用于浇注液态金属、尤其液态钢材料的连铸结晶器的振荡装置

摘要

一种用于浇注液态金属、尤其是液态钢材料的连铸结晶器(1)的振荡装置，其具有多个在位置固定的结晶器框架(2)和铰接部位或者夹紧部位(4)之间延伸的、载有连铸结晶器(1)的并且借助于驱动机构对置于规则振荡如谐振中的弹簧(5)、弹簧板叠(5a)或者弹簧束(5b)，其中通过使用由纤维复合材料(6)制成的弹簧(5)、弹簧板叠(5a)或者弹簧束(5b)，避免了在连铸时由化学物质引起的有害腐蚀。

说明书

本发明涉及一种用于浇注液态金属、尤其液态钢材料的连铸结晶器的振荡装置，其具有多个在位置固定的结晶器框架和铰接部位或者夹紧部位之间延伸的、载有连铸结晶器的、并且可以借助于驱动机构对置于规则振荡如谐振中的弹簧或者弹簧板叠。

已知振荡装置，其借助于钢板弹簧铰接在固定的框架上。板弹簧是耐用的。一般这种板弹簧铰接部位无需维护就能工作较长的工作时间。该连铸结晶器在每一侧都借助于两个板弹簧在位置固定的框架中导向。板弹簧通过其弹簧力支承着连铸结晶器。这种结构形式构成了一种无间隙的悬挂，并且也不需要经常需要维护的支承。连铸结晶器相对于给定的轨道和位置的导向没有缺陷。但是板弹簧对振型产生了巨大的影响，因为为了承载连铸结晶器的重量，弹性常数必须非常大。在简单的情况下，弹簧质量系统的自然谐振频率可以设计成正弦形式的振型。最好用刚度非常大的板弹簧对连铸结晶器进行确定的导向。在振荡频率变化或者在长时间使用时，会导致过大的、可能会不能控制的反作用力，这会对系统造成过载。另外这种钢板弹簧系统承受巨大的腐蚀，并且这种腐蚀对导致故障具有决定性作用。到目前为止只使用由钢以及不同的防腐蚀层制成的弹簧。但是这种涂层比基材具有更高的机械敏感性。精制钢的使用也不能克服这些缺点。到目前为止还没有找到对所出现的断裂的令人满意的解释，因为还没有找到避免这种故障的有效措施。

本发明的任务是在避免前述缺点的情况下提供一种在较长时间内都稳定的板弹簧振荡装置，其在相应的振型的情况下更适用于液态钢的浇注。

根据本发明，所提出的任务通过使用由纤维复合材料制成的弹簧、弹簧板叠或者弹簧束来解决，所述纤维复合材料在大约20℃的工作温度下具有高耐腐蚀性、高蠕变强度、在给定刚度下的机械稳定性并具有与弹簧钢类似的机械特性。纤维复合材料避免了腐蚀的危险。由此板弹簧横截面不会过早地出现减弱。有利的是不会受在连铸中使用的化学物质的影响。此外，在制造时也可以根据长度制造与矩形横截面不同的横截面形状。在过去几年中业已证实的谐振的基本振型可以得到保持。

在一种改进方案中，单个的或者所有的弹簧、弹簧板叠或者弹簧束由纤维复合材料制成。

在此根据其它特征，弹簧、弹簧板叠或者弹簧束可以设有或者没有涂层。

合适的材料如此选择，方法是所使用的纤维复合材料由在塑料中作为主材料复合的碳素纤维或者芳香尼龙纤维(CFK、AFK)制成。

在另一种替代方案中，作为主材料使用碳。

为了避免力过度地传递到夹紧部位上提出，弹簧、弹簧板叠或者弹簧束的端部相互进行卷边，并且锁入夹紧部位中。

同样可以起到防止过高的热负荷的机械保护如此实现，将弹簧、弹簧板叠或者弹簧束装在壳体中，或者用薄的陶瓷涂层进行保护。

对于这种有液态钢溢入弹簧铰接部位的区域中的危险的结构设计，还有利的是，弹簧、弹簧板叠或者弹簧束由具有集成在主材料中的陶瓷成份(CSiC)的纤维复合材料制成。

必要时要求的安装件或者附件可以如此考虑，为了保持多个弹簧、弹簧板叠或者弹簧束之间的最小间距将中间层制成箔片。

在附图中示出了本发明的实施例，下面对其进行更详细地描述。

附图示出：

图1是具有水箱和板弹簧、但是没有(仅仅以点划线示出的)连铸结晶器本身的框架的透视图，

图1A是沿朝着弹簧固定结构的方向“A”的侧视图，

图2是用于弹簧、弹簧板叠或者弹簧束的铰接部位或者夹紧部位的部分剖面图，

图3是用于具有制成箔片的中间层的弹簧的铰接部位或者夹紧部位的一种替代方案的部分剖面图。

根据图1和1A，在位置固定的结晶器框架2中可振荡地支承着一个连铸结晶器1，其中该结晶器框架还载有用于输入以及输出冷却水的水箱3。结晶器框架2在以矩形的基本形状的两个端部上分别具有用于弹簧5、弹簧板叠5a或者弹簧束5b的上部和下部铰接部位对或者说夹紧部位对4，所述弹簧、弹簧板叠或者弹簧束以板弹簧表示，但是也可以具有任意其它多边形的、圆形的或者椭圆形的、基本上沿纵向延伸的横截面形状。弹簧5可以上下紧密贴靠在一起形成弹簧板叠5a或者弹簧束5b。在此，由纤维复合材料6制成的弹簧、弹簧板叠5a或者弹簧束5b的应用是有利的，这种材料在大约20-80℃的工作温度的情况下具有高耐腐蚀性、高蠕变强度、在给定的刚度下的机械稳定性并具有与弹簧钢类似的机械特性。

所使用的纤维复合材料6由在塑料中作为主材料复合的碳素纤维或者芳香尼龙纤维(CFK、AFK)制成。作为主材料也可以使用碳。

根据图2，弹簧5、弹簧板叠5a或者弹簧束5b的弹簧端部7相互进行卷边，并且锁入夹紧部位4中。

弹簧5、弹簧板叠5a以及弹簧束5b可以装在壳体中，或者用薄的陶瓷涂层进行保护。

在另一种实施方式中，弹簧5、弹簧板叠5a或者弹簧束5b由具有集成在主材料中的陶瓷成份(CSiC)的纤维复合材料6制成。

根据图3，为了保持多个弹簧5、弹簧板叠5a或者弹簧束5b之间的最小间距8，将中间层9制成箔片。

在另一种方案中，设置了一种由聚合物材料制成的中央芯部，该聚合物材料具有一种由纤维复合材料6制成的覆面以及由沿主方向延伸的纤维制成的聚合母体。横截面类似于矩形、圆形或者椭圆形构造。

在另一种实施方式中设置了一种圆形或者矩形管子形状，其中弹簧体形状配合连接或者传力连接地插入。为此可以成形例如玻璃纤维织物，然后将其推入管子中。

弹簧5的横截面也可以由交叉铺设的层压层以及玻璃纤维芯部构成。

纤维加强的塑料主要用中间层成形为弹簧5，其中可以使用可硬化的塑料例如不饱和聚酯树脂、改性环氧树脂、聚氨酯树脂或者这些材料的混合物。

聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或者聚甲基丙烯酸甲酯和合成橡胶构成了中间层的其它材料。这些材料包含纤维填充物。

在一种另外的实施方式中，粘结金属设有由高强度无机陶瓷纤维和/或金属纤维制成的加强结构，这些无机陶瓷纤维和/或金属纤维具有高弹性模量。

                附图标记列表

1   连铸结晶器

2   结晶器框架

3   水箱

4   铰接部位或者夹紧部位

5   弹簧

5a  弹簧板叠

5b  弹簧束

6   纤维复合材料

7   弹簧端部

8   最小间距

9   中间层