弧形結晶器是連鑄機非常重要的部件， 是一個強制水冷的無底鋼錠模。 稱之為連鑄設備的 “心臟” 。弧形結晶器振動裝置是弧形連鑄機的核心部件之一，其主要功能是在澆注過程中，保證鑄坯與結晶器銅壁間不粘結，並獲得良好的鑄坯表面質量。要達到這種目的，鑄坯振動時只能受軸向的拉、壓力，而不產生水平力和彎矩。
基本介紹
- 中文名：弧形結晶器
- 外文名：Arcuate crystallizer
- 屬性：無底鋼錠模
- 重要性：連鑄設備的 “心臟”
- 製作方法：採用簡易的工裝胎具即可加工
- 學科：冶金工程
產品概括,產品原理,相關結構,
產品概括
弧形結晶器銅管包括在臥式油壓機上安裝帶有不同視窗型式的擠壓和/或拉拔成型工具的步驟，其特徵在於還包括預先加熱軟化毛坯銅管進行歸方成型的步驟、採用鎖頭胎進行壓縮收口的步驟，以及將規格芯棒按照小尺寸一端朝向收口端插入待加工毛坯銅管並放入外環模具中，在油壓機滑塊推動下將規格芯棒連同毛坯銅管從擠壓和/或拉拔成型工具中穿出的步驟，和按照工藝要求更換不同環口尺寸的外環模具，重複上述步驟，逐次擠壓/拉拔，直至符合外部尺寸要求的步驟。
產品原理
弧形結晶器振動裝置是弧形連鑄機的核心部件之一，其主要功能是在澆注過程中，保證鑄坯與結晶器銅壁間不粘結，並獲得良好的鑄坯表面質量。要達到這種目的，鑄坯振動時只能受軸向的拉、壓力，而不產生水平力和彎矩。
隨著弧形連鑄機的發展，弧形結晶器振動機構也在不斷的改進，力求用簡單的機構儘可能產生近似圓弧形的運動軌跡，而運行的平穩性、機械零件的耐久性也是追求的重要目標。
相關結構
原始的長臂振動機構
弧形連鑄機發展初期，弧形半徑較小，為保證結晶器有一個準確的弧形運動，採用以振動臂長度等於弧形半徑的振動裝置。顯然這種振動機構可以得到最準確的圓弧形運動軌跡，但隨著連鑄技術的發展，要求連鑄機的弧形半徑越來越大，這樣長臂振動機構不但顯得笨重，而且在連鑄機內弧區有一個固定的長臂存在，給二次冷卻區的扇形段吊裝帶來困難。同時，由於臂長的增加，受溫度影響引起的變形誤差加大，影響了這種振動機構的發展。在R≤4.5米的小方坯連鑄機上，目前仍在採用，因為它結構簡單，軌跡淮確。
弧形導向振動機構
這種機構靠導軌控制其運動軌跡，它來源於直一結晶器振動機構，只是把直線導軌改為弧形導軌。其缺點是受加工、安裝影響產生較大誤差，導軌易磨損，影響振動軌跡的準確性。所以，這種振動機構很快被短臂四連桿振動機構所代替。
差動齒輪弧形振動機構
在我國曾創造了一種差動齒輪振動機構，它是通過內外弧兩邊的扇形一齒輪的差動，來實現結晶器的弧線運動。這種振動機構能較準確地實現弧形運動，但由於結構比較複雜，齒輪和導向件的磨損都易影響運動的精度，未得到推廣。
短臂四聯桿振動機構
這是從國外發展起來的一種弧形振動機構，結構簡單，沒有導軌，只有軸承連線，因而使用壽命長，運動軌跡誤差較小，所以得到廣泛套用。目前小方坯連鑄機上大多數採用這種振動機構。這種弧形振動機構主要有兩種，即內弧四連桿，外弧四連桿。前者多用一於小方坯連鑄機，後者多用於大方坯和板坯連鑄機，兩者的設計原理都基於瞬時中心理論，即當振動台處二少振動中點位置時，振動機構的瞬時中心就是弧形連鑄機基準弧的圓心。設計短臂四連桿振勸機構必須遵循的原則，即當振動機構處於振動中點位置時:
(1)兩振動臂的延長線應交於基準弧的圓心;
(2)振動臂的兩端鉸接點應處於基準弧的兩圓心圓弧上。
短臂四連桿振動機構的各支點都有軸承連線，因而耐磨損，運動軌跡也較準確，但缺點是連桿僅做擺動運動，易形成局部磨損。特別是現在振動特性趨向高頻率、小振幅發展，必將造成更嚴重的局部磨擬，因而促使向新的振動機構探索。
複式短臂四連桿振動機構
這種振動機構見於義大利康梯紐公司弧形小方坯連鑄機中。在結晶器振動台上的和延伸部分分別與曲尺狀的連桿的水平部分相鉸接，其垂直部分與連桿的兩端相鉸接，振動的動力是由電動機經減速機，聯軸器,圓錐齒輪箱，通過偏心軸傳動到連桿，使桿做往復運動，由於曲尺狀的連桿的作用，將水平運動轉變為垂直運動，又由於連桿的水平臂長度不同，所以振動台將做弧形振動。
這種振動機構與前一種短臂四連桿機構的優缺點基本相同，各鉸接點只做擺動運動，局部磨損是不可避免的，但結構上比較緊湊。
四偏心振動機構
四偏心振動機構是近年來發展起來的一種新型振動機構。由於它將擺動軸承減少到最少的程度，所以其弧形軌跡的準確度和使用壽命大大提高了，因而在板坯連鑄機上得到廣泛的套用。這是一種早期的結構，振動台支承在四角形布置的連桿上，振動台的穩定性是靠台的四而安裝的彈簧導向板保證。這種彈簧板一端固定在振動台，一端固定在支架，因之振動台只能做向下運動不向任何方向傾倒，傳動電動機通過萬向接軸和減速機傳動兩個偏心軸，以保證兩偏心軸同步轉動，在每個偏心軸的兩個不同偏心距處裝有連桿，偏心軸的中心線與水平線成一角度，其延長線將與基準弧圓心相交，這樣當偏心軸轉動時，連桿產生的往復運動的方向將和兩個與基準弧同心的圓弧相切，以使振動台的運功軌跡更近似基準圓弧。
弧形軌跡準確性不僅基於理論的準確，還與加工精度、裝配、安裝精度以及使用中熱膨脹等的影響有關，所以在實踐中發展了偏心軸成水平安裝的四偏心振動機構，水平偏心軸上有兩個偏心軸連桿，支承著結晶器振動台，電動機通過萬向接軸傳動兩個減速箱，使兩偏心軸同步轉動，板彈簧做為振動台的導向裝置，一這種水平軸的四偏心振動機構得到廣泛的套用。
還有一種振動台懸掛在連桿上的四偏心振動機構，為二偏心軸連桿，這種布置方式為偏心軸垂直，鑄機中心線，即與板坯結晶器寬面平行，所以每一偏心軸上的兩偏心距相等，而兩軸間偏心距則不同，顯然與支承式相同，這種振動機構傳動裝置布置在側面。
從上述兩種四偏心振動機構的型式看，採用水平的偏心軸在製造、裝配、安裝上都簡化了，而振動軌跡的誤差並沒有顯著的增加，澆注質量也沒有影響。
