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拥有专利的浮动环形间隙密封的撼神（HANCHEN）结晶器振动液压缸

《用户报告:2亿次负载变化移动25吨的钢铁》

“如果每一次停机都要耗费一笔可观的开销，那么就要强调质量了！”这句话是Thyssen Krupp钢铁集团连铸部，服务与发展团队负责人rich Grzwotz用来形容他对自己用到的系统中所有组成部件的要求。构成机器顶部的SMS Demag 公司生产的结晶器和升降平台以及撼神（HAENCHEN）液压生产的完整的液压缸在这里就显得尤为重要。由液压缸驱动的结晶器的振动，保证了每年3百万吨最优质量和高技术的钢铁得以顺利产出。25吨重的结晶器通过任意振动参数控制进行频率高达3Hz的振动。 机器顶部垂直和水平方向运动精度及整个过程的重复精确度保证了最高质量的生产要求。在2005年春天这些缸被送往撼神公司位于Ostfilden的工厂做检测之前的6年时间里，每一个线性驱动均在正常操作1.5Hz和最大频率3Hz的工况下，承受了2亿次以上的负载变化。

在德国，制造钢铁是一个非常精细的生产过程，即使是高产量，对于钢铁生产也是非常典型的。因为如今只有顶尖质量的产品才能在钢铁产品全球化贸易中站稳脚跟。外表的完善，内部质量和机械性能决定了市场的成功与否以及最终是赢利还是亏损。对成品的质量起决定性作用的就是所说的结晶器，在那里液态钢被铜模里的冷却水进行了第一次表面固化。

结晶器通过400吨的钢水包经过钢包转塔得到超过1500度的钢水。在连铸中，对于冶金学的挑战是防止铸坯粘到结晶器的内壁上，与此同时铸坯得到冷却，以生成一个几毫米厚的固体“铸坯壳”第2，然后顺便进入到第一部分。即使是极其细微的粘结也会导致钢铁内出现谬误，因为它会造成材料不能连续流动。如果铸坯粘结到铸坯壳可以被撕掉的程度，那么连铸时最糟糕的事就发生了：漏钢，成吨的钢水漏入铸造设备。

为了避免连铸期间发生这样的漏钢，早在上世纪50年代钢铁工业就开发了结晶器振动系统。结晶器的振动运动（见图解1）确保了用于润滑的保护渣在结晶器内壁和铸断路器坯之间顺利导入。

经过几个SMS Demag公司占有主导优势的发展阶段，目前先进的工艺状况是液压驱动的振动系统。在Duisburg-Bruckhausen的ThyssenKrupp钢铁公司采用的就是产自SMS Demag公司的液压驱动短级振动系统（见图解2）。

钢水在结晶器中生成了矩形的所谓的铸坯（见图解1，出现在锭模下方的东西），其内部还是钢水仅只表面具有了一个固体的外壳。之后由多个铸坯导向支撑铸坯。之后铸开水炉坯随着喷水冷却得到了充分的硬化。铸坯导向系统由13组滚子构成，也就是所谓的片段，它有一连串的任务：防止铸坯在1800到2600毫米的宽度时，尺寸膨胀不得大于规定的215毫米的厚度 。该系统保证铸坯经过一个9.3米的半径的圆弧导向由垂直状态变换到水平状态。

此外，铸坯导向系统让铸坯得到充分的水冷却而得以硬化，这样，铸坯在连铸机最后部位可以被按长度要求进行切割。SMS Demag开发的结晶器液压振动由于使用了液压缸从而确保结晶器能够一直有一个相对于铸坯的位移。这一振动是在垂直方向上持续进行的，它同时保证了保护渣顺利地进入到铸坯和结晶器的内壁之间。升降平台的每次运动都是通过两条配置着获有专利的环形间隙密封的撼神328系列液压缸完成的。

正常生产期间，振动为每分钟80次，振幅为±mm。对振动参数，如振幅和频率，可在运行期间进行自由调整，以从国内来看保证结晶器和铸坯间的相对运动在每一个单次振动之间完全相同的。考虑到浇铸，铸坯本身也在运动，结晶器的向下运动必须比铸坯自身的向下运动更快。撼神公司因此设计了动态性能极高且几乎无摩擦的液压缸。这个运动被一个磁致伸缩的位置传感器记录下来，并且由一台工业电脑控制，他们确保控制电脑过程的连接。

在这样的载荷为400kN的受控伺服缸，使用的是名为Servofloat的专利间隙密封。带补偿功能的钢衬与活塞杆之间的间隙，包括径向弯曲等因素，仅为百分之几毫米，而且此间隙在所有压力范围上几乎持续不变。不管怎么样，这个方法只能在生产的精度等级达到um级别时才可能实现。否则泄漏使得缸内的压力损失成为不可接受的。Servofloat质量的缸由于摩擦力可以忽略不计，因此能提供最大的定位和重复精度，这种缸是无爬行的且很适合极慢和极快的运动。由于这一几乎无摩擦力的设计，即使经过极长时间的使用这款缸也不会出现磨损。这一点充分满足在对使用寿命要优先进行考虑的工况。

“我们最初计划每年要对缸进行一下维护或更换”， ThyssenKrupp 的维护与技术协调工程师Dipl,-lng Marc Ramacher在报告中说“但整体的检查更换周期从最初的一年变成了两年然后是四年，到如今成了六年。即使过了这一时期，我们仍然不必完全更换撼神缸。我们只需把他们送到撼神公司做一次检查和全面检有些电子零件和电路板对静电10分敏感测。”

产自SMS Demag公司的带有撼神液压缸的机器顶部，法兰球阀帮助ThyssenKrupp Steel AG钢铁公司最大限度的满足了全球市场上优质连铸型钢材生产的需求。ThyssenKrupp Steel AG 公司在Duisburg生产五款不同类型的钢材：

.做饮料罐用的薄钢带，例如复合垫片，极薄的镀锡钢带

.用于发电机和变压器的钢材

.金属片-例如电视的遮光板

.用于汽车工业的IF钢材

.硬度、脆度、成分不同的其他特殊钢材

在铸机的末尾，铸坯通过完全自动化的割炬切割成纵向和横向的钢板。运输辊和吊车将这些铸坯送到库房。从结晶器到库房期间的过程，铸坯经历了从白热，首先到赤热的所有阶段直至钢灰色的整个色谱，与铸坯的钢灰色有相同颜色的液压缸给沉重的结晶带来的运动生产了新的优质钢材。

图解1 SMS Demag的照片上展示的是带有液压振动的机器顶部。

图1 连铸设备上的液压缸：3 HZ的振动可以防止铸坯粘结到结晶器的内壁上。

图解2 Demag的照片上显示的是液压短级振动。深绿色的为短级机械装置，装置上浅绿色部分为液压缸。

图2赤热的钢板：连铸设备上的“成品”(end)