1 结晶器振动技术
1.1 结晶器振动技术发展的历史
最初的连铸机结晶器是静止不动的，在拉坯的过程中坯壳很容易与结晶器内壁产生粘结，从而出现坯壳“拉不动”或拉漏钢水的事故发生。因此，静止不动的结晶器限制了连铸生产的工业化发展。直到1933年现代连铸的奠基人一德国的西格弗里德·容汉斯开发了结晶器振动装置，并成功地将它应用于有色金属黄铜的连铸。
1949年S·容汉斯的合伙人美国的艾尔文·罗西(Irving Rossi )获得了容汉斯结晶器振动技术专利的使用权，并首次在美国约阿·勒德隆钢公司厂的一台方坯连铸试验机上采用了振动结晶器。与此同时，容汉斯振动结晶器又被西德曼内斯(Mannesmann)公司胡金根厂的一台连续铸钢试验连铸机上成功应用结晶器振动技术在这两台连铸机上的成功应用，为结晶器振动技术的广泛应用打下了坚实的基础。
1.2 连铸机结晶器振动简介
在连铸技术的发展过程中，只有采用了结晶器振动装置后，连铸才能成功。结晶器振动的目的是防止拉坯坯壳与结晶器粘结，同时获得良好的铸坯表面，因而结晶器向上运动时，减少新生的坯壳与铜壁产生粘结，以防止坯壳受到较大的应力，使铸坯表面出现裂纹;而当结晶器向下运动时，借助摩擦，在坯壳上施加一定的压力，愈合结晶器上升时拉出的裂痕，这就要求向下的运动速度大于拉坯速度，形成负滑脱。
机械振动的振动装置由直流电动机驱动，通过万向联轴器，分两端传动两个蜗轮减速机，其中一端装有可调节轴套，蜗轮减速机后面再通过万向联轴器，连接两个滚动轴承支持的偏心轴，在每个偏心轮处装有带滚动轴承的曲柄，并通过带橡胶轴承的振动连杆支撑振动台，产生振动。
在新型连铸生产工艺中，采用带有数字波形发生器的结晶器电液伺服振动控制是保证连铸生产质量的关键技术之一。国外的应用情况表明，采用连铸结晶器非正弦伺服振动，能够有效地减少铸坯与结晶器间的摩擦力，从而防止坯壳与结晶器粘结而被拉裂，减小铸坯振痕，提高铸坯质量川一〔9l。带有数字波形发生器的结晶器电液伺服振动控制装置和传统的结晶器振动装置相比，可以方便地实现多种波形振动、实现连铸过程监督和实时显示振动波形，并能在线修改非振动方式及振动频率和幅值等参数，实现控制过程的平稳过度。
1.3 结晶器振动规律的演变
结晶器振动技术的发展过程来看，结晶器振动技术先后经历了矩形速度规律、梯形速度规律值到目前应用最广泛的正弦振动规律以及近几年更为先进的非正弦振动规律。
结晶器振动速度随时间的变化规律即为结晶器振动规律，结晶器振动规律是结晶器振动技术中最基本的内容。因为从结晶器振动技术发展的历史过程来看，每当结晶器采用了一种新的振动规律时，新的振动规律都较过去的振动规律更为合理，而且都对铸坯的连续浇注、铸坯的表面质量及拉坯速度的提高产生了重大的影响。
正弦速度规律
之所以选择正弦规律的主要原因有两个:一是正弦速度规律打破了前两种速度振动规律结晶器和铸坯之间有一定的速度关系的框架，重点发挥结晶器的脱模作用;二是速度规律的实现用偏心轮取代了之前使用的凸轮。
正弦速度规律的主要特点如下：
1)结晶器与铸坯之间没有同步运动阶段，但结晶器仍然有一小段负滑动运动，这有利于拉裂坯壳的“愈合”和粘结坯壳的脱模。
2)由于结晶器振动速度是按正弦曲线变化，其加速度就是按照余弦曲线变化的。因此速度与加速度的变化都很平稳，这也使结晶器的振动很平稳。
3)由于结晶器振动的加速度较小，因此可以采用较高频率的振动，这有利于消除坯壳与结晶器壁的粘结，也就提高了结晶器的脱模作用。
4)结晶器正弦振动规律是用偏心机构来实现的，采用偏心机构比凸轮机构具有加工制造容易、运动精度高、润滑密封方便、易于采用高频振动的优点。基于正弦振动规律上述的优点，它是目前国内外应用最为广泛的一种结晶器振动规律。它在方坯、板坯及薄板坯连铸机上都有最广泛的应用。
2 连杆机构简介
2.1 振动机构简介
结晶器的振动是由振动装置来实现的，振动机构是振动装置的核心。结晶器对振动机构的要求主要有两点：一是使结晶器按一定的速度规律振动，二是使结晶器准确地沿着一定的轨迹振动。
2.2 四连杆振动机构原理
它是一种双摇杆机构，它的两个摇杆可以装设在连铸机的外弧侧，也可装在内弧侧。后者适用于小方坯连铸机，前者适用于板坯连铸机，便于拆装二冷区的扇形段。当使两摇杆AD和BC平行且等长时，四连杆振动机构可用于直弧形或立式连铸机。
四连杆式振动机构的基本原理是，在四连杆机构中连杆CD在某一瞬时的运动是围绕瞬时中心O点的弧线运动，其圆弧半径OD（或OC），只要恰当地选择各连杆的尺寸参数，就可使半径OD正好等于连铸机的振动圆弧半径R，此时，CD杆件的位置便是结晶器的位置就可实现结晶器的弧形运动。这是一个瞬时位置，所以四连杆所实现的圆弧振动只是一个近似的圆弧轨迹，但由于结晶器的振幅和圆弧半径相比甚小，因此瞬时位置的变化所造成的运动误差也很小。在四连杆中，必须使AD=BC,AD和BC的延长线应相交于圆弧中心O点。如图所示 
一般在给连铸机圆弧半径、结晶器振幅及四连杆机构参数的合理约束条件下，通过优化设计，能够使板坯连铸机结晶器振动轨迹误差ΔR≤0.1mm，小方坯的ΔR≤0.02mm。如图所示 
四连杆振动机构优缺点及注意问题
优点：由于四连杆振动机构的摇杆长度较短，因此结晶器运动的轨迹精度受温度、载荷及加工误差的影响较小。各个支撑点都采用轴承，因而不易磨损，运动轨迹也相较为准确，因此，它被广泛应用于各种连铸机。
缺点：四连杆振动机构的主要缺点是各杆件只做摆动运动，轴承易形成局部磨损。特别是在高频率、小振幅的条件下，将产生较严重的局部磨损。
注意问题：
振动装置的仿弧误差随振幅的增加而变大，因此在生产中应采用小振幅已保证振动机构的仿弧精度，结晶器的下口及足辊要和零段对弧，所以振动机构的设计应该以结晶器 的下口误差作为控制目标。
设计中应该选择小游隙轴承以提高仿弧精度。
加工制造中应保证连杆及各轴孔的加工和安装精度，并加强轴承的维护与防护，使得轴承在较好的润滑条件下运转，以减小磨损，提高仿弧精度。
3.2 振动机构的选择
结晶器振动技术是连铸的一个基本特征，基于不同的理论，结晶器振动技 术也经历了复杂的过程，早期主要由凸轮实现的正弦振动，由于波形单一， 在线不能调节，未能实现振动波形的优化;由于采用偏心机构使机械动作更加 简便，故结晶器正弦振动得到了发展，并不断地对其振动参数进行优化，实现 高频振动以改善铸坯表面质量。
4 结语
四连杆的振动机构既可以安装在内弧，也可以安装在外弧，该形式是采用瞬时转动中心的原理，机构中的连杆在任一瞬时的运动都是绕着瞬心的转动。四连杆结构维护简单，可靠，在实际应用中维护的重点内容为轴承的润滑，因此，四连杆装置在振动装置应用广泛。
