防止漏钢的模具摩擦力监测装置.pdf

本发明涉及在连续浇铸模组件中测定浇铸时模具上产生摩擦力的装置，特别是在模具中测定摩擦力时使模具的倾斜和不平衡对测定摩擦力的测试仪器产生的影响减至最小的装置。
    连续浇铸的过程包括将熔化的金属倒入一个开口无底的由液体冷却其壁板的模具中，当金属处在模具中时，在邻近模具壁板处的金属形成了一层固化了的表皮。部分固化了的铸件连续从模具中抽出并通过封闭辊道，在那里受冷却液喷射直至完全固化为止。使模具在浇铸的方向以往复形式来回振动，这可以减小模具壁板与毗邻的铸件表皮之间的摩擦力。但过大的摩擦力会引起铸件缺陷，在严重的情况下会引起表皮撕裂，从而导致熔化的金属在模具下通过表皮漏钢。若发生漏钢就需要停工，在重新恢复浇铸前要大范围地修理或更换封闭辊道。众所周知，在浇铸过程中监测模具中的摩擦力，以此来改变冷却速率、浇铸速度和其他因素，这样就可以避免漏钢。例如，为此目的的方法在英国专利1，556，616号，欧洲专利44，291号，美国专利3，893，502号，以及日本专利公开J57032864中已有披露。然而，用现有测试设备要想准确地测定这样的摩擦力是困难地，因此这就降低了以现有测试设备为基础而建立的避免漏钢系统的有效性。所涉及的一个问题是不容易将摩擦力和浇铸时产生的其他动态影响区分开来。所述的这些动态影响是多变的，而且可能与模具的摩擦力无任何关系，所以不易准确测定摩擦力。目前已经采用了多种不同方法来分析从荷载测试装置所得到的读数，企图将动态影响分离出去以便更准确地测定模具的摩擦力。这些方法的某些例子已在美国专利4，532，975号和4，615，375号中披露。其中所涉及的一个明显的动态影响是模具的倾斜和不平衡，这是因为模具在实际浇铸操作时是振动的。美国专利4，532，975号和日本专利公开J57032864号中认识到了这个因素，但并未试图去校正这些对测定摩擦力的影响。若模具调整不当和倾斜，在来回振动时会产生不同程度的侧向力，这些力明显地影响荷载传感器的读数。一般来说，荷载传感器的设计是只读出垂直的力。欧洲专利44，291号中披露的荷载传感器在槽中是可以移动的，但槽的位置是用螺钉固定并连结到支承架上。另一方面，在美国专利4，219，091号和3，741，328号中，直接允许荷载传感器的秤重装置能在侧向伸缩和移动。既不是这些对比文件，也不是其他任何为申请人已知的先有技术，人们已认识到了在测定摩擦力时需要抵消因连续浇铸模具倾斜或调整不当而产生的影响，并提出解决问题的办法。

    因此，本发明的主要目的是提供一种装置，该装置将使实际浇铸过程中连续浇铸模具的倾斜或不平衡对测定模具摩擦力的影响减至最小。

    根据本发明提供了一个连续浇铸模组件，该组件包括一个连续浇铸模具，一个支承模具的框架，所述模具和框架沿着浇铸的方向协调一致地来回振动，以及许多垂直力显示装置用来显示所述框架上的模具在来回振动时所产生的垂直力。垂直力显示装置至少包括第一和第二装置，所述的第一和第二装置安装在模具相对的两侧壁板的两块相邻接的向下和向上的一块平面板上，而框架是用来支承其荷载的。第一和第二装置中的每一个都包括一组至少有两个在水平方向间隔放置的荷载传感器，以及还包括一个与每一个荷载传感器联接的元件，用来适应垂直方向的变形。当模具振动时，安装在所述的另一块平面板上的装置在所述的水平方向引导相对的模具壁板相对于框架滑动。滑动装置包括一个导轨和一个装在每一组荷载传感器变形元件上的水平导向元件，这样使所述的变形元件发生垂直变形。导向元件是在导轨中沿所述的水平方向滑动的，以此来减少由于模具振动时的不平衡而产生的侧向力的影响，以便更准确地把垂直力传递到每一组荷载传感器上。

    下面对附图进行简要的说明：

    图1是本发明改进后的连续浇铸模组件的一个平面图。

    图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线剖开的断面图。

    图3是沿图1中Ⅲ-Ⅲ线剖开的断面图。

    现在对优选实施例进行描述，

    参照图1，一个传统的连续浇铸模组件包括一个长方形的连续浇铸模具10。模具10包括一对宽的模具壁板12和14，以及一对狭的模具壁板16和18。每一块模具壁板都包括一块内有水冷却管道的铜合金材料制的平面板20，用螺栓把一块钢制的内支承板22装在平面板20上，以及一块钢制的外侧支承板24紧固在内支承板22上。每一块模具壁板的外侧支承板24形成水箱26的一个部分，水箱是用来盛由软管28和30供给的冷却水，每一根软管连接水箱和框架32。每一块狭模具壁板的外侧支承板24是紧固在狭壁板位置和斜度调整机构34上，该机构用于调整在模具中浇铸的长方形钢坯的宽度。每一个调整机构34都适于调整各自的狭壁板位置与倾斜角度，这样当进行浇铸操作时上述的调整就可获得。两个夹紧机构36和38用来可调地把可移动的宽模具壁板14相对顺次紧靠在固定的宽模具壁板12上的狭模具壁板16和18夹持住，每一个夹紧机构包括齿轮传动电动机40，它与螺杆千斤顶42连接以驱动千斤顶杆44。如上所述，提供一弹簧组件46向宽模具壁板14加压使其紧靠在狭模具壁板16和18上。模具支持框架32包括紧固在垂直柱形杆件52上的横杆件50和台面结构54。摩擦力测试装置56，58，60和62放置在相对的宽模具壁板12和14每一端的邻近处，并装在所述宽模具壁板和模具支持框架32的台面结构54之间。根据本发明，每一个摩擦力测试装置包括一组至少两个水平间隔安置的荷载传感器64和66。最好如图1所示，荷载传感器在与每一块宽模具壁板平面相垂直的水平方向间隔安置。希望每一个荷载传感器是压缩型的，如图2中的这种荷载传感器64是用来测量荷载传感器64的上部平面70上轴线方向产生的垂直力。荷载传感器64是装在筒式外壳72内。碟形弹簧垫圈74安装在座圈76和补偿垫圈78之间，以吸收冲击力的冲击和防止损坏荷载传感器64。一个园柱形导杆80安放在垫圈74的孔中。填密环82和84是用来防止水浸入。此外，密封圈86和88也是用来防止外界杂物进入到外壳内。补偿垫圈78、弹簧垫圈74和座圈76一起组成一个与荷载传感器联接的元件，它在垂直方向能够变形。填隙片90是用来调整座圈76的上部平面92和外壳72所安装的底层地板93之间的距离。底层地板93是紧固在侧板95和97上，并顺次紧固在台面板54上。导引相对的宽模具壁板相对于框架滑动的装置包括一个导向元件96（图2和图3中），安装在每一组荷载传感器的可变形元件上，导轨98安装在水箱26底平面的凹槽中，导轨有一条细长的沟槽100用于引导导向元件在内滑动。最好导向元件96的平面101依靠在凹槽上的平面102上滑动。还希望导向元件96不滑动地安装在与每一荷载传感器联接的座圈76内，例如在园柱形的孔105中安装导向元件。在沟槽100与导向元件96相邻接的每一对平面上设有光滑无摩擦的材料103。导轨也包括一对有凸边的压紧元件104和106，安装并紧固在台面板54上，以防止导向元件相对于彼此隔开的荷载传感器产生扭转。应注意间隙空间108设在导轨和台面板54之间，以允许宽模具壁板与框架之间相对的倾斜，如果模具和框架发生不均匀或不平衡的振动时就会产生这种倾斜。如果荷载传感器未处于距宽模具壁板重力中心等距离的位置上，并且由于熔化金属在模具中所形成的固化表皮与模具壁板之间的摩擦力发生变化，以及其他因素影响等等，这样的不平衡也会发生。导向元件有利于减少由于这些在荷载传感器上的不平衡振动产生的侧向力的影响，所述的不平衡振动是由于荷载传感器在宽模具壁板倾斜的影响下发生滑动而产生的，这样，本发明的装置使模具的倾斜和不平衡对显示装置上垂直力的影响可减至最小，所以可对模具摩擦力进行更准确的测量。