Механизм качания кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок

Изобретение относится к металлургии. Механизм качания кристаллизатора содержит основание, стол качания, на консолях которого закреплен кристаллизатор. Стол связан с основанием посредством подвески с системой рессор. В верхнем ярусе подвески расположена одна рессора, а в нижнем - две рессоры. Продольные оси рессор направлены в центр кривизны машины. Система рессор образует статически определимую силовую связь основания со столом кристаллизатора. Натяжение рессор осуществляют распорными пружинами. Для стабилизации стола в поперечном и угловом направлениях предусмотрен балансир. Обеспечивается кинематическая точность движения кристаллизатора по заданной траектории, что приводит к уменьшению дефектов на поверхности слитка, снижению количества прорывов, увеличению надежности работы машины и скорости разливки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к машинам непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), и может быть использовано на МНЛЗ криволинейного или радиального типов.

Известен приводимый в качестве аналога предлагаемого изобретения механизм качания кристаллизатора для непрерывной разливки металлов (см. авт. свид. СССР №348041, В 22 D 11/04, 26.10.1964). Данный механизм качания кристаллизатора МНЛЗ содержит основание, стол кристаллизатора, шарнирно-рычажную систему, связывающую стол кристаллизатора с основанием, и шатунно-эксцентриковый привод качания стола. Шарнирно-рычажная система представляет собой шарнирный четырехзвенник, одним звеном которого служит основание, другим стол кристаллизатора, причем стол и основание связаны друг с другом парой двухшарнирных рычагов. Продольные оси рычагов расположены таким образом, что их продолжения пересекаются в центре кривизны базовой поверхности МНЛЗ (для случая МНЛЗ с прямолинейным кристаллизатором эти оси параллельны друг другу). Точка пересечения осей является "мгновенным центром вращения" стола, что и обеспечивает качание кристаллизатора по заданной траектории, совпадающей с базовой поверхностью МНЛЗ.

Недостаток такого механизма качания кристаллизатора заключается в том, что во время эксплуатации, при весьма малых угловых поворотах в шарнирах и значительных знакопеременных нагрузках, на дорожках качения подшипников проявляется эффект «бринелирования» - на дорожках колец образуются вмятины от тел качения. В результате в шарнирах значительно увеличивается радиальный и осевой зазор, что приводит к существенным отклонениям движения кристаллизатора от заданной траектории. Эти отклонения отрицательно влияют на стабильность процесса непрерывного литья.

В качестве прототипа заявляемому изобретению использован механизм качания кристаллизатора для машины непрерывной разливки, который содержит опорную раму, закрепленные на ней пакеты листовых упругих направляющих, размещенные симметрично с двух сторон относительно прикрепленного к ним качающегося стола и разнесенные двумя ярусами по высоте, с продольными осями симметрии, сходящимися к оси качания кристаллизатора (журнал "Сталь" №2, 2001 г., с.52-55).

Недостаток механизма качания кристаллизатора-прототипа, у которого четыре пластинчатые рессоры установлены вместо рычагов с шарнирами, заключается в том, что четырехточечное закрепление стола статически неопределимо. Такая конструкция не позволяет выровнять натяжение в рессорах, что может приводить к неравномерной загрузке рессор, а также к угловым отклонениям кристаллизатора от заданного положения.

Предлагаемое изобретение "механизм качания кристаллизатора МНЛЗ" устраняет недостаток прототипа, решает задачу увеличения кинематической точности движения кристаллизатора по заданной траектории и обеспечивает заданный кинематический закон движения кристаллизатора.

Достигаемый при решении этой задачи технический эффект - уменьшение возможности образования грубых дефектов на поверхности слитка, снижение количества прорывов, увеличение надежности работы МНЛЗ и скорости разливки.

Предлагаемое изобретение решает поставленную задачу с достижением указанного технического эффекта тем, что "механизм качания кристаллизатора МНЛЗ" содержит основание, стол кристаллизатора, подвеску стола к основанию, выполненную в виде системы пластинчатых рессор, расположенных в два яруса. Рессорная подвеска стола содержит две рессоры в нижнем ярусе и одну - в верхнем ярусе, образуя трехзвенную, статически определимую силовую связь основания со столом.

Предложенный "механизм качания кристаллизатора МНЛЗ" содержит также в зоне рессор нижнего яруса пружины, создающие в рессорах нижнего яруса растягивающие усилия, величина которых на 15...20% превышает возможную наибольшую рабочую сжимающую нагрузку на рессоры от стола кристаллизатора.

Кроме того, "механизм качания кристаллизатора МНЛЗ" содержит также балансир, обеспечивающий стабилизацию стола в поперечном направлении, установленный между столом и основанием и выполненный в виде шарнирного рычага с двумя шарнирными тягами.

Предлагаемое изобретение "механизм качания кристаллизатора МНЛЗ" изображено на чертежах 1 -4.

На фиг.1 изображен общий вид "механизма качания кристаллизатора МНЛЗ".

На фиг.2 изображена кинематическая схема "механизма качания кристаллизатора

МНЛЗ".

На фиг.3 изображена кинематическая схема "механизма качания кристаллизатора МНЛЗ" в аксонометрии.

На фиг.4 изображен общий стабилизирующий балансир стола качания кристаллизатора.

"Механизм качания кристаллизатора МНЛЗ" содержит основание 1, стол качания 2, на консолях которого установлен и закреплен кристаллизатор 3, две рессоры 4 нижнего яруса и одна рессора 5 верхнего яруса, с помощью которых стол связан с основанием, причем рессоры расположены таким образом, что их продольные оси направлены в центр кривизны МНЛЗ (фиг.1 и 2). Для натяжения рессор нижнего яруса между основанием и столом предусмотрены распорные пружины 6 с таким условием, что усилие пружин должно на 15...20% превышать возможные сжимающие нагрузки от стола на рессоры. Для стабилизации стола в поперечном и угловом направлении предусмотрен балансир, состоящий из рычага 7, шарнирно установленного на основании 1 и связанного двумя шарнирными тягами 8 со столом кристаллизатора 2. Для осуществления качательного движения стола механизм содержит шатун 9, связанный со столом 2 и эксцентриком 10. Эксцентрик сидит на валу 11, подшипники которого установлены в основании 1. Противоположный конец вала эксцентрика связан с электроприводом 12.

Кристаллизатор 3 монтируется на столе 2, связанном с основанием 1 рычажной трапецией с упругими шарнирами, образованными тремя рессорами. Для коррекции углового положения стола с кристаллизатором имеется винтовое устройство 13. Упругие элементы выполнены в виде стальных рессорных пластин, снабжены накладками 14 на верхней и нижней поверхностях, локализующими изгиб на некотором расстоянии от заделок (области упругих шарниров).

Предлагаемое изобретение "механизм качания кристаллизатора МНЛЗ" работает следующим образом.

На стол механизма качания устанавливают и закрепляют кристаллизатор. Перед разливкой затравка со своей головкой при помощи тянущих валков заводится в нижнюю часть кристаллизатора, причем ее хвостовая часть остается в тянуще-правильных валках. Из промежуточного ковша жидкий металл подается в кристаллизатор, в котором кристаллизуется на головке затравки. После этого начинается процесс непрерывной разливки: при помощи тянущих валков затравку, сцепленную со слитком, вытягивают из кристаллизатора с определенной скоростью. Одновременно с движением затравки начинает работу механизм качания кристаллизатора, поддерживающий определенную частоту и амплитуду качания для исключения прилипания корки слитка к стенкам кристаллизатора. Качания рамы создаются кривошипно-эксцентриковым механизмом, приводимым во вращение электроприводом. Качательное движение кристаллизатора по заданной траектории (предупреждение перекосов и скручивания упругой трапеции) обеспечивается балансирным рычагом с шатунами.

1. Механизм качания кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок, содержащий основание, стол кристаллизатора, подвеску стола к основанию, выполненную в виде расположенных в два яруса пластинчатых рессор, продольные оси которых направлены в центр кривизны машины, отличающийся тем, что подвеска стола содержит две рессоры в нижнем ярусе и одну рессору в верхнем ярусе, образуя трехзвенную статически определимую силовую связь основания со столом.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что он снабжен пружинами, расположенными между основанием и столом кристаллизатора, создающими в рессорах нижнего яруса растягивающие усилия, величина которых на 15-20% превышает возможную наибольшую рабочую сжимающую нагрузку на рессоры от стола кристаллизатора.

3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что он снабжен балансиром, обеспечивающим стабилизацию стола в поперечном направлении, выполненным в виде рычага, шарнирно закрепленного на основании и связанного двумя шарнирными тягами со столом кристаллизатора.