一種連鑄結晶器窄面活動板的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造技術領域，特別是一種連鑄結晶器窄面活動板。
【背景技術】
[0002]結晶器是連續(xù)鑄鋼中的鑄坯成型設備，是連鑄機的核心設備之一，其基本功能是利用冷卻水通過水冷銅板間接帶走鋼水中的熱量，使鋼水在結晶器內(nèi)連續(xù)地形成具有一定厚度和一定強度的坯殼。
[0003]隨著現(xiàn)代連鑄技術不斷進步，可澆鑄鋼種不斷擴大，一些高合金、高品質、高裂紋敏感性鋼種已經(jīng)不斷在大型鋼鐵企業(yè)連鑄生產(chǎn)流程中生產(chǎn)。這其中主要的技術進步之一是大斷面鑄坯連鑄技術的發(fā)展一一鋼材的壓縮比增加，鋼材的產(chǎn)品質量提高。但鑄坯斷面的增大帶來的不利影響一方面在于鑄坯在鑄機里需要彎曲、矯直，由此會帶來鑄坯角部裂紋的增加，另一方面，連鑄過程中，結晶器一直處于機械應力與熱應力的綜合作用下，尤其是在鋼水在凝固的過程中，流經(jīng)連鑄結晶器中下部時形成固態(tài)鋼坯，這一液固轉換的變化過程會伴隨整體體積的縮小，從而造成鋼坯不能與結晶器內(nèi)壁始終緊貼。
[0004]中國專利ZL02214026.3 (公告號CN2547438Y，名稱“板坯連鑄結晶器窄邊銅板”)提供了一種帶側面倒角的結晶器窄面活動板，其倒角尺寸為6?10mm，角度為45度。該專利并未有指出側面倒角的冷卻方式，不利于一個水平面上產(chǎn)品冷卻的一致性。CN201744629Y的專利，公開了一種連鑄用組合結晶器的窄面活動板，可以保證窄面活動板的側面倒角區(qū)域的冷卻效果、避免鑄坯角部的裂紋。但是沒有足夠考慮到鋼水在結晶過程中體積的縮小帶來的問題，收縮的體積會使得結晶器的下部的鋼坯與結晶器窄板的內(nèi)壁出現(xiàn)導熱不良的現(xiàn)象發(fā)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服上述不足，公開了一種有利于鋼水在凝固的過程中，鋼坯始終緊貼結晶器內(nèi)壁的連鑄結晶器窄面活動板。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下所述:一種連鑄結晶器窄面活動板，所述窄面活動板包括內(nèi)層的冷卻板和外層的支撐板，所述支撐板下部設置振動機構。
[0007]所述振動機構包括調頻電源、高頻旋轉電機以及與支撐板外側壁連接的傳動軸，所述傳動軸通過偏心輪與所述高頻旋轉電機的轉軸連接。
[0008]所述振動機構包括平行振動器以及與所述平行振動器振子連接的傳動軸，所述傳動軸與所述支撐板的外側壁連接。
[0009]所述振動機構設置壓電加速度傳感器、電荷放大器和數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡連接信號處理機構。
[0010]所述冷卻板與所述支撐板形狀相適應，且通過固定銷連接，兩板間形成中空腔體。
[0011]所述冷卻板為銅或銅合金制件，所述支撐板為鋼板制件，所述中空腔體設置冷卻水槽。
[0012]本實用新型的核心在于通過支撐板下部設置的振動機構，將傳統(tǒng)靜止的結晶器窄面銅板變?yōu)榛顒影?，這是由于鋼水在液固轉換的變化過程會伴隨整體體積的縮小，從而造成鋼坯不能與結晶器內(nèi)壁始終緊貼，而通過小幅度的高頻振動，從而使窄邊銅板對初成型的鋼坯形成一種快速、連續(xù)的水平方向上的反復沖擊力。
[0013]經(jīng)試驗表明，當高頻振動的頻率高于60Hz時，便會對振動沖擊體形成一種持久性的穩(wěn)定擠壓力，而且通過生產(chǎn)過程中的檢測與調節(jié)，這種擠壓力一方面能有效地防止粘接性拉漏，通過振動能夠很大程度上使牽拉過程不產(chǎn)生較大的加速度，便于拉伸過程的穩(wěn)定，另一方面，還可以通過摩擦效果起到剪切作用，得到良好、光滑的鑄坯表面。
[0014]與此同時，振動輪的振動會對鑄還面作用一個往復的沖擊力。每沖擊一次，被動振蕩的表面就產(chǎn)生一個沖擊波，這個沖擊波會沿著縱深方向擴散和傳播。隨著振動輪不斷振動，沖擊波也將不斷產(chǎn)生和持續(xù)擴散。材料的顆粒在沖擊波的作用下，由靜止的初始狀態(tài)變?yōu)檫\動狀態(tài)，材料顆粒之間的摩擦力，也由初始的靜摩擦狀態(tài)逐漸進入到動摩擦狀態(tài)，顆粒在沖擊波的作用下產(chǎn)生了運動，造成了顆粒間的初始位置的變化，并且由此產(chǎn)生了相互填充間隙的現(xiàn)象。較大顆粒之間形成的間隙由較小的顆粒所填充，這樣就產(chǎn)生了一種穩(wěn)固效應，在鋼水結晶凝固的過程中，通過振動可以有效消除結晶體之間的內(nèi)摩擦力，并克服結晶顆粒間的粘結力和內(nèi)聚力，使小顆?？梢杂行畛涞酱蟮念w粒中，從而形成較為堅固的鑄還表層。
[0015]振動機構設置壓電加速度傳感器、電荷放大器和數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡連接信號處理機構，振動信號可以經(jīng)由壓電加速度傳感器檢測，送至電荷放大器，然后由高速數(shù)據(jù)采集卡將檢測到的模擬信號轉換為數(shù)字信號傳送給計算機，信號處理機構的處理程序會對采集到的信號進行處理和顯示，從而實現(xiàn)高頻振動信號的檢測。通過對振動信號進行檢測，一方面可以通過對比試驗找出振動信號與鑄坯表面堅固度的對應關系，另一方面，應當考慮振動對鑄坯連鑄拉伸的加速度影響，信號處理機構需要與對鑄坯拉伸的牽引輥電機連接，找出振動信號與鑄坯拉速的對應關系，通過各個因素的協(xié)同影響，尋找最佳振幅和最優(yōu)頻率。
[0016]本實用新型設計的連鑄結晶器窄面板采用的是復合板結構，由內(nèi)層的冷卻板和外層的支撐板組成，所述冷卻板與所述支撐板形狀相適應，且通過固定銷連接，兩板間形成中空腔體，這主要是由于將冷卻銅板隨鋼板一起加工，能夠改善銅板的受力狀況，使銅板不易變形，鋼板剛度比一體成型的支撐板要大，而且重量較經(jīng)，具有優(yōu)越性；采用中空腔式設計為冷卻水腔，包括冷卻水槽，可以增大冷卻水與銅板的接觸面，使冷卻效果更好。
[0017]本實用新型窄板活動技術的采用，能有效實現(xiàn)鋼坯始終緊貼結晶器內(nèi)壁，而且這種高頻振蕩還能有效減少拉鑄過程中的摩擦力，增加鑄坯表面光滑度，從而使結晶器窄邊磨損減少，增加銅板壽命，大幅減少了表面裂紋敏感鋼種鑄坯的表面清理率。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型復合板面的側視結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型復合板面的俯視結構示意圖。
[0020]圖3是本實用新型振動信號采樣分析電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例一
[0022]如圖1至圖3所不，一種連鑄結晶器窄面活動板，窄面活動板包括內(nèi)層的冷卻板1和外層的支撐板2，冷卻板1與支撐板2形狀相適應，且通過固定銷3連接，兩板間形成中空腔體4 ;支撐板下部設置振動機構5 ;振動機構包括調頻電源、高頻旋轉電機以及與支撐板外側壁連接的傳動軸6，傳動軸通過偏心輪與高頻旋轉電機的轉軸連接；振動機構設置壓電加速度傳感器、電荷放大器和數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡連接信號處理機構；冷卻板為銅或銅合金制件，支撐板為鋼板制件，中空腔體設置冷卻水槽。
[0023]本方案中的振動機構采用的是高頻振動器，這是依靠調頻電源將電機頻率調制成高速旋轉并帶動偏心輪做圓周運動，從而產(chǎn)生振動，并通過傳動軸將振動傳給支撐板，進而傳遞給整個復合板，尚頻振動器的最尚激振頻率為180Hz/s、激振力最大為12KN、振幅最大為2.5_、最大福射范圍為1.5m，由于振頻高、振幅小，在振動形變面上消耗的能量少，激振力強，無失振現(xiàn)象，結構緊湊，使用方便，易損件少。
[0024]在具體實施時，可以采用ZKF型高頻振動器，體積小，重量輕，并且可以采用快速裝卡結構，其固定僅需緊固一個螺絲即可使用，比使用普通外部式振動器節(jié)省安裝輔助時間75%、節(jié)省人力75%，也便于更換與維修，從而減少了維修費用，降低了施工成本。
[0025]本實用新型的核心在于通過支撐板下部設置的振動機構，將傳統(tǒng)靜止的結晶器窄面銅板變?yōu)榛顒影澹@是由于鋼水在液固轉換的變化過程會伴隨整體體積的縮小，從而造成鋼坯不能與結晶器內(nèi)壁始終緊貼，而通過小幅度的高頻振動，從而使窄邊銅板對初成型的鋼坯形成一種快速、連續(xù)的水平方向上的反復沖擊力。
[0026]經(jīng)試驗表明，當高頻振動的頻率高于60Hz時，便會對振動沖擊體形成一種持久性的穩(wěn)定擠壓力，而且通過生產(chǎn)過程中的檢測與調節(jié)，這種擠壓力一方面能有效地防止粘接性拉漏，通過振動能夠很大程度上使牽拉過程不產(chǎn)生較大的加速度，便于拉伸過程的穩(wěn)定，另一方面，還可以通過摩擦效果起到剪切作用，得到良好、光滑的鑄坯表面。
[0027]與此同時，振動輪的振動會對鑄坯面作用一個往復的沖擊力。每沖擊一次，被動振蕩的表面就產(chǎn)生一個沖擊波，這個沖擊波會沿著縱深方向擴散和傳播。隨著振動輪不斷振動，沖擊波也將不斷產(chǎn)生和持續(xù)擴散。材料的顆粒在沖擊波的作用下，由靜止的初始狀態(tài)變?yōu)檫\動狀態(tài)