两节曲线作纯滚动,相互滚过的两段弧长相等,并且向经长度之和始终鱼等两轮中心距。
1、连铸的发展历史
常规的连续铸钢最早由美国炼钢工程师B.Atha(1886年)和德国工程师R.M.Dlaelen(1887年)所提出的。前者采用了一个垂直固定的厚壁铁质结晶器,在底部设有敞口,能与中间包相互衔接来达到间歇式拉坯的效果;而后者则采用固定水冷薄壁铜质结晶器,实现连续拉坯,并进行二次冷却,与此同时还采用了引锭杆垂直贮放装置,飞溅切割等。后者与现如今的连铸机已经十分相像了。20世纪40年代是连铸技术试验开发的起点,到50年代开始走进工业生产。60年代连铸机首次以弧形结构问世,在经历了70年代的能源危机后,80-90年代期间技术不断发展变得成熟。经历了整整60年的变化。
1956年,重工业部的钢铁研究所利用半连铸机浇铸了φ80的圆坯;
1957年,上海钢铁公司中心实验室建造了立式连铸机,浇铸了我国第一根75mm×180mm的小方坯连铸钢;
1960年,在北京钢铁学院试验场建造了一台弧形连铸机的简易雏形,浇铸出了200mm×200mm的方坯。
2、振动技术的发展
在杨静、李福进二人发表的期刊中提及了连铸结晶器振动技术的发展及现状,从起初只能加工一些低熔点的有色金属到如今也能加工某些熔点稍高的有色金属了。并且在最初,结晶器是固定不动的,其浇铸速度受限于0.6m/min。为了提高浇铸速度,必须要让结晶器相对于铸坯运动一段距离。基于这样的设想,在1933年德国人容汉斯首次提出,使结晶器先与铸坯以相同的方向运动一段距离,然后迅速反向返回至原位置来达到连铸的方式。
在振动技术的发展过程中,不同的研究者发现其振动形式也存在着不同,部分研究者发现其振动形式是呈正弦规律的,而并一部分的研究者则认为是呈非正弦规律的。1917年凡.兰斯特首次申明振动形式为正弦规律,主要目的是运用偏心机构形成相对运动以防止坯壳粘结[3]。在这之后直至1957年,诸多研究者主张振动形式为非正弦规律。再之后直至今日,又有很多的研究者在不停地研究着振动技术,对于振动形式的规律分别各有主张。
3、振动机构的种类及发展
3.1. 短臂四连杆振动机构
起初此结构十分简单,易于维修,在实际运用中,通常将部分刚性杆用弹簧钢板替代,为了避免结晶器做水平摆动,使其只做弧线运动。但在后续使用中发现,该结构在连接方式上存在弊端;由于其采用螺栓连接,销孔需铰制,虽然保证了定位精度,但影响了其在线调整的精度,导致铸坯质量的下滑。所以后续研究者又对压板结构又做了改进,改用了弹性圆柱销,在保证定位的情况下增加了其互换性及拆装便捷性,使调节振幅变易,也提升了铸坯的质量。
3.2. 四偏心振动机构
该结构的振动很平稳,很适用于高频小振幅的运动。但其结构较复杂,由传动系统带动整个偏心轮及连杆机构运动从而实现正弦振动。但就目前发展而言,该机构无法实现在线调节振幅功能。不过根据国外研究表明,在偏心轮上加装一个涡轮蜗杆装置,可以用来满足在线调节振幅的功能。
3.3. 液压振动机构
该机构在连铸机内外弧侧均布置了一个振动单元,主要通过比例阀来控制油缸的运动,进而带动结晶器振动。由于油缸与结晶器采用刚性连接结构,所以两者位移相似,用油缸的振动规律近似表现结晶器的振动规律,较准确可靠。整套装置通过PLC系统控制整个液压振动的信号,一方面控制比例阀的工作,另一方面可以根据收到的反馈信号,可以及时地对振幅和频率作出调整,以达到结晶器的振动要求。
4、偏心机构的种类
4.1. 曲柄滑块机构