连铸用结晶器制造技术

一种连铸设备用的结晶器，它包括： 结晶器套管（１２），它有内壁（１４）和外壁（１６），上述内壁（１４）限定出金属液的轴向流道（１８）； 结晶器壳体（２２），它至少在部分长度上包围着结晶器套管（１２）的上述外壁（１６），并与后者限定出装有冷却结晶器套管（１２）的管路的密封腔（２３）；以及 机械振动发生装置（４６）； 其特征在于：结晶器套管（１２）可相对于结晶器壳体（２２）作轴向运动； 借助于允许结晶器套管（１２）相对于结晶器壳体（２２）作轴向运动的密封件（８８、９０）把结晶器壳体（２２）连接到结晶器套管（１２）上，并同时给上述密封腔（２３）提供密封；以及 把上述机械振动发生装置（４６）连接到结晶器套管（１２）上，使之能把相对于结晶器壳体（２２）的轴向振动传递到结晶器套管（１２）上。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系关于连铸设备中所用的结晶器。这种连铸用结晶器包括确定金属液轴向流动通道的结晶器套管和至少在结晶器套管的部分长度上包围着结晶器套管的结晶器壳体。该结晶器壳体中装有冷却结晶器套管的冷却管路。在连铸结晶器操作时，结晶器套管是用安装在结晶器壳体中的冷却管路进行强制冷却的。这样，就会使与结晶器套管内壁接触的金属液凝固，从而形成凝固壳。应该指出，当这种凝固壳附着或粘结在结晶器套管内壁上时就会引起凝固壳撕裂。为了避免这种现象，公知的方法是使结晶器沿连铸轴线方向进行振动。为了产生这种振动，已知如何把结晶器支承在被称为振动台的支承结构上，振动台上装有产生机械振动的装置。于是振动台把沿连铸轴线方向的振动传给结晶器。为了了解这种设备本身所存在的各种问题，应该指出，连铸钢坯用结晶器包括结晶器套管，结晶器壳体，充满冷却液的冷却管路以及还可能设有搅拌金属液用的电磁感应器，其质量很容易达到3吨的数量级。这就需要对这样重的结晶器提供振幅为几毫米、频率为5赫芝或更高的振动。从而需要使用能产生强烈机械振动的装置，这是由于这种装置必须做到不仅能克服结晶器本身的惯性，还要克服支承结构的惯性以及结晶器套管内壁与钢液之间的摩擦力。使结晶器产生振动所需的高功率会带来许多有害的结果，诸如大噪音的冲击与振动，它们有损于结晶器中某些元件的机械性能。有人主张利用支承弹簧来支承结晶器，从而形成一种其质量与结晶器质量相应的有缓冲作用的和谐振动器。而为了在这种机械系统中产生强烈振动，只要对结晶器施加小得多的力就可以了，因为它可以利用在系统固有频率上的共振现象。然而在实践中，实现这种方法却遇到了有关弹簧的尺寸与位置设定等问题。后者在支承结晶器的巨大重量并赋予该系统以所需的弹性方面必须是有效的。本专利技术的目的是提供一种结晶器，由于其质量显著降低而解决了机械振动发生装置中的问题。本专利技术的目的是这样达到的，它使用一种连铸设备用的结晶器，该结晶器包括结晶器套管，它有内壁和外壁，其内壁限定金属液的轴向流道；结晶器壳体，它至少在部分长度上包围着结晶器套管的上述外壁，并与后者限定出一个装有冷却结晶器套管的冷却管路的密封腔；以及产生机械振动装置，该结晶器的特征在于结晶器套管可相对于结晶器壳体作轴向运动；借助于允许结晶器套管相对于结晶器壳体作轴向运动并将上述密封腔密封的密封装置而把结晶器壳体连接到结晶器套管上；上述机械振动发生装置连接到结晶器套管上，以便把相对结晶器壳体的轴向振动传至结晶器套管。在本专利技术的结晶器中，已把振动中的质量减到了基本上为结晶器套管的质量。应意识到，结晶器套管的质量是很少超过结晶器总质量的5％的。结晶器质量最大的元件，即带有充满冷却液的冷却管路的结晶器壳体，有时还包括电磁感应器，是固定在支承构架上的，并且不必在机械振动发生装置作用下振动。于是，用于使结晶器套管内壁与铸坯凝固壳间产生相对振动的功率就能显著地降低。其结果是，连铸设备所需承受的各种力与振动降低，从而使其某些元件的使用寿命延长。此外，由于结晶器壳体与感应器不参与振动，不再承受动应力，也延长了其使用寿命。还应认识到，由于无结晶器振动支承结构，还能显著地降低投资与维修费用。最好把结晶器壳体设计成在其上端与下端有供结晶器套管进入的开口；然后把密封元件配置在形成通道的两开口上，以在结晶器壳体的轴向上确定出一个能承受冷却液压力作用的环形密封腔。使形成通道的上开口的截面积大于形成通道的下开口的截面积是有好处的。此截面之差事实上会产生作用在结晶器套管上的一个与金属液流向相反的流体静压力。流体静压力可以对结晶器套管的重量和金属液作用在结晶器套管内壁上的摩擦力进行补偿。还应该意识到，此方法可进一步地降低产生上述振动所需要的功率。在结晶器壳体内可以设置不同形式的冷却结晶器套管的冷却管路。在一个最佳实施例中，结晶器壳体有一个内导向套，它环绕着结晶器套管并与之形成一个供冷却液流通之用的有第一截面的第一环形空间。一外套环绕上述内导向套并与其形成第二环形空间，它们限定出供冷却液流通的第二截面，第二截面远大于作为通道之用的上述第一截面。在第一变形实施例中，内导向套固定在结晶器壳体的外壁上而形成允许结晶器套管作轴向滑动的套筒。而且这种重量相当小的内导向套也可以是结晶器套管的一部分。在此情况下，它与结晶器套管一起参与振动。最好，结晶器套管包括一个限定出金属液流道的通常为铜管的内管，和一个包围着此铜管的保护套。保护套上端密封地固定在该铜管上，其下端有一个导向口，铜管以密封状态在其中被导向，使其能沿轴向向下延伸。然后，用环绕铜管的保持套支撑冷却液的内导向套。上述密封件包括连接保护套下端和结晶器壳体的下密封件，以及连接保护套上端和结晶器壳体的上密封件。这种方法虽使运动质量略有增大，但有很大的优点，即结晶器套管和内导向套形成一个完美的刚性组件。此外，结晶器套管本身还可以轴向自由延伸。密封件还可以有各种不同的实施例，例如，可以是一个连接着装在结晶器管上的法兰和装在结晶器壳体上的法兰的波纹伸缩软管。在一优选实施例中，密封件至少包括一个可弹性变形的隔板。隔板位于横截连铸轴线的平面上。这是一个特别简单的实施例，它可提供完善的密封，完全无需维护，并能使结晶器具有非常紧凑的结构。已经证明金属复合板最适于这种用途。然而，这并不排斥用其它材料来形成隔板，例如用增强的弹性物制造隔板。可以把一个产生轴向机械振动的装置直接连接到结晶器套管上，即不用任何中间连接机构。一种颇具优越性的方法是提供一杆件，它作为机械振动发生装置和结晶器套管之间的机械连接件。此连接件有一中间铰接件，连接件借助它而支承在结晶器壳体上，还有与机械振动发生装置连接的第一杆臂和支承结晶器套管的第二杆臂。此实施例是把机械振动发生装置安装在结晶器旁边，其位置是完全无碍的，而且能避免金属液喷溅。由于结晶器套管是由其自身被结晶器壳体支持的杆臂支承的，故完全无需提供其它的结晶器套管支承装置。特别是上述密封件不需要具有支持结晶器壳体中的结晶器套管的功能。最好，这种结晶器套管在杆臂上的悬挂结构由两个位于有两支臂的叉状臂中的轴颈来实现。当杆臂的上述中间铰接件，两个轴颈和第二杆臂安装在上述密封腔中时，就能得到一种结构特别紧凑的结晶器。然后使第二杆臂在密封状态下穿过结晶器的外套。第二杆臂与结晶器壳体外套间最好用波纹伸缩软管来密封，它最好是安装在上述密封腔内侧。与此相关地还应意识到，安装在此密封腔中的全部元件都会在冷却液中得到某种程度的润滑，还由于很少暴露，故不致受到金属液的伤害。最适于连接结晶器壳体与结晶器套管的弹簧片可对后者进行轴向导向并可避免密封件传递过大的横向力。从参照附图所做的作为说明例的最佳实施例的详细说明中将会显现出本专利技术的另外的优点与特征，其中附图说明图1是本专利技术结晶器的剖视图；图2是沿图1中(2-2)线剖开的结晶器剖视图；图3和4是本专利技术结晶器的两个不同实施例的细部的纵剖示意图；图5是图3中结晶器沿(5-5)线剖开的剖视图；图6是本专利技术的变形实施例的剖视图。图1和2中表示可用于连铸钢坯的结晶器10。它包括具有内壁14与外壁16的结晶器套管12。内壁14确定了钢液的流道18。序号20表示此流道的中心线，它可以是直线，也可是曲线。最常用的结晶器套管是厚壁铜管。此管的内截面确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁迪·佩特里，米歇尔·里纳迪，
申请(专利权)人：保尔沃特公司，
类型：发明
国别省市：