一种特厚板坯结晶器足辊预紧力的检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于炼钢连铸技术领域，特别涉及一种特厚板坯结晶器足辊预紧力的检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]首秦3#特厚板坯连铸机生产350mm、400mm特厚板坯的时候，由于钢水静压力较大，出结晶器后很薄的坯壳被向外挤压，因此很容易出现窄面鼓肚效应。这种缺陷会对轧钢生产带来很大的弊病，容易造成钢板尺寸超差、钢板卷边缺陷等。经过实际测量，首秦3#特厚板坯连铸机热式期间生产的400mm铸坯窄面最大的鼓肚量达20mm。
[0003]结晶器足辊对铸坯起支撑导向作用，出结晶器的高温铸坯凝固坯壳比较薄如得不到及时冷却和支撑，在钢水静压力作用下极易产生鼓肚和变形，严重会发生漏钢。为提供合理的支撑，需压缩结晶器足辊蝶形弹簧提供预紧力，本发明装置可以检测蝶形弹簧预紧力是否满足工艺对结晶器蝶形弹簧控制参数的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种特厚板坯结晶器足辊预紧力的检测装置及方法。解决了蝶形弹簧预紧力与工艺对蝶形弹簧控制参数是否匹配的判断问题。
[0005]一种特厚板坯结晶器足辊预紧力的检测装置，包括活塞1、活塞固定螺栓2、矩形垫片3、分离式下框架4、分离式左框架5、液压缸缸体6、密封圈7、框架把手螺栓8、框架把手9、辊型顶头10、框架固定螺栓11、分离式上框架12、分离式右框架13、三通接头14、压力表15、两位手动换向阀16、油箱17、单向阀18、限位螺丝19。分离式上框架12和分离式下框架4分别嵌入分离式左框架5和分离式右框架13内，通过框架固定螺栓11固定；活塞I与分离式底座4通过活塞固定螺栓2和矩形垫片3连接；框架把手9通过框架把手螺栓8与分离式左框架5和分离式右框架13分别连接；活塞I在液压缸缸体6内，密封圈7在活塞I上；限位螺丝19在液压缸缸体6下部；压力表15与液压缸缸体6通过三通接头14连接；辊型顶头10与液压缸缸体6上部连接；单向阀18、两位手动换向阀16和油箱17依次通过液压管路连接；单向阀18与三通接头14连接。
[0006]使用上述装置检测特厚板坯结晶器足辊预紧力的步骤如下:
[0007]1、将结晶器足辊20的预紧螺栓24通过预紧螺母26压缩蝶型弹簧22紧固在足辊支撑架21上，再通过足辊固定螺母25将结晶器足辊20固定在测量装置上；
[0008]2、首先以结晶器足辊20不受力时的卡尺23的读数记为基准零点，通过单向阀18给液压缸上腔注入液压油并施加油压，通过辊型顶头10对结晶器足辊20施加力压缩蝶形弹費22 ；
[0009]3、通过压力表15读出油压P1,已知活塞I有效面积为A，则结晶器足辊20受力为Y1= P i*A，用卡尺23记录此时相对基准零点的读数X1;
[0010]4、再加大液压缸上腔油压，压力表15读数P2，则结晶器足辊20受力为Y2= P2*A，用卡尺23记录此时相对基准零点的读数X2;
[0011]5、根据胡克定律Y = KX+F0,其中X表示弹簧位移量，Y表示对应位移量的弹力，k是劲度系数，Ftl为弹簧预紧力，将两次读数带入胡克定律，可求出Ftl;
[0012]6、验证Ftl是否满足工艺要求，如若不满足，通过预紧螺母26调整预紧力，直到满足工艺要求；
[0013]7、检测结束后，通过两位手动换向阀16泄压。
[0014]本发明的优点在于:可便于分离，液压缸便于拆装；整体设备便于拆装携带；螺栓预紧力可通过压力表读数与液压缸有效面积乘积算出，蝶形弹簧伸缩长度可通过千分尺量出，方便验证结晶器足辊是否满足工艺对蝶形弹簧控制参数的要求。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图。其中，活塞1、活塞固定螺栓2、矩形垫片3、分离式下框架4、分离式左框架5、液压缸缸体6、密封圈7、框架把手螺栓8、框架把手9、辊型顶头10、框架固定螺栓11、分离式上框架12、分离式右框架13、三通接头14、压力表15、两位手动换向阀16、油箱17、单向阀18、限位螺丝19。
[0016]图2为本发明的使用状态示意图。其中，活塞1、活塞固定螺栓2、矩形垫片3、分离式下框架4、分离式左框架5、液压缸缸体6、密封圈7、框架把手螺栓8、框架把手9、辊型顶头10、框架固定螺栓11、分离式上框架12、分离式右框架13、三通接头14、压力表15、两位手动换向阀16、油箱17、单向阀18、限位螺丝19、结晶器足辊20、足辊支撑架21、蝶型弹簧22、卡尺23、预紧螺栓24、足辊固定螺母25、预紧螺母26。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]本发明的结晶器足辊预紧力装置，包括分离式底座4、活塞1、单向阀18，其中:所述活塞I安装好密封圈7与液压缸体6配合安装，再安装好限位螺丝19、三通接头14与液压缸体6固定连接。压力表15与三通接头14连接。将辊型顶头10与液压缸缸体6连接，所述分离式底座4通过活塞固定螺栓2矩形垫片3与活塞I连接，分离式底座4与分离式左框架5通过框架固定螺栓11连接固定，框架把手9通过把手固定螺栓9连接固定，所述分离式左框架5与分离式上框架12通过框架固定螺栓11连接，所述分离式右框架通过11分别于分离式上框架12和分离式下框架4固定连接。所述单向阀18与两位手动换向阀及油箱通过液压管路连接，最后将单向阀18出后与三通接头连接。
[0019]以400mm厚结晶器为例，根据工艺要求，通过预紧螺母26应对足辊施加预紧力为16.8KN，为验证预紧力是否满足工艺要求需对其进行检验，使用时，参见图2，先将结晶器足辊20的预紧螺栓24通过预紧螺母26压缩蝶型弹簧22紧固在足辊支撑架21上，再通过足辊固定螺母25将结晶器足辊20固定在测量装置上结，首先以结晶器足辊20不受力时的卡尺23的读数记为基准零点，通过单向阀18给液压缸上腔注入液压油并施加油压，通过辊型顶头10对结晶器足辊20施加力压缩蝶形弹簧22，此时通过压力表读出油压P1= 3Mpa，液压缸活塞有效面积为A = 25.43cm3，则结晶器足辊受力为Y1= PfA = 19.10KN，用卡尺记录此时相对基准零点的度数X1= 1.18mm ;再加大液压缸上腔油压，压力表度数P 2= 3.5Mpa，则压力Y2= P 2*A = 22.85KN,卡尺相对基准零点度数为X2= 3.18mm，根据胡克定律Y =KX+F0,其中X表示弹簧位移量，Y表示对应位移量的弹力，Ftl为弹簧预紧力，将两次读数带入胡克定律公式，可求出Ftl= 16.89KN，为了保证测量计算值的准确性，一般重复上面工作，累计计算三次弹簧预紧力，求出平均值，并与工艺要求足辊16.80KN的预紧力进行比较，若相对误差不大于5%即可。检测结束后手动换向阀16泄压。如若相对误差大于5%可通过预紧螺母26调整预紧力，直至满足工艺要求。
【主权项】
1.一种特厚板坯结晶器足辊预紧力的检测装置，其特征在于，包括活塞(1)、活塞固定螺栓(2)、矩形垫片(3)、分离式下框架(4)、分离式左框架(5)、液压缸缸体(6)、密封圈(7)、框架把手螺栓(8)、框架把手(9)、辊型顶头(10)、框架固定螺栓(11)、分离式上框架(12)、分离式右框架(13)、三通接头(14)、压力表(15)、两位手动换向阀(16)、油箱(17)、单向阀(18)、限位螺丝(19);分离式上框架(12)和分离式下框架(4)分别嵌入分离式左框架(5)和分离式右框架(13)内，通过框架固定螺栓(11)固定；活塞(I)与分离式底座(4)通过活塞固定螺栓(2)和矩形垫片(3)连接；框架把手(9)通过框架把手螺栓(8)与分离式左框架(5)和分离式右框架(13)分别连接；活塞(I)在液压缸缸体(6)内，密封圈(7)在活塞(I)上；限位螺丝(19)在液压缸缸体(6)下部；压力表(15)与液压缸缸体(6)通过三通接头(14)连接；辊型顶头(10)与液压缸缸体(6)上部连接；单向阀(18)、两位手动换向阀(16)和油箱(17)依次通过液压管路连接；单向阀(18)与三通接头(14)连接。
2.一种采用权利要求1所述装置检测特厚板坯结晶器足辊预紧力的方法，其特征在于，检测步骤如下: (1)将结晶器足辊(20)的预紧螺栓(24)通过预紧螺母(26)压缩蝶型弹簧(22)紧固在足辊支撑架(21)上，再通过足辊固定螺母(25)将结晶器足辊(20)固定在测量装置上； (2)首先以结晶器足辊(20)不受力时的卡尺(23)的读数记为基准零点，通过单向阀(18)给液压缸上腔注入液压油并施加油压，通过辊型顶头(10)对结晶器足辊(20)施加力压缩蝶形弹簧(22) (3)通过压力表(15)读出油SP1，已知活塞⑴有效面积为A，则结晶器足辊(20)受力为Υι=Ρ ιΦΑ，用卡尺(23)记录此时相对基准零点的读数X1; (4)再加大液压缸上腔油压，压力表(15)读数P2，则结晶器足辊(20)受力为Y2=P2*A，用卡尺(23)记录此时相对基准零点的读数X2; (5)根据胡克定律Y= KX+F0,其中X表示弹簧位移量，Y表示对应位移量的弹力，k是劲度系数，Ftl为弹簧预紧力，将两次读数带入胡克定律，可求出Ftl; (6)验证Ftl是否满足工艺要求，当不满足时，通过预紧螺母(26)调整预紧力，直到满足工艺要求； (7)检测结束后，通过两位手动换向阀(16)泄压。
【专利摘要】一种特厚板坯结晶器足辊预紧力的检测装置及方法，属于炼钢连铸技术领域。该检测装置包括活塞、活塞固定螺栓、矩形垫片、分离式下框架、分离式左框架5、液压缸缸体、密封圈、框架把手螺栓、框架把手、辊型顶头、框架固定螺栓、分离式上框架、分离式右框架、三通接头、压力表、两位手动换向阀、油箱、单向阀、限位螺丝。优点在于：可便于分离，液压缸便于拆装；整体设备便于拆装携带；螺栓预紧力可通过压力表读数与液压缸有效面积乘积算出，蝶形弹簧伸缩长度可通过千分尺量出，方便验证结晶器足辊是否满足工艺对蝶形弹簧控制参数的要求。
【IPC分类】G01L5-00
【公开号】CN104568267
【申请号】CN201410765337
【发明人】樊星辰, 孙博, 贾广顺, 田鸣, 何兴, 高宪强, 谢翠红, 甄新刚, 赵晶, 白占禄, 周希楠
【申请人】秦皇岛首秦金属材料有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月12日