板坯连铸机结晶器在线热调宽装置的制作方法

专利名称：板坯连铸机结晶器在线热调宽装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及注入带可调整壁的铸模的金属铸造领域，具体为一种板坯连铸机结晶器在线热调宽装置。
背景技术：
连铸是把液态金属经连铸机直接铸造成成型金属制品的工艺，连铸时，液态金属不断地通过水冷结晶器，凝固后从结晶器下方出口连续拉出，再经喷水冷却后切成坯料。结晶器由两个宽面和两个窄面构成，窄面可活动以便调节结晶器的宽度和锥度，从而生产不同断面宽度的铸坯。目前板坯连铸机结晶器调宽、调锥装置的主要方式有:手动机械调宽、电动机械调宽和液压调宽。这些调宽调锥装置都各自存在着缺陷:手动机械调宽方式存在这机械机构锁不住，结晶器严重跑锥的问题，且无法进行远程调宽操作，更不能实现在线热调宽功能；电动机械调宽装置的驱动·电机体积较大，需占用较多的作业空间，传动设备也比较复杂，布置难度大；液压调宽装置需要配套独立的液压系统，对液压油清洁度要求很高，一旦清洁度下降或出现漏油现象，就会影响控制精度，同时投资费用也较大。

实用新型内容为了克服现有技术的缺陷，提供一种调节精度高、对生产影响小、结构紧凑、安装方便、对环境适应性强的连铸设备，本实用新型公开了一种板坯连铸机结晶器在线热调宽装置。本实用新型通过如下技术方案达到发明目的:一种板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，包括卡爪，卡爪为偶数个，卡爪左右对称设置，左侧卡爪和右侧卡爪各自从上至下平均分布，其特征是:还包括电动缸、夹持装置、调宽可编程控制器、连铸可编程控制器、上位机、驱动器、输入设备、输出设备和液压控制阀台，电动缸的数量和卡爪的数量相等，电动缸由伺服电机、减速器和丝杆组成，伺服电机的转轴和减速器的输入轴连接，减速器的输出轴和丝杆的一端连接，丝杆的另一端和卡爪连接，伺服电机内置旋转编码器；夹持装置左右对称设置，夹持装置由油缸、活塞杆和碟形弹簧组成，活塞杆的一端嵌在油缸内，碟形弹簧嵌在油缸内且套在活塞杆外，碟形弹簧的底部抵住活塞杆的底部，碟形弹簧的顶部被油缸的顶板盖住；结晶器由两个宽面和两个窄面组成，外弧侧的宽面为固定面，内弧侧的宽面为活动面，夹持装置安装在固定面，左右各两个，通过活塞杆和活动面连接，宽面夹紧时:油缸不起作用，靠碟形弹簧的压力将活动面拉向固定面，实现宽面夹紧；宽面松开时:油缸起作用，油缸的压力克服碟形弹簧的压力将活动面推开，实现宽面松开；电动缸都通过信号线和驱动器连接，驱动器通过信号线和调宽可编程控制器连接；夹持装置都通过液压配管和液压控制阀台连接，液压控制阀台内设有压力传感器，液压控制阀台通过信号线和连铸可编程控制器连接，调宽可编程控制器和连铸可编程控制器都通过信号线分别连接上位机、输入设备和输出设备。所述的板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，其特征是:上位机选用工控机。[0007]所述的板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，其特征是减速器选用行星齿轮减速器，减速比为30。所述的板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，其特征是输入设备和输出设备都选用触摸屏。本实用新型使用时，在每台结晶器窄面的两侧各安装数量相等且对称设置的电动缸，每一侧的电动缸都沿结晶器窄面从上至下均匀分布，使卡爪卡住结晶器窄面。结晶器由两个宽面和两个窄面组成，改变窄面的位置即可改变铸坯的宽度。外弧侧的宽面为固定面，内弧侧的宽面为活动面，夹持装置安装在固定面，左右各两个，通过活塞杆和活动面连接。四个夹持装置设有三种工作状态，一是完全夹紧状态在正常生产不调整断面时使用，确保结晶器安全生产不漏钢，此状态下油缸不起作用，靠碟形弹簧的压力将活动面拉向固定面，实现宽面完全夹紧；二是软夹紧状态生产中需要在线热调宽时设定在此状态，这时油缸起较小的作用，油缸克服碟形弹簧的压力使活塞杆推动活动面，软夹紧状态下油缸的压力值通过计算和现场调试事先确定并通过调节液压控制阀台的减压阀来实现，压力值一旦确定下来后就不再调整，确保窄面动作时窄面和宽面之间既能保持较小的摩擦阻力，又能保证不漏钢；三是完全松开状态此状态只在停止不生产检修结晶器时使用，这时油缸起较大的作用，油缸压力克服碟形弹簧的压力将活动面推开较大间隙，以便于窄面的吊装。当板坯连铸机需要在线调整铸坯宽度规格时，上位机向连铸可编程控制器发出控制指令，由连铸可编程控制器控制夹持装置液压控制阀台电磁阀的动作，使夹持装置处在软夹紧状态，通过输入设备向调宽可编程控制器输入目标宽度、锥度和调宽速度等各项控制参数，上位机向调宽可编程控制器发出控制指令，调宽可编程控制器通过驱动器随即控制伺服电机正转或反转，伺服电机转轴的旋转运动通过减速器减速后再经丝杆转变成直线运动，实现对结晶器窄面的推拉作业，通过旋转编码器来控制丝杆的移动位置，达到精确调宽、调锥的目的，从而改变铸坯断面的宽度尺寸。结晶器的宽度和锥度都调整到位后，连铸可编程控制器再控制夹持装置对结晶器宽面实施完全夹紧，从而完成结晶器的调宽、调锥作业，板坯连铸机即可按照新设定的规格安全可靠地生产铸坯。本实用新型采用电动缸在线调宽技术，可实现结晶器在线远程热调宽、调锥功能，提高连铸机的连浇炉数和产能，满足单浇次多规格生产的要求，进一步提高直接热装轧制DHCR (即Direct Hot Charge Rolling)的效率，保证铸坯的规格和质量，减少生产事故的发生，实现安全高效生产。本实用新型安装方便，对于将原使用手动机械调宽方式的结晶器改造成采用电动缸调宽方式，原结晶器的总体结构、振动底座及振动台都不必做大的改动，只需对调宽机构进行重点改造，即取消原有的手动机械调宽机构，增加电动缸调宽机构，同时在结晶器宽面配套增加实现软夹紧功能的夹持装置即可；对于新建的板坯连铸机，在制造时统筹考虑设计即可。本实用新型的有益效果是调节精度高，可在线调整对生产影响小，结构紧凑，安装方便，对环境适应性强。

图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型中电动缸和卡爪连接的主视图；[0014]图3是本实用新型中电动缸和卡爪连接的轴测图；图4是本实用新型中夹持装置的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。实施例1一种板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，包括卡爪1、电动缸2、夹持装置3、调宽可编程控制器41、连铸可编程控制器42、上位机5、驱动器6、输入设备71、输出设备72和液压控制阀台8，如图1 图4所示，具体结构是卡爪I共有四个，卡爪I左右对称设置，左侧的两个卡爪I和右侧的两个卡爪I各自沿结晶器窄面从上至下均匀分布，电动缸2共有四个，电动缸2如图2和图3所示，由伺服电机21、减速器22和丝杆23组成，伺服电机21的转轴和减速器22的输入轴连接，减速器22的输出轴和丝杆23的一端连接，丝杆23的另一端和卡爪I连接，伺服电机21内置旋转编码器；夹持装置3共有四个，夹持装置3左右对称设置，夹持装置3如图4所示，由油缸31、活塞杆32和碟形弹簧33组成，活塞杆32的一端嵌在油缸31内，碟形弹簧33嵌在油缸31内且套在活塞杆32外，碟形弹簧33的底部抵住活塞杆32的底部，碟形弹簧33的顶部被油缸31的顶板盖住；结晶器由两个宽面和两个窄面组成,外弧侧的宽面为固定面，内弧侧的宽面为活动面，夹持装置3安装在固定面，左右各两个，通过活塞杆32和活动面连接，宽面夹紧时油缸31不起作用，靠碟形弹簧33的压力将活动面拉向固定面，实现宽面夹紧；宽面松开时油缸起作用，油缸31的压力克服碟形弹簧33的压力将活动面推开，实现宽面松开；电动缸2都通过信号线和驱动器6连接，为便于快速连接，电动缸2都通过快速连接箱91和驱动器6连接，快速连接箱91是内置电缆快速连接头的电气柜，驱动器6通过信号线和调宽可编程控制器41连接；驱动器6起变频器的作用，是控制电动缸2运动的电器控制设备，驱动器6所需的三相交流电源由低压控制中心92的供配电设施提供，容量为380V/12kVA ;调宽可编程控制器41和连铸可编程控制器42都通过中转端子箱93分别连接输入设备71和输出设备72 ;夹持装置3都通过液压配管和液压控制阀台8连接，液压控制阀台8上设有压力继电器，液压控制阀台8通过信号线和连铸可编程控制器42连接，调宽可编程控制器41和连铸可编程控制器42都通过信号线分别连接上位机5、输入设备71和输出设备72。本实施例中，上位机5选用工控机；减速器22选用行星齿轮减速器，减速比为30 ；输入设备71和输出设备72都选用触摸屏。本实用新型使用时，在每台结晶器窄面的两侧各安装数量相等且对称设置的电动缸2，每一侧的电动缸2都沿结晶器窄面从上至下均匀分布，使卡爪I卡住结晶器窄面。结晶器由两个宽面和两个窄面组成，改变窄面的位置即可改变铸坯的宽度。外弧侧的宽面为固定面，内弧侧的宽面为活动面，夹持装置3安装在固定面，左右各两个，通过活塞杆32和活动面连接。四个夹持装置3设有三种工作状态，一是完全夹紧状态在正常生产不调整断面时使用，确保结晶器安全生产不漏钢，此状态下油缸31不起作用，靠碟形弹簧33的压力将活动面拉向固定面，实现宽面完全夹紧；完全夹紧状态下，夹持装置3中油缸31的压力值都为O ;二是软夹紧状态:生产中需要在线热调宽时设定在此状态，这时油缸31起较小的作用，油缸31克服碟形弹簧33的压力使活塞杆32推动活动面，软夹紧状态下油缸31的压力值通过计算和现场调试事先确定并通过调节液压控制阀台8的减压阀来实现，压力值一旦确定下来后就不再调整，确保窄面动作时窄面和宽面之间既能保持较小的摩擦阻力，又能保证不漏钢；软夹紧状态下，夹持装置3中油缸31的压力值为:上部夹持装置3的压力为25kg/cm2，下部夹持装置3的压力为30kg/cm2 ;三是完全松开状态:此状态只在停止不生产检修结晶器时使用，这时油缸31起较大的作用，油缸33压力克服碟形弹簧33的压力将活动面推开较大间隙，以便于窄面的吊装。当板坯连铸机需要在线调整铸坯宽度规格时，上位机向连铸可编程控制器发出控制指令，由连铸可编程控制器控制夹持装置液压控制阀台电磁阀的动作，使夹持装置处在软夹紧状态，通过输入设备向调宽可编程控制器输入目标宽度、锥度和调宽速度等各项控制参数，上位机向调宽可编程控制器发出控制指令，调宽可编程控制器通过驱动器随即控制伺服电机正转或反转，伺服电机转轴的旋转运动通过减速器减速后再经丝杆转变成直线运动，实现对结晶器窄面的推拉作业，通过旋转编码器来控制丝杆的移动位置，达到精确调宽、调锥的目的，从而改变铸坯断面的宽度尺寸。结晶器的宽度和锥度都调整到位后，连铸可编程控制器再控制夹持装置对结晶器宽面实施完全夹紧，从而完成结晶器的调宽、调锥作业，板坯连铸机即可按照新设定的规格安全可靠地生产铸坯。本实施例中，电动缸2调宽的主要技术指标如下:推力彡15t;冷调宽速度:Vmax=200mm/min;热调宽速度:2mm/min20mm/min ；锥度调节精度:开浇前后锥度变化误差< 0.2mm ；宽度调节精度:结晶器的上口和下口宽度尺寸误差< 0.3mm。电动缸2的伺服电机21采用旋转编码器实现全数字化控制，精度为每转1048576个脉冲，控制定位精度达±0.0lmm,响应速度不大于500微秒,能够准确反馈任意时刻的实际位移，能够记忆住初始位置，同时伺服电机21有抱闸锁定功能，能够锁死无偏移。四个电动缸的数字信号汇总到调宽可编程控制器41实现自动控制，控制精度高。调宽可编程控制器41和连铸可编程控制器42在控制时，能清晰地通过输出设备显示结晶器锥度，上口和下口尺寸的实际值、计算值和标准值，操作模式的选择界面(如校验、手动和自动)等；能在线跟踪结晶器锥度的变化；可以根据铸坯情况设定锥度，随时调整参数，设置理论值，对上口、下口和锥度尺寸进行修正；能对宽度和锥度的参数实现数字化存储和调用，便于用户掌握铸坯外型尺寸和结晶器宽度、锥度参数之间的定量关系。实施例2一种板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，包括卡爪1，电动缸2、夹持装置3、调宽可编程控制器41、连铸可编程控制器42、上位机5、驱动器6、输入设备71、输出设备72和液压控制阀台8，具体结构是:减速器22选用行星齿轮减速器，减速比为30。其他结构和使用方法都和实施例1同。
权利要求1.一种板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，包括卡爪(1)，卡爪(I)为偶数个，卡爪(I)左右对称设置，左侧卡爪(I)和右侧卡爪(I)各自从上至下平均分布，其特征是:还包括电动缸(2)、夹持装置(3)、调宽可编程控制器(41)、连铸可编程控制器(42)、上位机(5)、驱动器(6)、输入设备(71)、输出设备(72)和液压控制阀台(8)，电动缸(2)的数量和卡爪⑴的数量相等，电动缸(2)由伺服电机(21)、减速器(22)和丝杆(23)组成，伺服电机(21)的转轴和减速器(22)的输入轴连接，减速器(22)的输出轴和丝杆(23)的一端连接，丝杆(23)的另一端和卡爪(I)连接，伺服电机(21)内置旋转编码器；夹持装置(3)左右对称设置，夹持装置(3)由油缸(31)、活塞杆(32)和碟形弹簧(33)组成，活塞杆(32)的一端嵌在油缸(31)内，碟形弹簧(33)嵌在油缸(31)内且套在活塞杆(32)外，碟形弹簧(33)的底部抵住活塞杆(32)的底部，碟形弹簧(33)的顶部被油缸(31)的顶板盖住；电动缸(2)都通过信号线和驱动器(6)连接，驱动器(6)通过信号线和调宽可编程控制器(41)连接；夹持装置(3)都通过液压配管和液压控制阀台(8)连接，液压控制阀台(8)内设有压力传感器，液压控制阀台(8)通过信号线和连铸可编程控制器(42)连接，调宽可编程控制器(41)和连铸可编程控制器(42)都通过信号线分别连接上位机(5)、输入设备(71)和输出设备(72)。
2.如权利要求1所述的板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，其特征是:上位机(5)选用工控机。
3.如权利要求1或2所述的板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，其特征是:减速器 (22)选用行星齿轮减速器，减速比为30。
4.如权利要求1或2所述的板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，其特征是:输入设备(71)和输出设备(72)都选用触摸屏。
专利摘要本实用新型涉及注入带可调整壁的铸模的金属铸造领域，具体为一种板坯连铸机结晶器在线热调宽装置。一种板坯连铸机结晶器在线热调宽装置，包括卡爪(1)，其特征是还包括电动缸(2)、夹持装置(3)、调宽可编程控制器(41)、连铸可编程控制器(42)、上位机(5)、驱动器(6)、输入设备(71)、输出设备(72)和液压控制阀台(8)，电动缸(2)、驱动器(6)和调宽可编程控制器(41)依次连接；夹持装置(3)、液压控制阀台(8)和连铸可编程控制器(42)依次连接。本实用新型调节精度高，对生产影响小，结构紧凑，安装方便，对环境适应性强。
文档编号B22D11/05GK202910264SQ20122035105
公开日2013年5月1日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者訾福宁, 吕朝阳, 刘春武, 徐晓东, 史晓容, 何腾, 黄志高 申请人:宝钢工程技术集团有限公司, 上海宝信软件股份有限公司, 宁波钢铁有限公司