉伸元件布置在第一个半径上，它指向连铸机浇注半径的圆心；第二拉伸元件的两端均与固定的外部框架固定连接，且其中至少有一端是通过一拉力调节件与外部框架固定连接；该第二拉伸元件的中段与结晶器固定连接，该第二拉伸元件设置在连铸机浇注圆心的另一个半径上。
本实用新型的目的还可以如下方式达到所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述的振动驱动装置包括由安装在平台上的马达及减速箱带动的传动轴，在该传动轴上设置有一偏心的驱动轮，该驱动轮在一个垂直平面上旋转，在该驱动轮上部设置一随动件，该随动件保持与该驱动轮贴紧，该随动件的一端枢接在一个固定在外部框架上的销轴上；固定在结晶器下部的托架通过一过渡件与该随动件联动并保持接触状态。
所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述装设振动驱动机构的平台与一调节螺杆枢接，该调节螺杆通过带蜗齿的螺母与一蜗轮啮合，而连接在支座上，该支座固定在外部框架上；所述的平台则安装在一旋转平台上。
所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述的第一拉伸元件、第二拉伸元件连接在一振动台上，所述结晶器与该振动台固定连接。
所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于第二拉伸元件在其两端之间的位置处与结晶器振动台的延伸臂相连接。
所述的连续结晶器振动装置，其特征在于所述第一拉伸元件由一个沿垂直于结晶器振动台方向延伸的不锈弹簧钢板条组成。
所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述第二拉伸元件是一对平行的元件，它们保持一个间距并布置在结晶器振动台的同一侧。
所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述第二拉伸元件由两个的不锈弹簧钢板条所组成，每个板条的一端固定在固定外部框架上，另一端共同连接在结晶器振动台的延伸臂上。
本实用新型的优点主要是本实用新型提供了一个简单的机械结构，由于所有移动件之间均无间隙。因此，可控制结晶器的运动在额定范围内。只要拉伸元件使用在不超过其破坏极限的应力条件下，整个机构可以长时间的工作并不需要进行维修。还可以预期，由于拉伸元件始终只承受拉应力，结晶器振动台的承载能力将大大提高，并且结晶器的振幅可以在操作中随时进行调整，这将大大促进操作条件的改善。
应当理解到对以上所述的选定的具体方案，在以后实施时，可能会有一些变化，它仍属本专利范围内。作为一个明显的例子，由拉伸元件组成的结晶器导向件可能以常规的由不同形式的偏心传动机构及各种类型的往复运动油缸所组成的振动传动装置组合。
在上述选定的具体方案说明中，一个偏心轮带动一个一端用销轴固定的随动件，使偏心轮与销轴的距离的改变是由将偏心轮装在一个可旋转的台架上来实现的。当然，也可以将偏心轮装在一个由轨道及支撑的可移动平台上使偏心轮相对于随动件进行直线移动。
此外，也应理解到振动驱动装置也可以布置在结晶器的外弧侧，在此情况下，拉伸元件可能要进行重新布置，使其保持拉伸状态。
附图的图示说明
图1是本实用新型装设在连铸机及其结晶器上的局部剖视图。
图2是
图1的2－2剖视图。
图3是
图1的3－3剖视图。
图4是图3中的拉力调节件的放大视图。
图5是
图1的5－5剖面处放大比例的侧示图。
图6是
图1沿箭头6方向放大的俯视图。
图7－9是本实用新型中带有偏心件的振动驱动装置相应于额定振幅，较小振幅和较大振幅时处于不同位置的示意图。
图10、11分别表示本实用新型在振幅处于最上及最下位置时的示意图。
本实用新型将结合附图实施例作进一步说明如下首先参见
图1～图3，一台连铸机包括一个水冷结晶器20，结晶器20的内壁，目前均制成呈轻微的弧形曲线。弧形的引锭杆从结晶器20的底部送入结晶器，在结晶器20上面由中间罐26或其他常规方法连续注入结晶器20中钢水，形成了在结晶器上部的熔池24。铸坯22被引锭杆本身和辊子(图中未显示)，按常规方法沿着预定的弧形通道被拉出，该通道的弯曲半径为R，其圆心为C。
结晶器20设置在结晶器振动台28上，它包括一个水平平台10，一个向下延长的支脚32，一个突出部34沿平台30的宽度方向延伸。另一对延伸件36垂直于支脚32并固定在支脚32上。两个延伸件36呈平行，并保持间距地被安置在振动台28的同一侧。一个托架38从支脚32下面延伸出来，并设置在延伸件36的下面。
本实用新型包括一振动驱动机构和结晶器导向机构，它们是安装在如
图1所示的一个有后墙40的固定框架上。
图1中部份前墙42及下底板44被切去。结晶器20与其相连的结晶器振动台28是通过拉伸元件46，48a，48b，50a，50b(图3)从一端连接到固定框架上，每个拉伸元件均按其所在位置通过圆心C的半径来布置。
第一拉伸元件46的内端面被紧固件54固定在突出部34和板52之间，第一拉伸元件46的外端面，被紧固件60固定在支座56和板58之间，支座56固定设置在固定框架的后墙40及前墙42之间。从图2中可很清楚看到，第一拉伸元件46，由一块矩形板条组成，它沿结晶器振动台28的平台30的宽度方向伸展出来。该矩形板是由弹簧不锈钢制成，并经过硬化处理。
第二拉伸元件48包括二个弹簧不锈钢板条48a和48b，它们的一个端面固定在外部固定框架上，而它们的另一端共同固定在延长件36的一端。第二拉伸元件的板条48a的一个端面夹在支座62和板64之间，由紧固件48的板条48a和结晶器20联结而运动，并且夹设在延伸件36形成的腿68和板70之间，由紧固件72联结。第二拉伸元件48的板条48b，同样地联接至结晶器延伸件36，并同样固定在腿68和板70之间。板条48b的另一端连接在一个拉力调节件74上，拉力调节件的长度可用数字指示，它被固定在后墙40上。
图4为拉力调节件74的放大图。该第二拉伸元件48的板条48b与吊耳76由贯通销78连接(在图中用虚线表示)。该吊耳76处于导向套管80的内部，导向套向80联结在支座82上，该支座82是固定在外框架的后墙40上。螺杆84从支座82和导向套管80穿过，并固定在吊耳76中。一个蝶形弹簧垫圈86套在螺杆84上，并插在支座82和调节螺母88之间。用来调整吊耳76的位置和给第二拉伸元件48的板条48b施加预应力(拉力)。第二拉伸元件48的板条48b所需伸长量可以按需要由在螺纹杆84上的螺母88的各种指示位置来调节。
成对的延伸件36分别与各自的第二拉伸元件48、50相联结。附加的第二拉伸元件50连接到固定框架及结晶器振动台28上的方式完全与第二拉伸元件48相同，它要求相同的另件并在图中用同样的指示件号表示。
图1中的振动驱动机构90可由结合图5及图6进行详细说明。振动驱动机构90包括安装在平台94上的马达92，和将传动轴96与减速器100相连接的联轴器98，减速箱100被一个沿纵向拉开间距的托架102支撑在平台94上。一个偏心的驱动轮(或称为凸轮)104在一个垂直平面上进行旋转，传动轴106连接在减速箱100的输出轴上，一个可旋转的随动件108前端为一个长条形，它安装在销轴110上，销轴110安装在支座112上，支座112安装在后墙40上，后墙40固定在一个与前墙42相联的外部框架上。一个板弹簧114，固定在随动件108的自由端，板弹簧114通过紧固件116以及上面的压板118与随动件108相连接。该板形弹簧114的另一端固定在前墙42上。穿过板弹簧114的紧固件120与压板122使板弹簧114固定在前墙42上。因此，板弹簧114总是使随动件108被压紧到驱动轮104上。
过渡件124为一个摇杆，设置在随动件108与托架38之间，托架38与振动台28的支脚32固定相连。另一个附着在托架38上每一侧的板弹簧126，使过渡件124连在托架38上。紧固件128、130及其相应的压板132、134，使过渡件124与托架38相联结。一对间距固定的销子136，分别设置在二个板138上的滑槽内。二个板138分别固定在托架38及随动件108上，用于使托架38与随动件108互相对准。
平台94是可转动的固定在一个旋转平台140上，平台94在旋转平台140上的位置，由图中的选择件142来确定，选择件142的一端通过一个支座146连在平台94上，另一端通过蜗轮150固定在固定框架的前墙42上。带螺纹的调节螺杆144通过带蜗齿的螺母148与蜗轮150啮合连至支座152上，支座152是固定在前墙42上，调节螺杆144的轴向位置可通过蜗轮150的旋转进行调节。
通过旋转蜗轮150而调节螺杆144的轴向位置，从而改变平台94相对于一个弧形位置箭头154所指示的径向位置。结果是在旋转平台140上，驱动轮104的位置可以进行选择。在图6中，驱动轮104的不同位置被虚线划出。
参见图7至图9，根据驱动轮104与过渡件124之间的位置关系，调节结晶器20的振幅，以及在随动件108中间的位置，以及过渡件124与旋转轴110的相对位置。在图7中，随动件108将沿垂直高度按幅度X0而上下运动，X0值相当于驱动轮104的偏心距，这样结晶器20也按相当于X0的振幅而振动。在图8中，驱动轮104移至远离旋转轴110的位置上，随动件108在过渡件124处的垂直运动的幅度变为X1，它小于驱动轮104的偏心距X0，结晶器20的振幅相应的减少至X1，在图9中，驱动轮104的位置移至靠近旋转轴110，随动件108在过渡件124处的垂直运动的幅度变为X2，X2大于驱动轮104的偏心距X1，这时，结晶器20的振幅具有较大的值X2。
因此，可以理解到结晶器20的振幅可以用简单的旋转平台94的角度来改变，这可以在连铸机操作过程中进行。在操作过程中，根据浇注速度及振动频率，可以随时调节振幅从而可更好的控制铸坯22的表面质量。
在振动过程中，随动件108处于上行程位置时，结晶器20的振动台28被带至
图10中所表示的上倾斜位置处，这时第一拉伸元件46限制振动台28沿一条平行于从圆心C至第一拉伸元件46形成的半径方向运动，与此相似。第二拉伸元件48及50，也限制振动台28沿平行于从圆心至第二拉伸元件48及50所形成的半径方向运动，其结果使振动台28被导向绕浇注圆心C运动。实施上，上述拉伸元件的实际运动，总是沿着由其长度定义的半径而进行的，但实际上，由于上述拉伸元件长度与振幅行程之比高达2001，因此由于弧线偏差造成的误差可以忽略不计，并在所要求的振动允许误差范围以内。还应指出，第一拉伸元件46是一钢板，它沿半径方向运动时具有弹性，但沿振动台28的横向方向是完全刚性的。这一设计特征使结晶器振动台28具有极高的横向偏摆稳定性。不论结晶器振动台28是处在上振动行程的上部倾斜位，(如
图10所示)或处在如
图11所示的下部倾斜位，第一拉伸元件46始终处于受拉伸的状态下，借助于调节螺母88，进行预加拉应力，使第二拉伸元件48，50也处于拉伸状态。在振动过程中，蝶形弹簧垫圈86用于改变第二拉伸元件48及50的长度，由于长度变化极小(在0.127毫米范围内)，因此，第二拉伸元件48及50的长度变化可由组成该元件的弹簧钢材料的弹性变形所补偿。由于第二拉伸元件的预紧力，它可使结晶器振动台28稳定地处于工作条件下。结晶器振动台运转过程中的机构力的分析表明，结晶器20及结晶器振动台28的合成质量造成一个顺时针(向下)方向的合成力距。在第一及第二拉伸元件所产生的反时针方向的平稳力距恰是以其拉应力形成的。由于第二拉伸元件48及50的自由端是被紧固在固定的外延框架上，而在中部与结晶器振动台28的延伸件36相联，因此第二拉伸元件48，50可始终保持在拉伸应力状态下，任何作用在第二拉伸元件上的压缩力，均被拉力调节件74产生的预加拉应力抵消。通常，振幅在1.27至12.7毫米之间，振动频率相应在40至400次／分之间变化。它们随浇注速度而改变。
权利要求1.一种连续浇铸结晶器振动装置，包括导向机构和使结晶器相对铸坯振动的振动驱动机构，其特征在于该导向机构包括第一和第二拉伸元件，第一拉伸元件具有一个内端及一个外端，该外端被固定连结到固定的外部框架上，该内端与结晶器固定连接在一起；第一拉伸元件布置在第一个半径上，它指向连铸机浇注半径的圆心；第二拉伸元件的两端均与固定的外部框架固定连接，且其中至少有一端是通过一拉力调节件与外部框架固定连接；该第二拉伸元件的中段与结晶器固定连接，该第二拉伸元件设置在连铸机浇注圆心的另一个半径上。
2.按权利要求1所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述的振动驱动装置包括由安装在平台上的马达及减速箱带动的传动轴，在该传动轴上设置有一偏心的驱动轮，该驱动轮在一个垂直平面上旋转，在该驱动轮上部设置一随动件，该随动件保持与该驱动轮贴紧，该随动件的一端枢接在一个固定在外部框架上的销轴上；固定在结晶器下部的托架通过一过渡件与该随动件联动并保持接触状态。
3.按权利要求2所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述装设振动驱动机构的平台与一调节螺杆枢接，该调节螺杆通过带蜗齿的螺母与一蜗轮啮合，而连接在支座上，该支座固定在外部框架上；所述的平台则安装在一旋转平台上。
4.按权利要求1所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述的第一拉伸元件、第二拉伸元件连接在一振动台上，所述结晶器与该振动台固定连接。
5.按权利要求4所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于第二拉伸元件在其两端之间的位置处与结晶器振动台的延伸臂相连接。
6.按权利要求5所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述第一拉伸元件由一个沿垂直于结晶器振动台方向延伸的不锈弹簧钢板条组成。
7.按权利要求4所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述第二拉伸元件是一对平行的元件，它们保持一个间距并布置在结晶器振动台的同一侧。
8.按权利要求7所述的连续浇铸结晶器振动装置，其特征在于所述第二拉伸元件由两个的不锈弹簧钢板条所组成，每个板条的一端固定在固定外部框架上，另一端共同连接在结晶器振动台的延伸臂上。
专利摘要本实用新型涉及一种连续浇铸结晶器振动装置，至少由两个拉伸元件组成导向机构，它们布置成始终承受拉伸应力的状态，拉伸元件布置在从浇铸半径的圆心处延伸出来的各自半径上。振动驱动机构是由偏心轮及由偏心轮推动的随动件组成。布置在随动件及结晶器之间的过渡件传递振动运动至结晶器，振动的振幅可借助于调节件改变偏心轮至随动件旋转端的距离而改变。本实用新型可使结晶器产生一个稳定和不需要维修的高频振动。
文档编号B22D11/04GK2176855SQ9321253
公开日1994年9月14日 申请日期1993年5月14日 优先权日1993年5月14日
发明者冈瑟·O·贝伦斯 申请人:冈瑟·O·贝伦斯