板坯连铸结晶器振动装置
板坯连铸机结晶器与零段的定位改造
直 至 上述 ８ ｍｍ的间隙 。结 晶器 的对 中装 置和零段 的上部偏 心轴 是间隙配合 尺寸 ，结 晶器 与振动 装置 的定 销轴也 是间 隙 配合 尺寸 ， 因此安装 结晶器 时要克服 零段 的倾 翻力矩 ， 使零段
０ 引 言
晶器往往需耗时 ６ ｈ以上 ， 严重影 响正 常生产 。
韶钢炼钢 厂 １ 机是由达涅利设计制造 的 Ｒ６ ． ５ ｍ ｘ ｌ ５ ０ ｍｍ ｘ
另外 ，由于零段上部 １ ５ Ｏ ｍｍ的耳 轴与上部 支撑座之 间
有约 ８ ｍ ｍ的空隙 ， 零段 （ 重８ ｔ ） 产生 的倾 翻力矩通过结 晶器对
板 坯连铸机 结晶器 与零段 的定位 改造
廖勉 东 ， 梅 明友 ， 米保 军
（ 广 东韶钢松 山股份有 限公 司炼钢厂 ， 广东韶 关 摘 ５ １ ２ １ ２ ３ ）
要： 通过 零段 、 振动装置和结 晶器 ３个部件 定位 装置的改造 ， 结晶器的更换 时间缩短 ， 振动装置滚动体 （ 导向装置 ） 的使 用寿命提
高， 实现 了结 晶 器 与 零段 的 独 立更 换 。
关键词 ： 板坯连铸 ； 结晶器 ； 零段 ； 定位
中图分类号： Ｈ■ ７ ７ 文献标 识码 ： Ｂ
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ６ ２ １ ／ ｊ ． ｅ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ ０ ０ １ — ０ ５ ９ ９ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ６ ． ４ ４
次， 每天 清理 ８次 ， 每次 清理物 料 影响 时间约 １ ０ ｍｉ ｎ ，每天影 响时间 ８ ０ ｍｉ ｎ 。仅 以功率较小
用于直弧形板坯连铸机的结晶器振动装置的优化设计
顺利 的生产需进 行经常性 的维护工作 和准备大量 的备件 。另
由于振 动装置在 生产时需 连续 不断地工作 ，较高 的负荷 也导 致 了大量 的能耗 ， 于 国家 目前倡导 的节 能方 针也相背离口 对 。
动轨迹 成
的要 求 ， 振 幅为 ±４ｉ 的条件 下 ， 晶器 外弧 铜板 的水 平 在 ｌ Ｔ ｍ 结 偏差应 达到小 于 ０１ ． ｍｍ的工艺要求 。综合工 艺布置 、 备制 设 造 和精度要 求等 因素 ， 最终确定 了摆 动臂长度 为 １ ０ ０ｍｍ， ５ 此 时 ， 晶器外弧 铜板的水平偏差 为 ００ 结 ． ｍｍ。从 实际生产 情况 ４ 来看 ， 铸坯表 面完全达到设计要求 。 （ ） 晶器鞍座上设 置了定位块。 ２结 通过 转动结 晶器上 的活
３ 设计 要 点
３ １ 针 对 直 弧 形 连 铸 机 系 统 的 优 化 设 计 ．
（ ） 满足直 弧形 连铸机 的振动轨迹 和铸坯 表面质 量 的 １为 要求 ， 优化 了四连杆 中各 连杆的长度和传动 的杠 杆 比。振动装 置 的四连杆部 分 ，被 设计成 为对 边相等 的平 行 四边 形式且初 始状态 为一边水 平 的矩形 ，使得关 键 的结 晶器外弧铜 板的运
接水系统 的冷 却水管路 和密封圈 ， 实现 了结晶器 的快速更换 。
（ ） 四连杆 机 构 和传动装 置 之 间 ， 计 了过 载保 护装 ３ 在 设
作者 简介 ： 穆学锋 （９ ５ ）男 ，Ｅ 人 ， １７ 一 ， ｊ京 工程师 ， 硕士 ， 机电一体化专业 ， 究方 向： 研 连铸 机设备设计 。
１ 全 弧 形 四连杆 式 结 晶器 振 动装 置 的不 足 之处
目前 已 投 产 的采 用 四连 杆 式 结 晶 器 振 动装 置 的 连 铸 机 系
毕业设计(论文)-结晶器振动机构设计[管理资料]
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摘要四偏心板坯连铸机快台在连续铸钢中有及其重要的作用。
其振动装置用来支撑结晶器，使结晶器上下往复运动，从而使脱模更容易。
本设计主要是针对结晶器振动台振动系统的总体设计，其中包括：总体传动方案的设计以及正弦式振动方式的选择；偏心轴材料的选择，结构设计以及轴上零件的布置和装配方案，偏心轴受力分析和校核；偏心轴上零件，如轴承和键的选用及其校核。
另外，还包括振动系统其它重要零件如销轴及板弹簧的设计等。
如何对偏心轴上偏心距的设计是每个设计者应该考虑的问题。
其中要考虑到不同偏心距对振幅的影响以及振动台是否能实现预定的轨迹。
振动方式为正弦振动，可以通过调整振源机构的振幅来调整结晶器的振幅，在设计偏心轴时，要设计不同振幅所需要的不同偏心距。
振动系统是长期使用的，由于所受的是动载荷，容易受到磨损，会减少其使用寿命。
故在设计的时候，要考虑其使用年限，尤其是转动的部件，如轴承，偏心轴。
关键词：结晶器；振动装置；偏心轴；四偏心轮振动机构；板弹簧AbstractFour quick sets eccentric slab caster acts a very important role in continuous casting. The vibration device is used to support crystallizer，crystallizer is reciprocated up and down，then it makes stripping paper mainly aims at the general design of crystallizer vibration table vibration system，including design of general transmission program and selection of the sinusoid vibration mode；selection of eccentric shaft material，the structure design，arrangement and assembly project of elements on shafts，the force analysis and checking of eccentric shafts；selection and checking of elements on eccentric shafts，such as the bearing and ，design of other important elements of vibration system is included，such as the pin and plate spring and so on.Every designer should consider how to design the eccentric distance of the eccentric shaft，taking into account the impact of different eccentric distance on amplitude and whether vibration table achieves a prescribed vibration mode is the sinusoidal vibration，amplitude of crystallizer is adjusted by rectifying the amplitude of vibration source eccentric shafts，the eccentric distance that different vibration amplitude needs is designed.The vibration system is used for long it bears the dynamic load，it is easy to abrade，and its service life is the service life is considered in the design，especially the rotating components such as bearing and eccentric shaft.Key Words: Crystallizer；Vibration device；Eccentric shaft；Four eccentric wheel vibration mechanism；Plate spring目录1绪论 (1)课题的研究意义和目的 (1)课题的研究意义 (1) (1) (2)结晶器振动概述 (2) (3) (3)结晶器振动装置的发展 (4)结晶器非正弦振动的分类 (5) (5) (5) (6)2结晶器振动台振动系统方案设计 (7) (8) (8) (9) (11)外侧机构参数确定方法 (11)内侧机构参数确定方法 (13) (16) (16)3振动台偏心轴的设计 (17) (17) (17) (17) (18) (18) (19) (19) (25)4偏心轴上零件设计计算 (26)联轴器的选择 (26)轴承的选择及寿命校核 (26)轴承1的选择及其校核 (27)轴承2的选择及其校核 (28)键的选用及校核 (30)本章小结 (30)5偏心轴上零件设计计算 (31)支架处销轴的设计及其校核 (31)销轴外的缓冲器设计及其校核 (32)板弹簧的设计及其校核 (33)本章小结 (36)6 结论与展望 (37)结论 (37)展望 (37)参考文献 (38)致谢 ..................................................... 错误!未定义书签。
连铸机结晶器液压振动停振现象分析
作者简介 ： 张友坡 （ ９９ 。 。 １７ 一）男 山东 郓城人 。０ １ ２ ０ 年毕业 于东北 大学 流体传动及控制专业 。现 为济钢第 三炼钢厂助理工程师 ， 从事液压
２ 停振现象分析
４２ 翻钢 机改造 ． 将 由一根 分为 两根 ，方 便安 装和调 整 ；钢板加 厚， 增加 梁 的强 度和 刚度 。 在翻钢 机拨爪 两侧焊加 两 块三角加强板 ， 增强抗变形能力。
能满足 一般 的伺服 系统 ，但 由于本 系统 中的伺 服 阀 尺 寸不大 ， 该过滤 器难 以达 到理想效 果 。
过 滤 器
应伺服阀的阀芯位置故障报警 。 停振故障发生后 ， 如果 立即将操作开关复位后 ， 再重新启 动故障有时会消 除。
表 １ ２０ ０ ６年结 晶器 振动 停振 的统 计 项 目 第 １季度
改造前
改造后
构 简单 ， 护方 便 ， 证 了钢坯 的热装 热 送 ， 大 降 维 保 大 低 了后 续工序 的能 源消耗 ， 提高 了产能 。
图 ３ 拨爪 改造 前后 对 比
７８
维普资讯 ຫໍສະໝຸດ 张友坡 连铸机结晶器液压振动停振现象分析
２０ ０ ７年第 ４期
中圈分类号 ：Ｆ ４ ． Ｔ３ １ ６ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （０ ７ ０ － ０ ８ ０ １０ － ６ ０ ２ ０ ）４ ０ ７ － ２
济 南钢铁 （ 团 ） 司第 三炼钢 厂连铸 结 晶器 振 集 公 动是从 国外引进 的先进 技术 。该 系统 自投 入使用 以 来 ， 直存在着 突发性 的停振 现象 ， 一 容易造 成铸机 断 流、 断浇 的事故发 生 ， 响了连铸机 的正常生产 。 影
０ ． ５～±６ｍ ， 频为 ４ ｍ）振 ０～３ ０次 ， ｉ ， ０ ｍ ｎ 自动无 级可 调 。振动 液压 缸尺 寸为 １ ５ｄ９ ｍ Ｘ２ ｍ， ２／ｐ ０ｍ ５ｍ 液 压系统 工作压 力 ２ ａ ０ＭＰ 。
钢铁连铸中振动台的具体作用
钢铁连铸中振动台的具体作用CSP连铸机结晶器振动台振动机构的原理及特性，针对振动台设计的不足，对振动台振动液压缸的位置传感器内置形式及扇形段锁紧夹安装布置进行了改造及优化，为连铸机振动台的设计、改造，取得了较好效果。
关键词：CSP连铸机；结晶器；振动台；维护 1 引言邯郸钢铁公司薄板坯连铸机是从德国西马克公司引进的，其结晶器振动台是由伺服控制液压驱动的短四连杆机构，采用伺服控制、液压驱动的方式获得了高频小振幅的振动特点，提高了振动台在连铸生产过程中的振动精度及运行可靠性。
2 CSP连铸机结晶器振动台及其特点2.1 组成及振动机构的原理(1)振动台的组成。
CSP连铸机结晶器振动台由2套振动机构成，对称分布在结晶器两侧。
同时，还包括结晶器的对中锁紧装置及扇形段1的支撑锁紧装置。
薄板坯连铸机结晶器、扇形段需经常拆装维修，故四连杆振动装置安装在结晶器外侧，以便于吊装。
(2)振动机构的原理。
图1示出了结晶器振动结构的振动原理，每套振动机构由振动台连杆框架、连杆、液压缸组成。
其中，A、B、C、D为4个绞接点组成的平行短四连杆机构。
在浇注过程中，周期性振动是由2个液压缸驱动的短连杆机构，从而使结晶器振动台及其上面的结晶器按设定频率和振幅周期性振动，两侧液压缸的同步是靠计算机来控制的。
每个独立振动装置(左手侧和右手侧)包括液压缸，安装在同一个基础框架上，这些基础框架提供一个稳定的基础，不受热变形影响。
2.2 振动机构的特点(1)高频、小振幅。
(2)液压驱动比较平稳，冲击力较小。
(3)液压缸的动作是由先导型伺服阀实现的，因而可根据电气信号提供正弦规律和非正弦规律振动2种形式。
3 CSP连铸机结晶器振动台维护中存在的不足(1)振动台液压缸内置S/I位置传感器与电路接头工作时容易受频繁弯曲而出现故障，同时维护更换难度大。
(2)由于设计紧凑，扇形段锁紧夹更换时油管接头的拆装没有合适的位置，设计上又是硬管联结，对于臂长较短的人员无法更换。
板坯连铸机板坯连铸机液压系统系统..
M B4
T
P
20× 3
a
ab
P1 T1 L1
马达离合器动作 （带压啮合）
大包液压马达事故驱动 0.05M Pa
L
A1
B1
制动盘 （带 压制动）
释放
制动
12 ×2
制动
12 ×2
释放
大包 回转 台 机上 配 管
16×2 16×2
1 6×2
20X 3 20X 3
1 6×2
车 间配 管
阀台区
MA1 A1 B1 MB1
弧形扇形段由固定辊子的上下框架、辊子，连接上下 框架的液压缸，扇形段定位固定装置，气水自动连通 装置等组成。辊缝调节由分布在四个角的液压缸实现， 四个液压缸将上下框架连接起来，并使扇形段夹紧， 传动辊布置在中间并由液压缸压下；所有扇形段均采 用径向更换方式。
压下缸压力： 3-18MPa 扇形段1∼6 压下缸： Φ125/Φ90-140 （XJS06BBE125/720-80HD-B10） 压
为保持钢水温度，回转台设有钢包加盖装置。钢包加盖 装置设置在钢包回转台升降臂上，由两个可独立旋转和升降 的悬臂组成，旋转可由液压马达或液压缸驱动，升降由液压 缸驱动。
L2d1a Pbd1a T2d1a φ 18X3 φ 28X3
φ18x3 φ18x3 φ18x3 φ18x3
钢包升降(臂1)
L A DL E TU RR ET LI FT IN G / A RM 1
油 口连接尺 寸:G1/4
阀台 中间配管 结晶器上配管
φ16x2
最小报警压力 10MPa
SPAHM:
4 .1
SPALM:
-F001
6
5
4.2 Am 1
板坯连铸机结晶器振动系统故障分析与治理
后， 液压 流量按 比例 输 出 ， 位置 传感 器 ４将 液 压缸缸 杆 的位置信号 反馈给 Ｐ Ｃ， Ｌ 系统根据 控制信号 的变化 控制液压 缸缸杆 的伸 缩运动 ， 而控制结 晶器 的上下 从 振动 ，通过 Ｐ Ｃ和计算 机实 现对结 晶器振 动 远程控 Ｌ
制 。蓄能器 １ 回油蓄能器 ５ 和 起到 了减少 系统 冲击 的 作用 ， 理调整 回油 阀块组 ６的 回油压力 ， 以使 系 合 可 统振动 比较平稳 。 ２３ 结 晶器振动控制 系统参数如振 幅、 ． 振频及 非正 弦
液压系 统原理 进行 逻辑分 析 ， 一 排除 ， 逐 最后 找 出发
生故 障的部位 ， 了问题保证 了生产正 常进行 。 解决 首 先 ， 设置 的参 数进 行检查 。 对 排除 了参数 设置 不合 理 的因素 ， 查 Ｐ Ｃ元 器件工 作情 况 、 各线路 检 Ｌ 及 连接情况 ， 但未找 到故 障点 。经过 排查分 析后 ， 为液 认 压伺服 阀控制 系统 出现问题 的可能性较 大。随后从 以
幕显示正 常 ， 即控制信号输入 后 ， 执行元件无 动作 ， 输
入 电信 号变化时 ， 液压输 出不 随之变化 。故 判定 １液 压伺 服 阀工作不 正常。更换 了液压伺 服阀后 ， 振动正 常。 并重新校正 了振动振 幅的最大值和最小值 （ 如图 ２ 所示 ）非正弦系数及 回油压力等 ， 复生产 。 、 恢
天淬
升降位 置基本一致 ， 初步判断＿ＩＩ＿＿Ｉ－Ｉ●， ０白 ｔ ｌ ２液压缸 缸杆位 置信号 王 ｆ Ｉ Ｉ ● ● ■
出现了问题 。之后对 电缆进行重新接线 ， 电测试 ， 通 位
２∞年 母 总第 ｃ 霪期 ＠ 第 期 ０ 毋
液压缸不 随伺 服 阀开启度 的变化而变化 ． 而计算机屏
板坯连铸系统设备检修规程
板坯连铸系统设备检修规程1.修理内容1.1小修内容1.1.1大包回转台1.1.1.1大包回转台转动减速机检查、加油，地脚螺栓检查紧固1.1.1.2回转轴承检查，紧固1.1.2结晶器及振动装置1.1.2.1结晶器锥度调整，二冷水喷嘴清理，检查结晶器各进出水管，无泄漏显现1.1.2.2全面检查振动机构各轴承座油气润滑情况，各传动轴检查加油，1.1.2.3检查振动减速机轴承并加油1.1.2.4检查紧固减速机、电机，定期检查电机绝缘1.1.3零段、扇形段、二冷系统1.1.3.1清理扇形段氧化铁皮1.1.3.2检查二冷系统管道，二冷配水阀门，处理泄漏1.1.3.3检查扇形段滚子轴承润滑情况，并处理堵塞，若有轴承损坏或断辊则更换扇形段1.1.3.4检查扇形段各段校弧情况1.1.3.5检查扇形段设备水旋转接头泄漏情况1.1.3.6检查扇形段各夹紧、压下阀台、油缸、油管的泄漏情况1.1.3.7检查扇形段减速机油位、油温，有无杂音，齿轮箱加油润滑1.1.4切割系统1.1.4.1检查火车车大车车轮转动是否灵活，润滑是否良好1.1.4.2检查火切车大小车齿轮有无啃齿、错齿，润滑是否良好1.1.4.3调整枪位1.1.4.4检查能源介质箱并处理泄漏1.1.4.5检查压下装置，气缸有无泄漏情况1.1.4.6检查水冷却管路并处理1.1.5辊道系统1.1.5.1减速机加油，联接螺栓、地脚螺栓紧固1.1.5.2检查更换损坏的辊子1.1.5.3检查油气润滑管路1.1.6液压系统1.1.6.1检查油泵、阀台、阀件、管路并处理1.1.6.2检查邮箱及控制阀件1.1.6.3蓄能器系统检查1.1.7引锭存放1.1.7.1更换损坏的引锭杆链条，加油润滑1.1.7.2存放小车加油2、机役内容2.1包括小修内容2.2大包回转台大轴承螺栓检查、更换、紧固2.3更换振动系统损坏的传动轴，零段固定座加固2.4更换弹簧板、结晶器锥度调整2.5扇形段传动轴螺栓检查更换，旋转接头更换2.6切割车全面检查处理2.7更换损坏的辊子装配2.8有计划的更换油泵及阀件3、中修内容3.1包括机役内容4.2根据备件使用情况更换结晶器、零段、部分损坏扇形段4.大修内容4.1包括中修内容4.2更换所有的扇形段并找正，清理扇形段氧化铁皮，扇形段减速机油质更换.连铸车间设备使用维护管理办法1、目的为保证本车间设备正常运转，提高设备的作业率，确保连铸高效达产，结合本车间实际情况，特制定本办法。
4.连铸工艺与设备-结晶器-2011.4.12
4.2 结晶器的新形式新技术
热顶结晶器 在结晶器弯月面区域镶嵌导热材料，以减少热流密度， 延缓坯壳收缩，即热顶结晶器。 喷淋式结晶器 喷淋式结晶器是将管式结晶器隔离水缝改为喷淋水冷 却，即由喷嘴喷出的喷淋水直接喷到结晶器铜管上实现 冷却。冷却效率高，有较显著的节水效果。
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压力水膜结晶器 压力水膜结晶器是比利时冶金研究中心(CRM)和阿贝 德厂(Arbed)联合开发的一种高效结晶器技术。 曲面结晶器 曲面结晶器是中冶连铸开发的一种高效方坯结晶器技 术。该技术是从传热角度，根据气隙产生的主要原因， 通过对结晶器热变形和小方坯收缩的分析开发出来的。 人工附加气隙结晶器 人工附加气隙结晶器是新日本制铁株式会社开发的一 种高效方坯结晶嚣技术，又称X-MOLD。
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4.1 连铸结晶器的性能要求
(5)振动时惯性力要小。为提高铸坯表面质量，结晶 器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达400次 /min，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性 力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到 结晶器运动轨迹的精度。重量要小，以减少振动时 的惯性力； (6)结晶器结构要简单，以便于制造和维护； (7)有良好的刚性和加工性，易于制造； (8)成本要低。
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4.1 结晶器形式和结构-构造
按结晶器的外形(型式)可分为直形结晶器和弧形结 晶器。 直形结晶器四面壁板都是平面状的，直形结晶器的 内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性能良好， 坯壳冷却均匀。该类型结晶器还有利于提高坯壳的质 量和拉坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试 方便；夹杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连 铸机的高度和投资增加。直形结晶器用于立式和立弯 式及直弧连铸机。
通俗的讲连铸结晶器就是一个钢水制冷成型设备。 基本由框架、水箱和铜板、调整系统(调整装置、减 速机等)；润滑系统(油管油路)，冷却系统和喷淋等设 备组成。连铸结晶器需要和连铸结晶器保护材料(渣) 一同使用。 2/86
板坯连铸结晶器振动装置
振动时 ａ Ｏ 如 图 ５ ＝， 所示 ，＝＇ ｘ ０ ％。 Ｏ １ １０ ｌＺ ｌ
・
Ｉ
｝
拈 ． Ｌ
＼、 ． 一 、／：
图 ４ 液压振动机构 １ ． 上框架 ２顶部板簧 ３液压缸 ． ． ４ 部板簧 ５ 部框架 底 ． 底
２ １ 短臂四连杆振动机构 ． 短臂 四连杆振动机构广泛应用于小方 坯和大
板坯连铸机上 ， 区别在于小方坯连铸机振动机构多 安装在 内弧侧 ， 如图 ｌ 所示 ， 而大方坯连铸机振动
机构则安装在外弧侧。
短臂四连杆振动机构结构简单 ， 电机通过减速
机 经偏心轮 的传动 ， 拉杆做 往复运动 ， 带动连杆摆 动， 使振动架能按弧线轨迹振动 。能够较准确实现 结 晶器 的弧 线运 动 ， 利 于铸 坯 质量 的改 善 。其 工 有
摘 要 ：概述 了板坯连 铸结 晶器 振动装置 的型式及 功能特
点， 并着重 阐述 了液压 振动结 晶器 的振动形 式。 关键词 ： 板坯连铸 ； 结晶器振动装置 ； 振动波形
１ 概述
结 晶器是连铸铸坯成型设备 ， 晶器振动装置 结
是 连铸 机 的重要 设 备之 一 。其 主要 功 能是 使结 晶器
２ １ 年第 ２期 ０１ 总第 ３ ０期
重 工与起 重 技术
ＨＥ ＡＶＹ ＮＤＵＳＩ ＡＬ ＆ ＨＯＩ Ｔ【 Ｉ ＲＩ Ｓ ＮＧ ＭＡＣ Ｎ ＨＩ ＥＲＹ
Ｎｏ ２ ２ １ ． ０１ Ｓｅ ｉ ｌ ． ０ ｒ ａ Ｎｏ ３
板 坯 连 铸 结 晶 器 振 动 装 Байду номын сангаас
大连 重 工 ・ 重集 团有限 公 司办公 室 杨鑫 新 起
的 振动 特性 。
ｔ
首秦公司2400mm大板坯连铸机结晶器液压振动控制系统
Ｋｅ ｏ ｄ ｍｏ ｌ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｉ ａｏ ， Ｐ ｙＷ ｒ ｓ ｕｄ ｈ ｄ ａ ｌ ｏ ｃｌ ｔｒ ｃ ｌ ＭＡＣ ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｓｎ ｔ ｖ ， ｎ ｎ ｓｎ ｕ ｖ ｏ ｔ ｌ ， ｉ ｅ ｃｌ ｅ ｏ ｅ ｒ ｏ — ｉｅｃ ｒｅ
结晶器液压振动技术是大板坯连铸的先进技
术 之一 ，其作 用是 为 防止在 拉坯 时坯壳 与结 晶器
１ 液 压 振 动 系 统 为 振 动 参 数 （ 幅 、振 ） 振 频 、振动 方 式—— 正 弦 或 非 正 弦 ） 的 在 线 调 整 提供 了更 高 的灵活 性 。 ２ 可提 高连铸 坯 的表 面质 量 和 连铸 设 备 的 ）
粘结而强制脱模。合适的振动装置及振动曲线有
利于改 善连 铸坯 的表 面质量 ，提 高连铸 机 的作 业 率 、减 少漏 钢率 。连铸 生 产对结 晶器振 动 的要 求
可靠性 ，降低漏钢率。
３ 可提 高振动 系 统 和 导 向 系统 的寿 命 ，从 ） 而 降低 了维护 费用 。 国内带有 液压 振动技 术 的大板 坯连铸 机 大部
２０ ０５年 ９月 秦 皇 岛首秦 金 属 材 料有 限公 司 （ 简 称 首秦公 司 ） 从 美 国西 马 克 引进 了 １台 先进 的 大板坯 连铸机 ，其 核心技 术之 一就 是结 晶器 液 压 振动技 术 。
比较困难 。非正弦振动规律地实现比振动轨迹地 实现要困难很多，因此 ，振动装置的发展主要表
现在非正弦装置的驱动和控制方面。液压振动系 统结合伺服控制系统使正弦振动及非正弦振动的 实现变得较为简单 。液压振动装置与传统的机 Ｊ
械振动装 置 相 比具 有 以下优 点 ：
结晶器和结晶器震动设备的作用
结晶器应具备要求：
（1）结晶器内壁应具备良好的导热性和耐
磨性。 （2）结晶器应具有一定的刚度，以满足巨 大的温差和各种力作用引起的变形，从而 保证铸坯精确的断面形状。 （3）结构简单，易于制造、装拆和调试。 （4）重量要轻，以减少振动时产生的惯性 力，震动平稳可靠。
主要参数：
材质：
结晶器内层是钢水凝固时进行热交换并使
钢水成型的关键部件，因此要求采用导热 性能良好的材质制成。紫铜板导热性能良 好，但强度和硬度都低，尤其在高温下强 度就更低,因而其寿命较短。为了提高寿命， 普遍采用铜合金，如：铜银合金、铜一铬 一锆一砷合金、铜一镁一锆合金等。
结晶器的润滑：晶器和结晶器震动设备的作用
制作：李劭轩
结晶器：
结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制 水冷的无底钢锭模。称之为连铸设备的“心
脏”。 结晶器的作用： （1）使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的 坯壳； （2）通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器 壁而不被拉断和漏钢； （3）通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生 脱方、鼓肚和裂纹等缺陷； （4）保证坯壳均匀稳定的生成。
（1）结晶器的断面形状和尺寸。
（2）结晶器的倒锥度。
（3）结晶器的长度。 （4）结晶器的水缝面积。
结晶器的结构：
按结晶器本身结构来说，可分为3种类型： 管式结晶器：它是用壁厚为6～12mm的铜管制成所需要
的断面，在铜管外面，套有套管以形成5～7mm的冷却水 通路，保证冷却水流速为每分钟6～10m。这种结晶器结 构简单，制造方便，广泛用于小方坯连铸机上。 整体式结晶器：它是用整块铜锭刨削制成的，在其内腔 四周钻有许多小孔用以通冷却水。这种结晶器刚性好， 易维护，寿命较长，但制造成本高，耗铜多，近几年已 不采用。 组合结晶器：它是由4块铜板组合成所需要的内腔。在 20～50㎜的钢板上刨槽，并与一块钢板联结起来，冷却 水在槽中通过。大方坯和板坯连铸机都用这种形式的结 晶器。
包钢CSP板坯连铸机结晶器液压振动控制
集 成有 伺 服 阀、 力传 感 器 和位 置 传感 器 的液 压
压缸是 液压 振动 的核心 设 备 ， 直 安装 在 平 衡 四连 垂
杆机 构下 面 ， 、 左 右两侧 各一 个 。伺 服装 置直接 安装
１ ２ 液压 系统和蓄 能站 ．
每一个 结 晶器振 动 台都 配置 一个 液压站 和一个 蓄 能站 ， 证液 压振 动 台的工 作压 力稳 定可靠 。 保
１ ３ 液压驱 动设备 ．
振 动控制技 术 ， 造 后取 得 了明显 的效 果 。 比较 而 改
言， 首先 是采用 液 压缸 减 少 传 动机 构 ， 护 方 便 ； 维 其
（ Ｓ ｌｎ ｏ ｔ ｌ ｎ ｎＣ ． ｔ ． Ｂ ｏ ｕＳ ｅ Ｇｏｐ）Ｃ ｒ． Ｂ ｏ ｕ０ ４ １ ， ｅ Ｍｏｇ ｏ， ｈｎ ） Ｃ ＰＰａ ｔｆＳ ｅ Ｕ ｉ ｏ Ｌｄ ｏ ａｔ ｔ ｌ（ ｒｕ ｅ ｏ ｆ ｏ ｅ ｏ ， ａ ｔ １０ ０ Ｎ ｉ ｎｇｌ Ｃ ｉ ｐ ｏ ａ
第 ３ 第６ ４卷 期 ２０ ０ ８年 ｌ ２月
包ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
钢
科
技
Ｖｄ ． ４， ３ Ｎｏ． ６ Ｄｅ ｅ ｅ ， Ｏ ８ ｃ ｍｂ ｒ ２ ０
Ｓｉ ｃ ｃ ｎｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙｏ ａ ｔ ｔ ｌ Ｇ ｏｐ ｏｐｒｔ ｎ ｅ ｅｈ ｏ ｇ ｆ ｏ ｕＳ ｅ （ ｒ ）Ｃ ｒ ａ ｏ ｏ Ｂ ｏ ｅ ｕ ｏ ｉ
包 钢 Ｃ Ｐ板坯 连铸 机 结 晶器 液压 振 动 控 制 Ｓ
杨 文 玉 ， 小 鹅 ， 长 志 齐 于
（ 内蒙古 包钢钢联 股 份有 限公 司薄板 坯连铸 连 轧厂 ， 内蒙古 包头 ０４ １ ） １０ ０
快速判断板坯连铸机双缸式结晶器液压振动指标
ＬＵ Ｃ ｅ ｇｈ ，Ｓ Ｎ ｅ，Ｌ ａ ，Ｌ ｉｇ Ｉ ｈｎ —ｕ Ｏ Ｇ Ｌ ｉ Ｉ ｏ Ｉ ｎ Ｔ Ｑ
（ ｉ ａ ｒ ｎ ｔｅ Ｃ ． ｔ． ｉ ａ ７ ８６ ｈｎ ） Ｒｚ ｏＩ ｎａｄｓ ｌ ｏ ，Ｌｄ ，Ｒｚ ｏ ６ ０ ，Ｃ ｉａ ｈ ｏ ｅ ｈ ２
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板坯连铸机液压振动技术原理与实例
板坯连铸机液压振动技术原理与实例黄志坚 罗卫国姚良挺摘要:结合实例简要介绍了板坯连铸机液压振动台的结构原理及应用。
关键词:板坯;连铸;液压;振动台1 前言现代连铸技术朝着快速浇铸技术方向发展的趋势,导致了对板坯连铸过程中采用的结晶器振动方式的发展和变革。
液压振动技术是近10年来开发的新技术，它具有机械振动所没有的优越性，目前已在欧美许多国家的大型板坯连铸机振动装置上得到了普遍的采用。
国内也有关于研制铸机电液伺服振动装置方面的报道。
2 连铸机结晶器振动概述在连铸技术的发展过程中，只有采用了结晶器振动装置后，连铸才能成功。
结晶器振动的目的是防止拉坯时坯壳与结晶器粘结，同时获得良好的铸坯表面，因而结晶器向上运动时，减少新生的坯壳与铜壁产生粘着，以防止坯壳受到较大的应力，使铸坯表面出现裂纹；而当结晶器向下运动时，借助摩擦，在坯壳上施加一定的压力，愈合结晶器上升时拉出的裂痕，这就要求向下运动的速度大于拉坯速度，形成负滑脱。
机械式的振动装置由直流电动机驱动，通过万向联轴器，分两端传动两个蜗轮减速机，其中一端装有可调节轴套，蜗轮减速机后面再通过万向联轴器，连接两个滚动轴承支持的偏心轴，在每个偏心轮处装有带滚动轴承的曲柄，并通过带橡胶轴承的振动连杆支撑振动台，产生振动。
机械振动一般采用正弦曲线振动，振动波形、振幅固定不变。
3 液压振动技术原理液压振动结构原理如图1所示。
液压振动的动力装置为液压动力站，它作为动力源向振动液压缸提供稳定压力和流量的油液。
液压动力站的信号由主站室内的计算机通过PLC系统来控制。
液压振动的核心控制装置为振动伺服阀。
振动伺服阀灵敏度极高，液压动力站提供动力如有波动，伺服阀的动作就会失真，造成振动时运动不平稳和振动波形失真。
为此，要在系统中设置蓄能器以吸收各类波动图1 液压振动结构组成及控制原理和冲击，保证整个系统的压力稳定。
正弦和非正弦曲线振动靠振动伺服阀控制，而振动伺服阀的控制信号来自曲线生成器，主控室的计算机通过PLC控制曲线生成器设定振动曲线(同时也设定振幅和频率)。
连铸机结晶器振动装置及扇形段安装调整技术
包
钢
科
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Ｖｏ ． ８， １ ３ Ｎｏ． ２ Ａｐ ｌ ２ ２ ｉ ｒ ， ０１
Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆＢ ｏｏ ｔｅ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ａ ｔｕ Ｓｅ ｌ
连铸 机结 晶器 振动装 置及扇形段安装调整技术
（） ２ 此连铸机结 晶器振动装置采用顶升结构 ，
内置式液压缸进行动作 ， 其优点为振 幅小 ， 平稳 ， 结 晶器支撑台架与铸机钢结构保持独立和静止 ， 振动 的冲击将 直接 释放 到基 础 上 ， 但振 动 装 置 固定 的结
构形 式 为 ３面 阶梯 式 固定找平 ， 即振 动梁 、 基础 及侧
ｉｅ ｐ ｇａａｔ ｄｔ ｓｔ ｆ ｔｅｒｑｉ ｍ ｎｓ ｆｏｅ ｎ ｒａ ｄｐｏｕ ｔｅｔ ｈ ｏ ｇ ｓｈｏ ｇ ｅｅｈ ｏ ｇ ｓ ｕｈａ ＿ ｔ ｓａｇ ｕｒｎ ｅ ａｓ ｕｒ ｅｔ ｏ ｒｉ ｅ ｎ ｒｄ ｃｖ ｃ ｎｌ ｉ ｒｕｈｔ ｃｎ ｌ ｅ ｃ ｓａ ｉ ｅ ｏ ｉｙ ｈ ｅ ｅ ｆ ｇ ｓ ｉ ｅ ｏｅｔ ｈｔ ｏ ｓ ｉ
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Ｚ Ａ ｉ 洳 Ｈ ＮＧ Ｌ 一
（ ｅｈｏ ｇ ｎ ｕ ｌ ｅｔ ｆＣ ｉａＳｃｎ ｔｌ ｒ （ ｒｕ ） ｏ ．Ｂ ｏ ｕ０４ １ Ｎ ｉ ｎｇｌＣ ｉａ Ｔｃｎｌ ｙａｄＱ ａｉ Ｄｐ．ｏ ｈｎ ｅｏｄＭｅ ｌｇ Ｇｏｐ Ｃ ｒ ，ａｔ １００，ｅＭｏｇ ｏ，ｈｎ ） ｏ ｔ ｙ ａｕ ｙ ｐ ｏ
调整 及扇形 段对 弧调 整 。
辊， 能确保 辊子 跑偏 量 最小 ， 而保 证 良好 的板 形 、 从 防止裂缝 和偏 析 的发 生。 由于连铸 机 的上 述特 点致 使 扇形 段就位后 空 间小 ， 人无 法进入 扇形 段底 部 ， 在
宝钢4#连铸机结晶器振动导向装置调整方法
提高 ，从而对结晶器振动系统提出了更高的要求 。为了获得 良好的铸坯 变量少，波行稳定，调节能力小 。而当结晶器振动频率过高时会降低系统 的
表面质量，有效提高之间的摩擦。为了解决传统的正弦振动装置这
实现 “高效连铸 ”。宝钢股份公司炼钢厂 ４＃板坯连铸机结晶器振动装置 些难以更好适应高速连铸生产的缺点，发展起来 了通过液压系统驱动的非
系统结构简图如图 １所示 ：
宝钢 ４＃板坯连铸机的结 晶器振动导向装置组装 、安装、调整是在机
加工工厂实现的 ，并且没有提供详细的现场安装指导书 ，为 了在较短 的
时间内在线完成结 晶器振动导 向装置调整工作 ，必须仔细分析该结晶器
一 振动系统 的装配图和零件图 ，并通过我们多次的拆装和调整 ，我们总结 出了结晶器振动导向装置调整方法 ，成功处理了结 晶器振动装置有内外 弧晃动问题 ，其具体调整方法如下 ： ３．１结晶器振动导 向装置拆卸 ：彻底清理 、打磨 “中位垫块”及其框
整个结晶器振动是依靠左右两侧液压缸获得 ，并 与液压缸作 同步运 动。而每个液压缸又靠两个伺服阀驱动控制 用一备），由一套专用的液 压系统提供液压动力 。两侧 液压缸上均装有 内置式位移传感器 ，用于检 测液 压 缸 的行 程 位 置 。
２．振 动 曲线
架接触 面，并垫于活动框架两端 ，以保证整个安装过程滚动元件是处 于 中间位置 ，结 晶器液压系统停泵 。
图 １ 宝钢 ４｝｝板坯连铸机结晶器振动系统结构简图 图 ２滚动组件 该结 晶器振动装置，由布置于两侧完全对称 的两套独立振动单元组
成 ，单片振动单元 由固定框架 、活动框架 、滚动和导 向组件 以及振动液 压 油 缸 等组 成 。
固定框架通过地脚螺栓安装于基础上 ，为整片振动单元提供支撑。 活动框架呈 Ｔ型结构 ，结晶器通过活动框架上的 ８条 Ｍ６４螺栓固定 ，并 随 之 按 照给 定 曲线 做 正 弦或 非 正 弦振 动 。
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的设计，以制造出双车及以上任意长度的牵车台。该 技术的采用可以无限地将折返式翻车机卸车系统模 拟成贯通式翻车机卸车系统，不但可以解决不摘钩 专用敞车卸车系统的折返作业问题，还可以极大提 高通用敞车折返式翻车机卸车系统的作业效率。根 据此构思设计的目前国际上最大的翻车机卸车系统 六车牵车台 2010 年已投放市场。
参考文献 [1] 刘明延等. 板坯连铸机. 机械工业出版社，1990
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【专利信息】
大型多车迁车台
专利号：ZL201020150203. 6 专利权人：大连华锐股份有限公司 设计人：王金福
该技术采用多组串联的构思，为了克服多组设 备在垂直面与水平面的超静定问题，从而保证长大 牵车台运行过程不发生扭动，采用在各组间只约束 设备水平运行方向的机构及在各组的一端分别导向
重工与起重技术 HEAVY INDUSTRIAL ＆ HOISTING MACHINERY
图 3 四偏心轮振动机构 1.电动机 2.万向接头 3.中心减速机 4.分减速机 5.偏心轴 6、7.偏心轮 8.板式弹簧板 9.振动台框架
作，带动上框架上的结晶器进行振动，结晶器振动 时的平衡点可以微调。由于工作时油缸的实际振幅 很小，振动中平衡点的位置对系统固有频率影响较 小，因此可以认为油缸的振动特性直接反应结晶器 的振动特性。
图 1 短臂四连杆振动机构
2 结晶器振动装置结构型式及功能特点
结晶器振动装置做上下往复运动，上方的结晶 器随之上下振动，使结晶器内凝固的钢水与铜板脱 离，避免坯壳与铜板粘结造成拉裂或拉漏事故；使 液面上融化了的保护渣流入结晶器壁，保持坯壳与 铜板间润滑良好，减小其摩擦力并阻止粘结使铸坯 具有良好的表面质量。通过小振幅高频率，可减小 振痕深度，防止横向裂纹的产生。
负滑动为：
（2）
ε=
Vp-Vc Vc
×100%=
2f
S-Vc Vc
×100%
式中：
（3）
Vp—结晶器振动的平均速度，VP =2 f Sm； T —振动一次的周期，s。
负滑脱可保住“脱模”，有利于坯壳拉裂部位愈
合，正弦振动的 εs 选 30％~40％效果较好。 （6）正滑脱时间
在一个振动周期里，结晶器下振动速度小于拉
f—频率；
Vc—拉坯速度，n/min； Sm—振幅。
- 13 -
重工与起重技术 HEAVY INDUSTRIAL ＆ HOISTING MACHINERY
（5）负滑脱率
当结晶器下振动速度大于拉坯速度时，速度负
滑脱率 εs 计算如下：
! " εs=
Δt T/2
=
2 π
cos-1
Vc π f Sm
100%
振动时
α=0，如图
5
所示，α=
A1 A0
×100%。
图 4 液压振动机构 1.上框架 2.顶部板簧 3.液压缸
4.底部板簧 5.底部框架
图 5 波形偏斜率示意图
3 结晶器振动形式及其对铸坯的影响
无论何种连铸结晶器振动装置，都要求振动台 按设定的振动波形和振幅、相位、频率进行工作，从 而获得理想的负滑脱量和波形偏斜率等工艺参数。 结晶器振动装置的振动形式主要为正弦振动和非 正弦振动两种方式。
冲击力不大，而且在负滑脱阶段有利于脱模和促进
断裂坯壳压合。
非正弦振动则根据拉坯阻力要求，保证一定的
负滑动量，采用上升时间比下降时间长的非正弦波
形曲线。
结晶器振动的基本参数有：振幅、频率和波形
偏斜率等。
（1）振幅
结晶器在最高和最低位置之间下降或上升，所
移动的距离称振动行程，又称“冲程”h，冲程的一半
称为振幅 A，A=h/2。
1 概述
结晶器是连铸铸坯成型设备，结晶器振动装置 是连铸机的重要设备之一。其主要功能是使结晶器 按给定的振幅、频率和波形偏斜特性沿连铸机外弧 线运动，目的是便于“脱模”，防止铸坯在凝固过程 中与结晶器铜壁发生粘结而出现粘挂漏钢事故。其 动态性能直接影响着产品的质量和生产效率，是目 前连铸技术的研究热点之一。本文简要介绍了连铸 结晶器振动装置的型式、功能及振动形式，阐明结 晶器液压振动装置更适于提供一个完整的振动平 台，以适应各种不同的浇铸条件，是未来发展趋势。
短臂四连杆振动机构结构简单，电机通过减速 机经偏心轮的传动，拉杆做往复运动，带动连杆摆 动，使振动架能按弧线轨迹振动。能够较准确实现 结晶器的弧线运动，有利于铸坯质量的改善。其工 作原理如图 2 所示。
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图 2 短臂四连杆式振动机构（外弧侧） 1.结晶器 2.振动架 3.拉杆 4、5.连杆
正弦振动的结晶器速度和加速度分别按正弦 和余弦规律变化，在上下死点速度变化比较平稳，
（4）负滑脱时间
在一个振动周期里，结晶器下振动速度大于拉
坯速度的时间是负滑脱时间，用 Δt 表示，振痕深度
受 Δt 的影响，通常，Δt=0.10-0.25s。
! " Δt=
60 πf
cos-1
Vc πfSm
式中：
（1）
液压振动装置采用非正弦曲线振动，可在线调 节振动波形、频率和振幅，选择最佳的振动特性参 数，同时保证拉速和铸坯质量的提高，结晶器液压振 动机构见图 4。结晶器安装在振动台上，两根板簧与 上框架相连，对结晶器起到导向定位和蓄能的作用。 振动杆和振动台架相连，液压缸不承受弯力矩，仅承 受轴向载荷。振动信号通过比例伺服阀控制油缸动
振幅小则结晶器液面稳定，浇铸易于控制，铸
坯表面也较平滑。振幅小有利于减少坯壳被拉裂的
危险性。
（2）频率
结晶器上、下振动一次的时间称为振动周期 T，
单位为秒；1 秒内振动的次数即为频率 f。正弦振动
方式采用高频率、小振幅、较大的负滑脱量的振动
较为有利。
（3）波形偏斜率
非正弦振动的一个参数是波形偏斜率 α，正弦
4 结论
结晶器振动装置的运动精度对铸坯的表面质量 有很大影响。现有技术普遍采用四偏心或四连杆振 动机构，只能实现固定正弦曲线振动波形，无法满足 铸坯表面质量要求。为提高拉坯速度、提高铸坯表面 质量及产量，高频率、小振幅的非正弦振动得到广泛 应用。而液压振动式结晶器能够充分满足上述要求， 降低了设备备件的更换频率，缩短了设备维护停机 时间，延长设备正常运行周期，从而减少维护成本和 时间，提高生产效率及产品质量，并能实现振幅和频 率的在线调整，在生产不同的钢种和产品时，大大提 高了灵活性，是未来结晶器振动装置发展不可替代 的趋势。
坯速度时的时间是正滑脱时间，用 tp 表示。正滑脱
时间是影响保护渣消耗量的主要因素，tp=T－Δt。
% # $& tp=
60 f
1-
1-α π
arccos
Hale Waihona Puke 1-(α)Vc 2πfA（4）
综上所述，为保证具有一定的负滑动，可以通过
不断改变振动频率以适应不同拉坯速度的需要。非
正弦振动中增加了波形变形率的参数，其工艺效果 是在相同的拉速下降低 f，或是在相同的 f 条件下实 现更高的拉速。
2. 2 四偏心轮振动机构 四偏心轮振动机构做正弦振动。电机带动中心
减速机，通过万向轴带动左右两侧的分减速机，每个 减速机各自带动偏心轮，两偏心轮具有同向偏心点， 但偏心距不同。结晶器弧线运动是利用两条板式弹 簧，两端分别与振动台框架和振动头恰当位置连接 实现弧形振动，使振动台只能做弧线摆动，不发生前 后移动。由于结晶器振幅不大，两根偏心轴的水平安 装不会引起明显的误差，如图 3 所示。四偏心轮振 动机构使结晶器振动平稳，适合高频小振幅，降低生 产能耗，但其结构较复杂，无法在线调节振幅。 2. 3 液压振动机构
2011 年第 2 期 总第 30 期
重工与起重技术 HEAVY INDUSTRIAL ＆ HOISTING MACHINERY
No．2 2011 Serial No．30
板坯连铸结晶器振动装置
大连重工·起重集团有限公司办公室 杨鑫新
摘 要：概述了板坯连铸结晶器振动装置的型式及功能特 点，并着重阐述了液压振动结晶器的振动形式。 关键词：板坯连铸；结晶器振动装置；振动波形
结 晶 器 振 动 装 置 按 结 构 型 式 可 以 分 为 ：短 臂 四 连 杆 振 动 机 构 、四 偏 心 轮 振 动 机 构 和 液 压 振 动 机构。 2. 1 短臂四连杆振动机构
短臂四连杆振动机构广泛应用于小方坯和大 板坯连铸机上，区别在于小方坯连铸机振动机构多 安装在内弧侧，如图 1 所示，而大方坯连铸机振动 机构则安装在外弧侧。
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