连铸机弧形链式结晶器.pdf

本发明涉及一种连铸机弧形链式结晶器，用于解决现有连铸机结晶器存在的链节的销孔位置不合理、链节间难以可靠密合、链节的横向定位的可靠性较差的问题等。它由机架装置和悬挂在各自主、从动链轮上的外弧链条、内弧链条以及冷却系统所组成，其特征在于：它具有新型的链节[1]和[2]；具有刚性导轨和弹性导轨的组合[3]且刚性导轨和弹性导轨的组合[3]位于链节[1]和[2]的两侧；在链节上制有定位槽；它的主动链轮是上部的链轮[4]；并设有每转所用的时间与相应的外弧链条和内弧链条的环行周期相同的冷却水分配器[5]和[6]等。它是一种功能强、实用性和可靠性高的连铸机弧形链式结晶器。

1.  一种连铸机弧形链式结晶器，它由机架装置和悬挂在各自主、从动链轮上的外弧链条、内弧链条以及冷却系统所组成，其特征在于，外弧链条[24]和内弧链条[25]的链节的联结销孔的中心线[3]分别位于该链节的端平面[5]和[6]上。

2.  如权利要求1所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，设有用于引导和适度压紧外弧链条[24]、内弧链条[25]的弧形的刚性导轨和弹性导轨的组合[8]。

3.  如权利要求2所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，它的主动链轮是上部的链轮[26]。

4.  如权利要求3所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，刚性导轨和弹性导轨的组合[8]位于链节[1]和[2]的两侧，并在与链轮滚子同轴的位置上装有导向滚子[12]。

5.  如权利要求3所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，设置了对从动链轮[27]的轻制动装置[38]和[39]。

6.  如权利要求4所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，在内弧链条[25]或外弧链条[24]的链节[2]或[1]上制有与相应的外弧链条[24]或内弧链条[25]的链节[1]或[2]相配合的定位槽[4]或[7]。

7.  如权利要求1、2、3、4、5或6所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，外弧链条[24]、内弧链条[25]的外侧设有每转所用的时间与相应的外弧链条[24]和内弧链条[25]的环行周期相同的冷却水分配器[29]和[28]且该冷却水分配器[29]和[28]的进水分配器和回水集流器的配水口[40]和[41]的回转直径分别是相应主、从动链轮[26]和[27]中心距的1/3---3/4。

8.  如权利要求1、2、3、4、5或6所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，在其内弧链条[25]的返回侧设置有至少是分为两段制造和安装的链条托架[30]。

9.  如权利要求1、2、3、4、5或6所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，通过结晶器回转中心[O]和链条下部的外缘的垂线之间的最小距离[L]为矫直机的辊子半径。

10.  如权利要求1、2、3、4、5或6所述的连铸机弧形链式结晶器，其特征在于，它具有由电液伺服控制系统控制和驱动的主动链轮[26]。

连铸机弧形链式结晶器
所属技术领域
本发明涉及一种连铸机弧形链式结晶器。
背景技术
结晶器是广泛应用于各种类型连铸机的必备装置。通常它由机架装置、结晶器本体以及冷却系统所组成。在专利号为98116468.4的一种《链弧式连铸机》的申请文件中，披露了一种连铸机弧形链式结晶器，它是由机架装置和悬挂在各自主、从动链轮上的外弧链条、内弧链条以及冷却系统所组成。上述文件中，也包含着关于弧形链式结晶器的相关背景技术的介绍，在此就不再赘述了。但是，上述文件所描述的弧形链式结晶器尚有以下不足：1.联结各链节的销孔位置设置得不合理，将会使相邻的链节产生干涉而形成很大的内应力；2.由于内外环导轨是相对固定的，要想使对合的链节都能可靠密合，在实际上是极其困难的；3.对合的链节的横向定位的可靠性较差，这一结果不仅会由耳环的弓形部位在恶劣工作条件下的磨损所致，还会由链节及内外环导轨的横向变形所引发；4.由于主动链轮设置在下方，作用在链条上的张力，将使相邻链节之间的间隙充分暴露，容易导致链条的失效；5.由于主张“给排水机构(…)是通过链条(…)与套管…随传动链轮(…)、内外环链(…)同步旋转，…”从而使得该配水机构失去了实用性；6.由于在内弧链条的非工作段设置得是整体式导轨，不但使其尺寸具有一定的不确定性，还会在进行主、从动链轮的中心距调节及链子磨损时产生不良的后果；7.由于其采用的是封闭式框架结构，其维护工作比较困难；8.由于其进水分配器和回水集流器的尺度不合理，使本机构的实用性存在很大的问题；9.其弧形段与矫直机的位置配置严重不合理，使链式结晶器部分处于高应力的工作状态下，而不便于应用等。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种能够克服上述缺点的、性能更好、可靠性更高的连铸机弧形链式结晶器。
为了解决联结各链节的销孔位置设置得不合理，会使相邻的链节产生干涉而形成很大的内应力的问题，本发明要求外弧链条和内弧链条的链节的联结销孔的中心线分别位于该链节的端平面上。
为了解决内外环导轨是相对固定的，要想使对合的链节都能可靠密合，在实际上是极其困难的问题，本发明要求设有用于引导和适度压紧外弧链条、内弧链条的弧形的刚性导轨和弹性导轨的组合。刚性导轨和弹性导轨的组合中的弹性导轨可以是橡胶质的，也可以是橡胶质的并在工作表面镶有薄钢片的复合弹性导轨，还可以具有其它的形式等，其功能在于，在其与导向滚子的接触部位产生适度的变形，以保证内、外链节始终处于被压合的状态，还可以用于补偿制造误差和综合变形误差可能造成的内外链节的密合不可靠的问题。为了改善导轨的安装、调整和维护性能，以及提高导轨对链节支承的稳定性，也是为了减少由于链子滚轮的磨损导致的导向精度的降低，特别是为了解决导轨不能延伸至链轮的导向圆与导轨圆弧的切点处的问题(这一点对内弧链条非常重要)，可以使刚性导轨和弹性导轨的组合位于链节的两侧，并在与链轮滚子同轴的位置上装有导向滚子。
为了解决对合地链节的横向定位的可靠性较差的问题，本发明要求在内弧链条或外弧链条的链节上制有与相应的外弧链条或内弧链条的链节相配合的定位槽。
为了解决由于主动链轮设置在下方，作用在链条上的张力，将使相邻链节之间的间隙充分暴露，容易导致链条的失效的问题，本发明要求它的主动链轮是上部的链轮。为了使链节之间保持适当的压力，有利于结晶器的纵向密封，还可设置对从动链轮的轻制动装置。
为了解决冷却水系统的进水分配器和回水集流器的回转速度不正确从而使得该配水机构失去了实用性的问题，本发明要求在外弧链条、内弧链条的外侧设有每转所用的时间与相应的外弧链条或内弧链条的环行周期相同的冷却水分配器。
为了解决由于在内弧链条的非工作段设置得是整体式导轨，不但使其尺寸具有一定的不确定性，还会在进行主、从动链轮的中心距调节时产生不良后果的问题，本发明要求在其内弧链条的返回侧设置有至少是分为两段制造和安装的链条托架。
为了解决由于其采用的是封闭式框架结构，其维护工作比较困难的问题，本发明要求进水分配器和回水集流器均悬臂安装在各自的轴上。
为了解决由于其进水分配器和回水集流器的尺度不合理，使本机构的实用性存的问题，本发明要求进水分配器和回水集流器的配水口的回转直径分别是相应主、从动链轮中心距的1/3---3/4。
为了解决其弧形段与矫直机的位置配置严重不合理，使链式结晶器部分处于高应力的工作状态和为了给矫直机留出合理的空间，本发明要求通过结晶器回转中心和链条下部的外缘的垂线之间的最小距离为矫直机的辊子半径。
由于本结晶器的使用拉速相对很高，一般的控制系统由于惯性较大而难以实现所需的响应速度，因此有必要采用电液伺服控制系统，即采用伺服液压马达的驱动系统，或者说，它具有由电液伺服控制系统控制和驱动的主动链轮。请注意，由于电液伺服控制系统，已经是成熟技术，本发明的创新点在于这一技术在本弧形链式结晶器上的应用，其具体内容就不再在此赘述了。
以上是对各个技术创新点的说明。
本发明的总体思路是，在现有技术的基础上，采用销孔位置正确的链节而形成一个基本方案；在基本方案的基础上，为了提高内、外链节的密合性，进而采用刚性和弹性导轨的组合；如果还要提高链条的链节间的纵向密和性，可以选定上部的链轮作为主动链轮；在上述方案的基础上，一方面可以将刚性和弹性导轨的组合配置在链节的两侧，并在与链轮滚子同轴的位置上装有导向滚子，另一方面可以设置对从动链轮的轻制动装置；当提出更高的要求时，还可以在内弧链条或外弧链条的链节上制有与相应的外弧链条或内弧链条的链节相配合的定位槽，以进一步改善结晶器的横向定位性能。上述总体思路下的结晶器，均可以与在外弧链条、内弧链条的外侧设有的每转所用的时间与相应的外弧链条和内弧链条的环行周期相同的冷却水分配器配用，且该冷却水分配器的进水分配器和回水集流器的配水口的回转直径分别是相应主、从动链轮中心距的1/3---3/4；也可以配用在其内弧链条的返回侧设置的、至少是分为两段制造和安装的链条托架；还可以使用由电液伺服控制系统控制和驱动的主动链轮；还可使通过结晶器回转中心和链条下部的外缘的垂线之间的最小距离为矫直机的辊子半径。
本发明的有益效果是，能够克服现有连铸机弧形链式结晶器的缺点，具有更好的性能和更高的可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。本发明共有附图5页共8幅，其中：
图1是本发明的内外链节的结构图。其中，[1]是外弧链条的链节，[2]是内弧链条的链节，[3]是链节的联接销的孔中心线，[4]是在有必要的情况下在内链节上制出的定位槽，[5]是外链节的两端面，[6]是内链节的两端面。至于结晶器的孔形，可根据对铸坯断面形状的要求制成各种不同的形状，本图所示的是适用于圆形铸坯的孔形。本图一方面表示了外弧链条和内弧链条的链节的联结销孔的中心线[3]分别位于该链节的端平面[5]或[6]上的情形，另一方面又表示出了在内弧链条的链节[2]上制有与外弧链条的链节[1]相配合的定位槽[4]的情形。
图2所表示的是，在外弧链条的链节[1]上制有与内弧链条的链节[2]相配合的定位槽[7]的情形。
图3是用于引导和适度压紧外弧链条、内弧链条的弧形的刚性导轨和弹性导轨的组合[8]的示意图。图中，[9]是外弧链条和内弧链条的滚子，同时又兼作进行圆弧运动的导向滚子；[10]是刚性导轨；[11]是弹性导轨。
图4是将刚性导轨和弹性导轨的组合[8]移至链节的两侧，并在与链轮滚子同轴的位置上装有导向滚子的示意图。图中，[12]是导向滚子，[13]是刚性导轨；[14]是弹性导轨。为了改善内外链节的横向定位性能，在本图的内链节上还采用了定位槽[7]，使得弧向定位与横向定位的功能件互相独立，既便于改善导轨的安装、调整和维护性能，克服耳环和导轨侧面易于磨损的缺点，以及提高导轨对链节支承的稳定性，又有助于提高定位精度，还可以解决导轨不能延伸至链论导向圆与导轨圆弧切点处的问题。需要在此说明的是，在保证刚性导轨和弹性导轨的组合[8]的使用功能的条件下，它的组合方式是可以灵活多变的，例如，它可以由两个刚性导轨和一个弹性导轨所组成，只是这时最好将弹性导轨配置在两个刚性导轨的对面的大致中间部位，以保证其受力后的稳定性，当然，导向滚子的位置也需要作适应性改变。
图5是三种不同的弹性导轨的示意图。其中，a图所示的是由橡胶制成的弹性导轨[15]，它可以用粘接或者机械的方法可靠地固定在设计位置上；b图所示的是由橡胶制成的基体[16]、薄钢片[17]和钢衬[18]共同组成的弹性导轨[19]，它可以通过钢衬并利用机械的方法加以固定；c图所示的是由薄钢片(或者是几层薄钢片的叠合)[20]、钢衬[21]和弹性组合体[22]共同组成的弹性导轨，这种弹性组合体较简单的结构是由安装在销孔内的销和弹簧所组成，它们的数量应足够多，建议其孔距要小于或等于相配链条的节距。弹性导轨的带有薄钢片的一面是与导向滚子接触的工作表面，这一面是制作在内圆弧上还是制作在外圆弧上是根据需要确定的(图中所示的是制作在内圆弧上的)。为了可靠地防止薄钢片在导向滚子的作用下产生切向滑移，可在薄钢片的上部折弯，并在必要时将其折弯处固定在钢衬上。对于c图所示的弹性导轨来说，还可以在薄钢片的圆弧的轴向上制出凸肩，通过它与钢衬上的凹槽的配合，来达到防止产生切向滑移的目的。
图6、图7和图8所示的是一个综合实施例。其中，图7是图6的A-A剖视图，图8是图7的B-B剖视图。在图6、图7或图8中，[23]是机架；[24]是外弧链条；[25]是内弧链条；[26]是主动链轮；[27]是从动链轮；[28]、[29]分别是用于内、外弧链条的冷却水分配器；[30]是一种由上半段[31]、过渡段[32]和下半段[33]组成的链条托架；[34]是冷却水软管；[40]、[41]分别是冷却水分配器上的进水分配器和回水集流器的配水口；[35]是具有进出水道的旋转接头，它与双水道(进水与回水)的冷却水分配器配用，可以使冷却水系统的轴向结构更为紧凑；[36]和[37]分别是内、外弧链条的冷却水分配器的链轮链条驱动装置；[38]、[39]是分别对从动链轮进行轻制的动装置，这种装置的较简单的方案是由一个制动轮和通过弹簧压在其外圆上的制动块所组成，其它方式也很多，由于它们属于现有技术，在此就不再一一列举了。
在本实施例中，当主动链轮[26]按图示方向旋转时，通过主、从动链轮[26]、[27]的总体引导，导轨组合[8]和定位槽[7]的具体定位，由内、外弧链条[25]和[24]组成了结晶器本体。本实施例的冷却水分配器[28]、[29]均悬臂安装在各自的轴上，且增加了它的尺度。为了给矫直机留出合理的空间，通过结晶器回转中心[O]和链条下部的外缘的垂线之间的最小距离L为矫直机的辊子半径。至于冷却水分配器[28]、[29]的驱动，可以采用[36]和[37]所示的冷却水分配器的链轮链条驱动装置。还需要注意的一点是，使用由电液伺服控制系统控制和驱动的主动链轮[26]之后，可以提高本结晶器的控制性能。
具体实施方式
具体的实施方式，建议选择本发明的综合实施例。虽然它只是众多的可行方案中的一个，但是它能够体现出本发明的基本优点。