[发明专利]连铸结晶器多波形电磁激振装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明是这样实现的：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匀设置。

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。

本发明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。由于本发明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。

本发明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为本发明连铸结晶器多波形电磁激振装置实施例1结构图；