连铸结晶器多波形电磁激振装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种连铸结晶器多波形电磁激振装置，其结晶器伸出端（２）安装固定在活动框架（４）上，活动框架经弹性支撑组件安装在固定框架（６）上；活动框架外周围部上下两侧装有若干个衔铁机构（５），在固定框架上装有若干组成对悬浮电磁铁（８），所述成对悬浮电磁铁为上下设置，并与一个衔铁机构上下对应；悬浮电磁铁通过电缆与功率放大器（１２）连接，计算机控制系统（１３）连接功率放大器对悬浮电磁铁成对差动控制；在活动框架侧面与固定框架之间装有导向板弹簧（１０），使安装固定在活动框架上的结晶器（１）按连铸弧线仿弧振动。本发明专利技术通过计算机控制系统控制成对差动的悬浮电磁铁，实现结晶器任意波形的受迫振动，提高了连铸结晶器振动精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连铸结晶器振动装置，尤其涉及连铸结晶器电磁振动装置。
技术介绍
众所周知，连铸中钢水凝固时会和结晶器内壁发生粘连进而撕裂初始坯壳，为避 免这种坯壳粘连现象，现代连铸机均配置了结晶器振动装置。目前常见的振动装置主要有 两种激振方法，一是利用电机驱动的机械偏心轮机构激振，该激振方法对结晶器振动装置 只能产生正弦波的单一振动波形。随着高效连铸和高表面质量连铸的发展，目前出现了第 二种以伺服液压为驱动力的非正弦结晶器激振方法，其核心特点是利用双作用液压缸，通 过控制液压缸活塞两端的油压以及活塞位移，最终达到控制结晶器振动的目的。原则上，该 激振方法可以对结晶器产生各种类型的振动波形，包括偏斜的正弦波、三角波等波形，统称 为非正弦波形。非正弦波形是现代连铸的迫切要求和发展方向，其最大的好处就是能够保 证结晶器振动的上升时间比下降时间更长，即负滑脱时间短，正滑脱时间长，这样对减轻铸 坯振痕深度和促进保护渣润滑有显著效果，从而能够在更高生产效率条件下，保证良好的 铸坯质量。从现有技术条件下看，以上两种连铸结晶器的激振装置都还存在一定的问题。第 一种机械偏心轮激振装置，结构相对简单，维护成本也比较低廉，但其振动波形一般只能产 生正弦波，对进一步提高连铸生产效率和改善铸坯振痕质量有一定限制作用，逐渐要被替 代；第二种伺服液压激振装置，可以方便产生各种所需的非正弦波形，对连铸有益，目前已 开始大量推广应用，但该激振装置系统复杂，液压站、液压管路和液压元器件使用寿命、维 护成本和占地空间等都很大，比如，某企业小方坯液压伺服系统的主液压缸、伺服阀等甚至 几个月就要更换，维护成本高昂。中国专利CN200420082329. 9公开了一种结晶器振动装置，其核心技术特征是把 结晶器安装在一个支撑弹簧上，利用电磁激振器来驱动结晶器产生振动，该技术避免了传 统机械偏心轮驱动和伺服液压驱动的不足，但该技术主要是通过支撑弹簧在电磁力作用下 产生受迫振动，电磁激振器只是改变了支撑弹簧的振动平衡位置，振动波形只能产生正弦 波形，而不能产生非正弦波形，即无法实现结晶器振动的上升时间比下降时间更长的波形 非对称性要求。现有的电磁激振器只能产生正弦振动波形，振动频率和振幅固定，回复弹簧起到 重要作用。连铸结晶器振动属于大惯量振动，振动的上升时间要求比下降时间更长，即速度 波形在上升段保持均速段，现有的电磁激振器单个无法实现该功能，即使进行组合使用也 无法实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连铸结晶器多波形电磁激振装置，该装置利用结晶器 上下设置的悬浮电磁铁产生的电磁力，通过计算机控制系统控制成对差动的悬浮电磁铁，实现结晶器任意波形的受迫振动，提高了连铸结晶器振动精度，降低了振动负载和功耗。本专利技术是这样实现的一种连铸结晶器多波形电磁激振装置，包括活动框架、固定 框架、弹性支撑组件、衔铁机构、悬浮电磁铁、导向板弹簧、功率放大器和计算机控制系统， 结晶器伸出端安装固定在活动框架上，活动框架经弹性支撑组件安装在固定框架上；活动 框架外周围部上下两侧装有若干个衔铁机构，在固定框架上装有若干组成对悬浮电磁铁， 所述成对悬浮电磁铁为上下设置，并与一个衔铁机构上下对应；悬浮电磁铁通过电缆与功 率放大器连接，计算机控制系统连接功率放大器对悬浮电磁铁成对差动控制；在活动框架 侧面与固定框架之间装有导向板弹簧，使安装固定在活动框架上的结晶器按连铸弧线仿弧 振动。在所述活动框架侧面与所述固定框架之间还装有位移传感器，位移传感器输出连 接计算机控制系统。所述安装于固定框架上的悬浮电磁铁和安装于活动框架上的衔铁机构围绕结晶 器周围均勻设置。所述弹性支撑组件为一组支撑弹簧。所述弹性支撑组件为一组空气弹簧或空气缓冲气囊。本专利技术针对现有结晶器振动系统中存在结晶器振动惯量过大和多波形实现困难 的缺陷，利用结晶器上下设置的悬浮电磁铁产生的电磁力，通过计算机控制系统控制成对 差动的悬浮电磁铁，实现结晶器任意波形的受迫振动。由于本专利技术的振动装置仅有结晶器 和活动框架是上下振动的，相比传统的振动驱动系统振动质量可以降低至1至3吨之下，驱 动能源消耗大大降低，提高了连铸结晶器振动精度，降低了振动负载和功耗。本专利技术的悬浮电磁铁和功率放大器技术成熟，结构简单，减小了整个设备的安装 空间和管路，具有安全清洁、节能环保和维护方便的优点，成本低廉，适合工业生产推广应 用。附图说明图1为本专利技术连铸结晶器多波形电磁激振装置实施例1结构图；图2为本专利技术连铸结晶器多波形电磁激振装置的悬浮电磁铁布置方式一；图3为本专利技术连铸结晶器多波形电磁激振装置的悬浮电磁铁布置方式二 ；图4为本专利技术连铸结晶器多波形电磁激振装置控制系统框图；图5为本专利技术连铸结晶器多波形电磁激振装置实施例2结构图。图中1结晶器，2结晶器伸出端，3铸坯，4活动框架，5衔铁机构，6固定框架，7支 撑弹簧，8悬浮电磁铁，9位移传感器，10导向板弹簧，11空气弹簧，12功率放大器，13计算 机控制系统，14悬浮电磁铁与衔铁机构之间的行程空间。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参见图1，一种连铸结晶器多波形电磁激振装置，包括活动框架4、固定框架6、弹 性支撑组件、衔铁机构5、悬浮电磁铁8、位移传感器9、导向板弹簧10、功率放大器12和计 算机控制系统13 ；所述结晶器1的两个伸出端2安装固定在活动框架4上，活动框架4经弹性支撑组件安装在固定框架6上；活动框架4外周围部上下两侧装有若干个衔铁机构5， 在固定框架6上装有若干组成对悬浮电磁铁8，所述成对悬浮电磁铁8为上下设置，并与一 个衔铁机构5上下对应，即一个衔铁机构5对应与上下各一个悬浮电磁铁8 ；悬浮电磁铁8 通过电缆与功率放大器12连接，计算机控制系统13连接功率放大器12对悬浮电磁铁8成 对差动控制；在活动框架4侧面与固定框架6之间装有导向板弹簧10，使安装固定在活动 框架4上的结晶器1按连铸弧线仿弧振动。在所述活动框架4侧面与所述固定框架6之间 还装有位移传感器9，位移传感器9输出连接计算机控制系统13。所述活动框架4和结晶器1内有连铸坯凝固所需的一冷却水通道，对铸坯3进行 凝固冷却完成连铸过程。所述安装于固定框架6上的悬浮电磁铁8和安装于活动框架4上的衔铁机构5围 绕结晶器1周围均勻设置。活动框架4中间安装固定有结晶器1，活动框架4外周围部为 正方形或圆周形，活动框架4外周围部上下两侧装有若干个衔铁机构5，如2-6个衔铁机构 5均勻设置在结晶器1周围(结晶器1的内外弧和侧弧)；所述的悬浮电磁铁8安装于固定 框架6上，其位置在衔铁机构5的上下两侧，并与衔铁机构5相对应，悬浮电磁铁8的数量 为4-12个(或2-6组)，二个悬浮电磁铁8与一个衔铁机构5成对配置；悬浮电磁铁8安 装于固定框架6上可采用伸臂悬挂式。如图2和图3的平面示意图所示，图2所示的悬浮 电磁铁8在结晶器周边设置有8个(上下各4个)，包括结晶器内外弧和侧弧，可以增加悬 浮电磁铁8的电磁吸引力，同时可以缩小悬浮电磁铁8的单体尺寸；图3所示的悬浮电磁铁 8仅设置在结晶器1内外弧侧有4个(上下各2个)，其单体电磁铁尺寸略大。所述衔铁机构5是具有一定厚度的上下表层，所述表层由高导磁特性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种连铸结晶器多波形电磁激振装置，其特征是：包括活动框架（４）、固定框架（６）、弹性支撑组件、衔铁机构（５）、悬浮电磁铁（８）、导向板弹簧（１０）、功率放大器（１２）和计算机控制系统（１３），结晶器伸出端（２）安装固定在活动框架（４）上，活动框架（４）经弹性支撑组件安装在固定框架（６）上；活动框架（４）外周围部上下两侧装有若干个衔铁机构（５），在固定框架（６）上装有若干组成对悬浮电磁铁（８），所述成对悬浮电磁铁（８）为上下设置，并与一个衔铁机构（５）上下对应；悬浮电磁铁（８）通过电缆与功率放大器（１２）连接，计算机控制系统（１３）连接功率放大器（１２）对悬浮电磁铁（８）成对差动控制；在活动框架（４）侧面与固定框架（６）之间装有导向板弹簧（１０），使安装固定在活动框架（４）上的结晶器（１）按连铸弧线仿弧振动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓光，周月明，关运泽，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]