專利名稱：板坯結晶器液壓振動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉屬于煉鋼廠板坯連鑄機生產線上的關鍵設備，使結晶器按給定的振 幅、頻率和波形實施有規(guī)律的往復振動。
背景技術：
結晶器振動的目的是便于"脫模"，防止鑄坯在凝固過程中與結晶器銅壁發(fā)生粘結 而出現(xiàn)掛漏鋼事故。目前新型板坯連鑄機均為直弧形，直結晶器有利于鋼水夾雜物的上 浮，有利于鑄坯在結晶器內的全方位對稱均勻冷卻，可以獲得良好的鑄坯質量。
板坯結晶器振動裝置種類很多，目前用于板坯連鑄機的振動裝置按驅動方式有機械 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。結晶器非正弦振動是 結晶器在振動時，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。
連鑄機拉速越高，保護渣的消耗量越低，潤滑效果就越差，尤其在結晶器液面附近 發(fā)生漏鋼的危險就越大。結晶器非正弦振動波形可以使正滑脫時間增長，負滑脫時間減 少，減小拉坯阻力，增加保護渣的消耗量，提高彎月液面下鑄坯與結晶器的潤滑，增加 鑄坯與結晶器的潤滑減少漏鋼。
采用電機驅動的短臂四連桿式和電機驅動的偏心輪為機械振動，不可以在線調節(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。振動導向主要有短臂四 連桿式機構、以及將四連桿機構的上臂用彈簧鋼板代替的半板彈簧式結晶器振動裝置， 這兩種振動系統(tǒng)的導向部件由于磨損產生振動不可控制的運動偏差。
實現(xiàn)結晶器非正弦振動有機械方法、液壓伺服系統(tǒng)和數字液壓缸法。
機械方法雖然可以實現(xiàn)非正弦振動，但不可以在線調節(jié)振幅、頻率和波形，振動精 度比較低；數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)在線調節(jié)振幅和頻率，按工藝要求設定波形，液壓伺服系統(tǒng)實現(xiàn)結晶器非正弦振動精度比較高。
我們在2005年提出了 一項專利申請"板坯結晶器液壓振動裝置" CN200520095869.5。它采用了液壓伺服缸的振動發(fā)生裝置和全板簧式導向裝置，液壓 伺服缸活塞桿通過連桿與振動框架連接； 一個板簧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。但是，由于板簧與振動框架的連接點在液壓伺服缸活塞桿與振 動框架的連接處，及整個裝置的中部，由兩個板簧與固定和振動框架形成的連接方式實 質上是，兩端與固定框架連接，中部與振動框架連接。
發(fā)明內容
本實用新型要解決的技術問題在于提供一種板坯結晶器液壓振動裝置，應用于 直弧形板坯連鑄機，實現(xiàn)結晶器非正弦振動曲線，具有使用性能穩(wěn)定、整體剛度和柔性 增強、運動精度高、壽命長優(yōu)點，更能滿足連鑄工藝的振動頻率要求。
本實用新型的技術方案是 一種板坯結晶器液壓振動裝置，該裝置有完全相同的 兩個液壓振動單元和一套液壓伺服控制系統(tǒng)；兩個液壓振動單元固定在結晶器兩側；每
個液壓振動單元由固定框架、振動框架、振動發(fā)生裝置、振動導向裝置、結晶器配水裝
置、安裝定位裝置和限位裝置組成；振動框架安裝在箱式結構的固定框架里，振動導向 裝置固定在振動框架和固定框架之間，固定框架上安裝有振動發(fā)生裝置的液壓伺服缸， 液壓伺服缸活塞桿通過連桿與振動框架連接；振動導向裝置是板彈簧式導向裝置，板彈 簧分別安裝在振動框架的兩側和上下的位置上，板彈簧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，其特征在于
每個板彈簧的一端與固定框架連接，越過中部的液壓伺服缸活塞桿的板彈簧另一 端與振動框架連接，左右一對板彈簧與振動框架和固定框架的連接位置交錯布置；上下 一對板彈簧與振動框架和固定框架的連接位置交錯布置。
如上所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于下部的振動框架支座用螺栓通過連接板與振動框架相連，中間使用鍵板定位，鍵板通過鍵板螺釘固定在振動框架支 座上。
如上所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于所述的結晶器配水裝置由水 管、膨脹補償器、密封膠圈、接水面板組成，水管垂直焊接在振動框架里，密封膠圈安 裝在與振動框架焊接的接水面板的圓形槽里，膨脹補償器由可伸縮的橡膠制品和兩端的 法蘭組成，補償振動框架和固定框架的相對運動，并實現(xiàn)結晶器水由固定框架和振動框 架的連接。
如上所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于振動框架和固定框架之間有 振動質量緩沖裝置，振動質量緩沖裝置由螺旋彈簧和調整位置螺栓構成，調整位置螺栓 通過上圓板壓在螺旋彈簧上，與其栓接的套管另一頭焊接有下圓板，螺旋彈簧置于該下 圓板上，螺旋彈簧外有保護套，螺旋彈簧下面有調整墊片。
如上所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于固定框架為凹形箱式結構， 振動框架為凸形箱式結構。
如上所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于結晶器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，通過銷軸與卡板固定在振動框架上。
如上所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于所述限位裝置由下限位、上 限位組成，下限位由條形限位板與可以調整高度的墊板及固定螺栓構成，上限位由導向 銷、壓板、可調整高度的墊板及壓緊螺栓構成，振動框架通過下限位的條形限位板與固 定框架剛性碰撞實現(xiàn)向下運動的極限位置限制；振動框架通過與上限位的壓板和焊接于 固定框架一起的導向銷碰撞實現(xiàn)向上運動的極限位置限制；
并具備運輸時及調零后的固定壓板和壓板螺栓，壓板螺栓把固定壓板固定在固定 框架和振動框架之間，保證固定框架和振動框架此處無相對運動。
如上所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于所述的振動框架調整導向裝置由厚度調整墊片、固定螺栓和耐磨板組成，通過調整厚度調整墊片的厚度，控制振動 框架相對于固定框架的位置，并使固定框架與耐磨板摩擦導向。
本實用新型具有如下優(yōu)點本實用新型除了可以實現(xiàn)板坯結晶器的正弦、非正弦 和其他函數曲線的振動波形，可以減少拉坯阻力增加保護渣的消耗量，增加鑄坯與結晶 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)工藝要求的波形外，具有使 用性能穩(wěn)定、導向精度高、壽命長的優(yōu)點，更能滿足連鑄工藝的振動頻率要求。
本實用新型結構緊湊，重量輕。應用于板坯連鑄機，可以大幅提高鑄坯質量，更 可以適應某些可鑄性差的鋼種。


圖l，為本實用新型實施例的整體結構圖。
圖2，為本實用新型的整體立體圖。
圖3，為圖l的剖視圖。
圖4，為限位裝置結構圖。
圖5，為振動框架調整導向裝置結構圖。
具體實施方式
在圖l中各標號的說明固定框架l、振動框架2、結晶器配水裝置3、振動發(fā)生 裝置4、液壓伺服缸4.1、振動導向裝置5、限位裝置6、框架支座7、螺栓8、銷9、板 彈簧IO、間隔板ll、安裝定位裝置12。
在圖2中各標號的說明固定位置螺栓13、振動質量緩沖裝置14、定位楔塊34、 固定壓板35、壓板螺栓36、蓋板47。
在圖3中各標號的說明調整墊片15、下圓板16、套管17、螺旋彈簧18、保護 套19、水管20、膨脹補償器21、連桿22、保護套23、上圓板24、調整位置螺栓25、吊環(huán)螺栓26、銷軸27、卡板28、密封膠圈29、接水面板30、鍵板31、鍵板螺釘32、 連接板33。
在圖4中各標號的說明條形限位板37，墊板39，固定螺栓38,導向銷40，壓 板41，墊板42，壓緊螺栓43。
在圖5中各標號的說明厚度調整墊片44、固定螺栓45，耐磨板46。
本實用新型實施例的板坯結晶器液壓振動裝置，該裝置有完全相同的兩個液壓振 動單元和一套液壓伺服控制系統(tǒng)；兩個液壓振動單元固定在結晶器兩側；每個液壓振動 單元由固定框架l、振動框架2、振動發(fā)生裝置4、振動導向裝置5、結晶器配水裝置3、 安裝定位裝置12和限位裝置6組成；振動框架2安裝在箱式結構的固定框架1里，振 動導向裝置5固定在振動框架2和固定框架1之間，固定框架2上安裝有振動發(fā)生裝置 4的液壓伺服缸4.1，液壓伺服缸4.1活塞桿通過連桿22與振動框架2連接；振動導向 裝置5是板彈簧式導向裝置，板彈簧10分別安裝在振動框架2的兩側和上下的位置上， 兩端分別與固定框架支座和振動框架支座7通過銷9和螺栓8固定，其特征在于-
每個板彈簧10的一端與固定框架1連接，越過中部的液壓伺服缸活塞桿的另一端 與振動框架2連接，左右一對板彈簧10與振動框架2和固定框架1的連接位置交錯布 置；上下一對板彈簧10與振動框架2和固定框架1的連接位置交錯布置。
本實施例中的固定框架1為凹形箱式結構，振動框架2為凸形箱式結構。
本實施例中的振動框架2和固定框架1之間有振動質量緩沖裝置14，振動質量緩 沖裝置14由螺旋彈簧18和調整位置螺栓25構成，調整位置螺栓25通過上圓板24壓 在螺旋彈簧18上，與其栓接的套管17為具有內螺紋的長套形，套管17另一頭焊接有 下圓板16，螺旋彈簧18置于該下圓板16上，螺旋彈簧18外有保護套19、 23，螺旋彈 簧18下面有調整墊片15。調整墊片15可以彌補大型螺旋彈簧18在制造上不可避免的 高度方向的誤差。振動質量緩沖裝置14可以產生如下優(yōu)點
1、 螺旋彈簧18可以補償振動質量負荷，降低常量負載和載荷幅度。
2、 固定位置螺栓25可以避免振動導向裝置5在非工作狀態(tài)時承受應力。
3、 保護套19、 23在惡劣的工作環(huán)境下保護螺旋彈簧18免受損壞。
4、 調整墊片15可以調整螺旋彈簧18的預壓縮量，在兩邊的螺旋彈簧18在不能 完全保證相同的自然高度下，可以保證振動框架2保持水平。
5、 通過調整調整墊片15的高度，可以調節(jié)螺旋彈黌18的預應力，更能夠適應不 同的結晶器重量，尤其在更換澆鑄斷面大的時候具有優(yōu)越性。
本實用新型實施例的具體結構如圖1、圖2、圖3所示。板坯結晶器液壓振動裝置， 由固定框架l、振動框架2、振動發(fā)生裝置4、振動質量緩沖裝置14、振動導向裝置5、 結晶器配水裝置3、安裝定位裝置12及限位裝置6組成。通過液壓伺服系統(tǒng)實現(xiàn)結晶器 非正弦振動，在線調節(jié)振幅和頻率，按工藝要求設定波形，實現(xiàn)結晶器非正弦振動，控 制精度比較高。結晶器非正弦振動是結晶器在振動時，其位移量在與正弦振動相同值的 前提下，可以使結晶器上升具有比下降時間更長的振動波形；連鑄機拉速越高，保護渣 的消耗量越低，潤滑效果就越差，尤其在結晶器液面附近發(fā)生漏鋼的危險就越大。結晶 器非正弦振動波形可以使正滑脫時間增長，負滑脫時間減少，減小拉坯阻力，增加保護 渣的消耗量，提高彎月液面下鑄坯與結晶器的潤滑，增加鑄坯與結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。
參見圖1和圖3。所述的振動發(fā)生裝置4包括液壓伺服缸4.1，液壓伺服系統(tǒng)和自 動化控制系統(tǒng)。液壓伺服缸4.1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3)，推動振動框架2上下往復運動。自動化控制系統(tǒng)控制液壓伺服系統(tǒng)， 在線生成導向函數(振動路徑曲線)，不僅可以獲得正弦和非正弦函數，其他的函數算 法也可以獲得，這使在線人機對話成為可能。參見圖l。所述振動導向裝置5是板彈簧式導向系統(tǒng)，依靠板彈簧10導向，板彈 簧10分別安裝在振動框架2的兩側和上下的位置上，兩端分別與固定框架1和振動框 架2的振動框架支座7通過銷9和螺栓8固定，而且上下左右4個板彈簧分別與固定框 架1和振動框架2的安裝是交錯布置的。本實施例中的，板彈簧是個組合件，每一組件 由兩塊板彈簧IO疊加在一起，兩塊板彈簧10之間有間隔板11，每組板彈簧與振動框架 2和固定框架1之間仍有間隔板11。下部的振動框架支座7用螺栓通過連接板33與振 動框架2相連，中間使用鍵板31定位，鍵板31通過鍵板螺釘32固定在振動框架支座7 上。通過連接板33的連接也便于振動框架2從固定框架1至上而下的安裝。
振動導向裝置5的彈簧鋼板釆用類似于懸臂的方式與固定框架1和振動框架2連 接，與現(xiàn)有技術相比，具有使用性能穩(wěn)定、整體剛度和柔性增強、運動精度高、壽命長 優(yōu)點，更能滿足連鑄工藝的振動頻率要求。
參見圖1和圖2。所述的振動質量緩沖裝置14主要由螺旋彈簧18和調整位置螺栓 25構成，調整位置螺栓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 內螺紋的長套形，套管17另一頭焊接有上圓板24，螺旋彈簧18置于該上圓板24上。 螺旋彈簧18外有保護套19、 23。設計合適的彈簧剛度和彈簧預緊力，使用調整位置螺 栓25預緊螺旋彈簧18。螺旋彈簧18補償振動質量負荷，降低常量負載和載荷幅度。在 非工作狀態(tài)下，調整位置螺栓25限制振動框架2相對固定框架1向上運動，這樣與振 動框架2和固定框架1之間的固定位置螺栓13共同限制了他們之間的相對運動，避免 振動導向裝置5承受應力。
參見圖3。所述的結晶器配水裝置3由水管20、膨脹補償器21、密封膠圈29、接 水面板30組成。水管20垂直焊接在振動框架2里，依靠接水面板30和密封膠圈29與 結晶器供水系統(tǒng)連接。安裝結晶器后由結晶器壓緊密封膠圈29，實現(xiàn)密封的目的。密封 膠圈29安裝在與振動框架2焊接的接水面板30的圓形槽里，接水面板30起到為密封 膠圈29保護和導向的作用。膨脹補償器21由可伸縮的橡膠制品和兩端的法蘭組成，可以補償振動框架2和固定框架1的相對運動，并實現(xiàn)結晶器水由固定框架1和振動框架 2的連接。此種直上直下的結構，可以大大減少外接部件的占位空間，縮小補水裝置的
占位空間，便于快速安裝。
參見圖2，結晶器安裝定位裝置12由定位楔塊34和安裝螺栓組成，兩個定位楔塊 34構成V形，固定在振動框架2上，安裝螺栓為吊環(huán)螺栓26，通過銷軸27與卡板28 固定在振動框架2上。結晶器安裝在振動框架2上用定位楔塊34導向，使結晶器既快 速安裝，又精確定位。
參見圖2及圖4。所述限位裝置6由下限位、上限位組成，下限位由條形限位板 37與可以調整高度的墊板39及固定螺栓38構成，上限位由導向銷40、壓板41、可調 整高度的墊板42及壓緊螺栓43構成，振動框架2通過下限位的條形限位板37與固定 框架1剛性碰撞實現(xiàn)向下運動的極限位置限制；振動框架2通過與上限位的壓板41和 焊接于固定框架2 —起的導向銷40碰撞實現(xiàn)向上運動的極限位置限制。并具備運輸時 及調零后的固定壓板35和壓板螺栓36。固定壓板35具有拉手形狀的槽形？L，便于手動 插拔固定壓板35。壓板螺栓36把固定壓板35固定在固定框架2和振動框架1之間，保 證固定框架2和振動框架1此處無相對運動。
參見圖2及圖5 。所述的振動框架調整導向裝置由厚度調整墊片44、固定螺栓45、 耐磨板46和蓋板47組成，通過調整厚度調整墊片44的厚度，控制振動框架2相對于 固定框架l的位置，并使固定框架2與耐磨板46摩擦導向。并且在振動框架2上開有 方便操作的孔，孔有蓋板47，需要時可以調整振動框架2的位置，該裝置并有輔助導向 功能。
權利要求1、一種板坯結晶器液壓振動裝置，該裝置有完全相同的兩個液壓振動單元和一套液壓伺服控制系統(tǒng)；兩個液壓振動單元固定在結晶器兩側；每個液壓振動單元由固定框架、振動框架、振動發(fā)生裝置、振動導向裝置、結晶器配水裝置、安裝定位裝置和限位裝置組成；振動框架安裝在箱式結構的固定框架里，振動導向裝置固定在振動框架和固定框架之間，固定框架上安裝有振動發(fā)生裝置的液壓伺服缸，液壓伺服缸活塞桿通過連桿與振動框架連接；振動導向裝置是板彈簧式導向裝置，板彈簧分別安裝在振動框架的兩側和上下的位置上，板彈簧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，其特征在于每個板彈簧的一端與固定框架連接，越過中部的液壓伺服缸活塞桿的板彈簧另一端與振動框架連接，左右一對板彈簧與振動框架和固定框架的連接位置交錯布置；上下一對板彈簧與振動框架和固定框架的連接位置交錯布置。
2、 如權利要求1所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于下部的振動框架支座 用螺栓通過連接板與振動框架相連，中間使用鍵板定位，鍵板通過鍵板螺釘固定在振動框架 支座上。
3、 如權利要求1或2所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于所述的結晶器配 水裝置由水管、膨脹補償器、密封膠圈、接水面板組成，水管垂直焊接在振動框架里，密封 膠圈安裝在與振動框架焊接的接水面板的圓形槽里，膨脹補償器由可伸縮的橡膠制品和兩端 的法蘭組成，補償振動框架和固定框架的相對運動，并實現(xiàn)結晶器水由固定框架和振動框架 的連接。
4、 如權利要求3所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于振動框架和固定框架 之間有振動質量緩沖裝置，振動質量緩沖裝置由螺旋彈簧和調整位置螺栓構成，調整位置螺 栓通過上圓板壓在螺旋彈簧上，與其栓接的套管另一頭焊接有下圓板，螺旋彈簧置于該下圓 板上，螺旋彈簧外有保護套，螺旋彈簧下面有調整墊片。
5、 如權利要求4所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于固定框架為凹形箱式 結構，振動框架為凸形箱式結構。
6、 如權利要求5所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于結晶器安裝定位裝置 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，通過銷軸與卡板固定在振動框架上。
7、 如權利要求6所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于所述限位裝置由下限 位、上限位組成，下限位由條形限位板與可以調整高度的墊板及固定螺栓構成，上限位由導 向銷、壓板、可調整高度的墊板及壓緊螺栓構成，振動框架通過下限位的條形限位板與固定 框架剛性碰撞實現(xiàn)向下運動的極限位置限制；振動框架通過與上限位的壓板和焊接于固定框 架一起的導向銷碰撞實現(xiàn)向上運動的極限位置限制；并具備運輸時及調零后的固定壓板和壓板螺栓，壓板螺栓把固定壓板固定在固定框架和 振動框架之間，保證固定框架和振動框架此處無相對運動。
8、 如權利要求7所述的板坯結晶器液壓振動裝置，其特征在于所述的振動框架調整 導向裝置由厚度調整墊片、固定螺栓和耐磨板組成，通過調整厚度調整墊片的厚度，控制振 動框架相對于固定框架的位置，并使固定框架與耐磨板摩擦導向。
專利摘要一種板坯結晶器液壓振動裝置，該裝置有完全相同的兩個液壓振動單元和一套液壓伺服控制系統(tǒng)，兩個液壓振動單元固定在結晶器兩側，每個液壓振動單元的振動導向裝置是板彈簧式導向裝置，板彈簧分別安裝在振動框架的兩側和上下的位置上，固定框架上安裝有振動發(fā)生裝置的液壓伺服缸，液壓伺服缸活塞桿通過連桿與振動框架連接，其特征在于每個板彈簧的一端與固定框架連接，越過中部的液壓伺服缸活塞桿的板彈簧另一端與振動框架連接，左右一對板彈簧與振動框架和固定框架的連接位置交錯布置；上下一對板彈簧與振動框架和固定框架的連接位置交錯布置。能實現(xiàn)結晶器非正弦振動曲線，具有體積小，重量輕、強度高，使用性能穩(wěn)定、整體剛度增強、運動精度高、壽命長等優(yōu)點，更能滿足連鑄工藝的振動頻率要求。
文檔編號B22D11/11GK201239785SQ20082019021
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月13日 優(yōu)先權日2008年8月13日
發(fā)明者劉春武, 孫麗娟, 李富帥, 李常青, 袁清鴻 申請人:中冶連鑄技術工程股份有限公司