结晶器振动装置的应用与发展
连铸机结晶器振动装置动态性能分析
连铸机结晶器振动装置动态性能分析
124
研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用
中国设备工程 2024.05 (上)
动装置,新生坯壳与铜板黏结问题得以缓解,也能避免坯壳上应力过度集中或者过大,对预防铸坯表面的裂纹相对有效。如结晶器呈向下运动状态,由于存在摩擦作用力,能同步给坯壳施加压力,自动修复结晶器向上时拉出的裂痕。但需尤其注意,向下运动的速度必须超过拉坯速度,构成负滑脱。结晶器铜板与运动坯壳之间有摩擦力,在此摩擦作用下可能导致坯壳上的裂纹,在后续浇注作业中,也需考虑摩擦力大小来调整浇注速率。初生坯壳与结晶器铜板之间有液体渣膜,该部位虽同样存在一定的摩擦力,但依据其作用情况,属于黏滞摩擦,也就是说,摩擦力与相对运动速度之间为正向变化关系,而渣膜黏度与渣膜厚度之间为反比。综合上述分析,如结晶器振动装置处于正滑脱条件,摩擦力会对坯壳产生较大的拉应力,如此应力超出了坯壳自身的可承受极限,在表面将出现或大或小的裂纹。因此,实际的工作中相关人员需分析连铸机结晶器振动装置的动态特性,在此基础上减小上述摩擦力作用,保障铸坯表面质量。
结晶器非正弦振动尚未出现之前,大部分连铸机结晶器振动装置均为机械式结构,这类型装置在运行过程中由直流电动机驱动,使装置进入运行状态,借助万向联轴器,在两端转动2个涡轮减速机,但两端构成不同,一端配备有可调节轴套,涡轮减速机后可由万向联轴器辅助,与两个滚动轴承的偏心轴可靠连接,每个偏心轮部位配备有曲柄,该曲柄有滚动轴承,此轴承的振动连杆能起到支撑作用,增强振动台结构的整体稳定性,并同步引发或大或小的振动现象。机械振动属于正弦曲线振动,振动期间的波形、振幅在任何情况下都无波动。以某企业为例,其结晶器振动系统为机械驱动,具有一系列不足:振动力从两点逐步传给结晶器,整个传力更为复杂,不能遵循均匀性规定;在高频振动条件下,无法维持相对平稳的运行状态,无论处于高频还是低频状态,振动导向与实际的偏差都相对较大;结构复杂,传力流程多,后续的对中调整、维护工作量大且操作不易;控制效率低且可靠性不足,受外部因素干扰大,无法长时间保持稳定的振动波形条件;不能根据需求调整振动曲线,不具备在线设置振动波形功能。2 结晶器振动装置的动态性能2.1 设备故障率高,维护工作量大
毕业设计(论文)-结晶器振动机构设计[管理资料]
摘要
四偏心板坯连铸机快台在连续铸钢中有及其重要的作用。其振动装置用来支撑结晶器,使结晶器上下往复运动,从而使脱模更容易。本设计主要是针对结晶器振动台振动系统的总体设计,其中包括:总体传动方案的设计以及正弦式振动方式的选择;偏心轴材料的选择,结构设计以及轴上零件的布置和装配方案,偏心轴受力分析和校核;偏心轴上零件,如轴承和键的选用及其校核。另外,还包括振动系统其它重要零件如销轴及板弹簧的设计等。
如何对偏心轴上偏心距的设计是每个设计者应该考虑的问题。其中要考虑到不同偏心距对振幅的影响以及振动台是否能实现预定的轨迹。振动方式为正弦振动,可以通过调整振源机构的振幅来调整结晶器的振幅,在设计偏心轴时,要设计不同振幅所需要的不同偏心距。
振动系统是长期使用的,由于所受的是动载荷,容易受到磨损,会减少其使用寿命。故在设计的时候,要考虑其使用年限,尤其是转动的部件,如轴承,偏心轴。
关键词:结晶器;振动装置;偏心轴;四偏心轮振动机构;板弹簧
Abstract
Four quick sets eccentric slab caster acts a very important role in continuous casting. The vibration device is used to support crystallizer,crystallizer is reciprocated up and down,then it makes stripping paper mainly aims at the general design of crystallizer vibration table vibration system,including design of general transmission program and selection of the sinusoid vibration mode;selection of eccentric shaft material,the structure design,arrangement and assembly project of elements on shafts,the force analysis and checking of eccentric shafts;selection and checking of elements on eccentric shafts,such as the bearing and ,design of other important elements of vibration system is included,such as the pin and plate spring and so on.
DYNAFLEX结晶器液压振动技术的研究与应用
振 动曲线信号传给伺服阀 , 伺服 阀即可控制振动 液 压缸 按设定 参数 振动 。
3 D A L X的结构 特点 YN F E
31 振动 装 置结构 紧凑 、 . 更换 方便
振动装置机械部分主要有 由带弯曲段支撑的 基础框架 、 套完全相同的结 晶器振动 台 、 2 振动 台 导 向及 定 位 装 置 、 质 管 路 等 组 成 。振 动 台用 来 介 支撑 和 紧 固结 晶器 , 个振 动 台 由 固定 框 架 、 每 振动 框 架 、 簧 导 向 系统 、 动 液 压缸 、 量 补偿 装 置 板 振 重 及 介 质管 路 等组 成 。结 晶器 及 振 动装 置更 换 时能 实现快速定位 、 对中, 各冷却水管 自 动对接。板簧 导 向系统 及 油缸 等 关键 组件 均 布 置在振 动 台框 架 内, 并采用 精细的防护设计与二冷室恶劣环境完
D N FE Y A L X液压 振 动装 置振 动 曲线 为正 弦 或非 正弦 , 主要 技 术参 数 : 幅 0~1 (±6 rm; 动频 振 2 ) a 振 率4 0~20 mi; 正 弦 因数 05~ .; 率变 化 7 次/ n 非 . 07 频 05 z 振 幅变 化 1 m s非 正弦 变化 01 /。 .H ; m /; . mm s
使用与维护
第2 卷 2 1 年第 5 总第 19 ) 8 00 期( 4期
结晶器及振动设备
内壁检查
用弧度板、直板检查结晶器 与二冷段的对中。小于0.5mm
冷却水开通后,检查结晶器 装置足否有渗、漏 水
检查结晶器进水温度、压力、 流量,在浇注过程中观察结 晶器进出水温差
结晶器
Hebei Institute of Vocation and Technology
结晶器检查
用锥度仪检查 结晶器侧面锥度
结晶器振动规律
(2)负滑动振动。振动装置工作时,结晶器的 下降速度稍高于铸坯的拉坯速度,即称负滑 动,这样有利于强制脱模及断裂坯壳的压合 ,然后结晶器以较高的速度上升。
结晶器在振动时都有一段稳定运动的时间, 这样有利于振动的平稳和坯壳的增厚,但需 用一套凸轮机构,必须保证振动机构与拉坯 机构联锁。
结Βιβλιοθήκη Baidu器振动设备
结晶器振动规律
(1)同步振动。振动装置工作时,结晶器的下 降速度与铸坯的拉坯速度相同,然后结晶器 以3倍的拉坯速度上升。 结晶器在下降转为上升阶段,加速度很大, 会引起较大冲击力,影响振动的平稳性及铸 坯质量。凸轮机构实现。
结晶器振动设备
Hebei Institute of Vocation and Technology
1
S下 S上 S上L
100%
方坯
板坯
1
100% B下 B上 B上lm
结晶器
《2024年伺服电机驱动结晶器非正弦振动装置的参数计算与模型仿真》范文
《伺服电机驱动结晶器非正弦振动装置的参数计算与模型
仿真》篇一
一、引言
伺服电机以其精确的转矩控制能力在众多领域中得到了广泛应用,特别是在结晶器非正弦振动装置中。结晶器是冶金、化工等行业中用于生产高质量产品的关键设备,其振动装置的精确控制对于产品的品质和产量具有重要影响。本文将重点探讨伺服电机驱动的结晶器非正弦振动装置的参数计算与模型仿真。
二、问题背景与意义
随着现代工业的快速发展,对产品质量的要求越来越高,非正弦振动技术在结晶器中的应用越来越广泛。通过伺服电机驱动的非正弦振动装置可以更精确地控制结晶过程中的物料运动,从而提高产品的纯度和产量。然而,要实现这一目标,必须对伺服电机驱动的结晶器非正弦振动装置进行精确的参数计算和模型仿真。这不仅有助于优化设备的性能,还能为相关领域的研发提供理论支持。
三、参数计算
1. 电机选择与功率计算:根据非正弦振动装置的工作要求和负载特性,选择合适的伺服电机。通过计算设备的运动轨迹、加速度等参数,结合电机的转矩和转速特性,确定电机的功率需求。
2. 控制器参数设置:根据电机的特性和工作要求,设置控制器的相关参数,如PID控制器的比例、积分、微分系数等,以实现精确的位置和速度控制。
3. 振动装置的机械参数计算:包括振动装置的惯性负载、阻尼系数、刚度等参数的计算,这些参数将直接影响振动装置的运动特性和稳定性。
四、模型仿真
1. 建立仿真模型:利用仿真软件建立伺服电机驱动的结晶器非正弦振动装置的仿真模型,包括电机模型、控制器模型和振动装置的机械模型等。
2. 仿真分析:通过仿真分析,验证参数计算的正确性,观察电机的运动特性和振动装置的振动效果。同时,通过改变参数设置,分析不同参数对设备性能的影响。
结晶器
液压伺服与比例控制系统三级项目250KN结晶器液压振动系统特性仿真分析
学院(系):机械工程学院
年级专业: 10级机电控制工程1班
小组成员:张迪嘉张天宇王平阳
王利双王浩冉
指导教师:张伟
目录
一、结晶器及其振动技术概述 (4)
1.2结晶器的振动 (5)
二、结晶器振动技术国内外研究现状及发展趋势 (5)
2.1国内研究及应用 (5)
2.2国外的研究与应用 (6)
三、结晶器液压振动结构原理和特点 (7)
3.1液压振动装置的构成 (7)
3.2液压振动装置原理 (7)
3.3液压振动的特点 (8)
四、结晶器液压系统工作原理 (9)
4.1系统工作原理 (9)
4.2液压系统参数及主要元件的选择 (10)
4.3结晶器液压振动控制系统 (12)
五、结晶器液压伺服系统建模 (13)
5.1确定各组成原件的传递函数 (14)
5.2系统方框图 (15)
六、matlab系统仿真分析 (16)
6.1时间响应曲线 (16)
6.2频率响应曲线 (17)
6.3 PID 控制原理 (19)
6.4PID参数对系统特性影响 (20)
七、总结与感想 (21)
7.1影响阀控缸系统频率特性的参数 (21)
7.2心得与感想 (22)
参考文献 (22)
一、结晶器及其振动技术概述
1.1结晶器
近年来,传统连铸的高效化生产在工业发达国家取得了长足的进步,特别是高拉速技术引起人们的重视。通过采用新型保护渣、液面高精度检测和控制等一系列技术措施,使连铸机的生产能力大幅度提高,生产成本降低,给企业带来了极大的经济效益。而结晶器作为连铸生产的重要设备之一,如图1,它的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量都起着十分重要的作用。
结晶器振动技术的发展
t j
一
. 1 . W ̄ .
lf 一 il it l
:
m
维普资讯 http://www.cqvip.com
表 1 结晶器振 动技术 的发展过程
正弦速度规
弦波相同) 。选择这 种速度规律 的基本 出发点是 : 打破 结 晶器 和铸 坯之间要有一 定的速 度关系的框框 , 着重
3 . 结晶器与铸坯之间没有同步运动阶段,但仍然 .1 3
用 高频率振动 。
32 梯 形速 度规 律 .
梯形速度规律 是矩形 速度规律 的改进 . 其速 度变 化规律 如图 1 中的曲线 2 示。 的主要特点是 : 晶 所 它 结 器 在 向下运 动 的过程 中有 较长 一 段时 间其 速度 稍大
(ukne) H cign厂的一台连续铸钢试 验连铸机 。 结 晶器振动在这 两台连铸机上 的成 功应用 , 为振
14 99年 S- 汉 斯 的合 作 者 美 国 的艾 尔 文 ・ 西 容 罗 (v g os Ii R s)获得 了容汉斯 振动 结 晶器 专利 的使 用 rn i 权 ,并 在美 国约 阿 ・ 勒德 隆钢公 司 (lgegL du Al hn ul e m Sel oprtnWaeve 厂的一 台方 坯连 铸试 验机 t roao) t lt eC i ri 上采用 了振动结 晶器 。与此 同时 , 容汉斯 振动结 晶器
连铸结晶器振动工艺参数
参数调整与优化
根据实验结果,对连铸结晶器振 动工艺参数进行调整和优化,以 提高结晶器的使用寿命和铸坯质
量。
基于模拟的参数优化
建立数学模型
01
建立连铸结晶器振动过程的数学模型,包括振动系统动力学模
型、结晶器传热模型等。
模拟分析
02
利用数学模型进行模拟分析,研究不同工艺参数下结晶器的振
动特性和铸坯质量。
02
连铸结晶器振动工艺参数的设 定
振动频率的设定
总结词
振动频率是连铸结晶器振动工艺中的重要参数,它决定了振动周期和频率响应 速度。
详细描述
在设定振动频率时,需要考虑多种因素,如钢种特性、铸坯断面尺寸、结晶器 长度等。合适的振动频率能够提高铸坯质量,减少裂纹和表面缺陷的产生。
振动幅度的设定
总结词
总结词
随着连铸技术的不断发展,新型振动装置的开发与应 用成为研究重点。新型振动装置应具备更高的稳定性 和可靠性,能够实现更加灵活的振动模式和精确的工 艺参数控制。
详细描述
目前,新型振动装置的开发主要集中在智能化、模块 化和集成化等方面。例如,采用智能传感器和控制系 统,实现对结晶器振动状态的实时监测和自动调整; 采用模块化设计,方便对结晶器进行快速更换和维修 ;采用紧凑型设计,减小设备体积和重量,提高设备 的可靠性和稳定性。这些新型振动装置的开发将为连 铸结晶器振动工艺参数的研究提供更加先进和可靠的 实验平台。
连铸结晶器振动技术的发展及现状
VoI N o. . 38 11
湖
南
农
机
2 1 0 1年 1 1月
N ov. 2O11
Baidu Nhomakorabea
HUNAN AGRI CUL TUR MACHI RY AL NE
连铸结晶器振动技术的发展及现状
杨
(. 1河北联 合 大学 , 河北 唐 山
静 1 李福进 , 2,
03 0 ) 600
0 30 ;. 山职业 技术 学院 , 60 0 2唐 河北 唐 山
摘 要 : 晶器是连铸机 中的重要 组成部 分。是连铸机的心脏 , 结 结晶器这一重要的冶金反 应器将 完成钢 水由钢液 向固相 转变的第一步 。 近年来 , 冶金 工业 的迅速发展 , 求连铸提 高拉速和增加连铸机的生产能力。 要 本文针对连铸 结晶 器振动技术 的发展及现状进行 了阐述 , 进一 步加深人们对结晶器振 动技 术的认识 。 关键词 : 连铸机 ; 结晶 器; 振动
y A 胁 I 昱 一 Jn i
,Tnsa, b i 6 0 0C i aghn Hee 0 3 0,h ̄)
n.He e n o ie st,T n s a , b i 0 3 0 , h n ; b i U i n Unv r i y a g h n He e 6 0 0 C i a
结晶器振动参数优化
24
连铸技术
负滑动时间曲线及特点
25
连铸技术
① NS=2.4%的等值反比双曲线相交于负滑动时间曲线 的峰值,将负滑动时间曲线族分成两个区域。 ②对于任何 z 值都有相应的 tN=0,此点的频率用 f0 表示,称为临界频率。当 f≤f0时不出现负滑脱。 ③当 NS>2.4%时,负滑动时间曲线随频率 f 的增加 而上升,特别是当 z 值较大时,如 z>5 时,曲线急 剧上升。 ④当 NS<2.4%时,负滑动时间曲线随频率 f 的增加 而下降,特别是当 z 值较小时,如 z<5 时,曲线下 降得非常缓慢。
31
连铸技术
32
连铸技术
结晶器非正弦振动相对于结晶器正 弦振动的改变程度用修正系数 α 表示。 根据结晶器非正弦振动波形修 正系数的定义,α 取值范围为-1— +1。α <0为早期的负滑脱振动; α =0 为正弦振动;α >0 为非正 弦振动。
33
连铸技术
波形修正系数对负滑脱时间的影响
34
连铸技术
35
连铸技术
(2)非正弦振动工艺参数 )
结晶器非正弦振动具备最佳振动模型的全部特 征,反映该特征的全部参数即为非正弦振动的 工艺参数。 其工艺参数有负滑动时间 tN、负滑动率Ns、负 滑动时间率 NSR、负滑动超前量 NSA 和正 滑动速度差△v。
邯宝炼钢厂板坯连铸机结晶器振动导向研究
邯宝炼钢厂板坯连铸机结晶器振动导向研究
安领军
【摘要】The application state of the mould oscillation device was investigated to solve the problem of longitudinal and horizontal deflection of the slab CCM mould oscillation. The steering device wear-down of the roll unit is analyzed by detecting the hardness of the roll surface with a hardness tester. A roller made of the new material was adopted instead of the original imported roller. The lubrication route was modified. The stainless hexagon socket screws suitable for high temperature and high humidity were used. A wear-resisting long-life roller unit was designed and fabricated according to the measures mentioned above. The new roller unit has been worked for 18 monthes and still runs well. The oscillation deflection was overcome.%针对板坯连铸机结晶器振动纵向横向偏摆问题,对结晶器振动装置应用情况进行研究分析,用硬度仪打硬度的方法分析了辊子单元导向的磨损情况.使用新型棍子材质并经热处理代替原进口辊子本体,重新改进润滑油路,采用更适应高温高湿环境的不锈钢内六角螺栓,重新设计制作了一种耐磨长寿命辊子单元,在线使用效果显示使用寿命已经达到18个月且仍然完好,偏摆问题得到纠正,达到预期目的.
结晶器和结晶器震动设备的作用
锭的质量,其中结晶器的润滑程度是决定 铸锭表面质量的一个重要因素,如果结晶 器的润滑不好,铸锭与结晶器间的摩擦就 会增大,当这种摩擦力超过凝壳时的强度 极限时就会发生拉裂,严重时拉裂可致使 漏铝,无法实现补缩,使该处的金属不连 续,致使铸造无法进行。因此,保证良好 的润滑是保证铸造顺利及铸锭质量的关键。 所以要选用合适的润滑剂‘
(1)结晶器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ断面形状和尺寸。
(2)结晶器的倒锥度。
(3)结晶器的长度。 (4)结晶器的水缝面积。
结晶器的结构:
按结晶器本身结构来说,可分为3种类型: 管式结晶器:它是用壁厚为6~12mm的铜管制成所需要
的断面,在铜管外面,套有套管以形成5~7mm的冷却水 通路,保证冷却水流速为每分钟6~10m。这种结晶器结 构简单,制造方便,广泛用于小方坯连铸机上。 整体式结晶器:它是用整块铜锭刨削制成的,在其内腔 四周钻有许多小孔用以通冷却水。这种结晶器刚性好, 易维护,寿命较长,但制造成本高,耗铜多,近几年已 不采用。 组合结晶器:它是由4块铜板组合成所需要的内腔。在 20~50㎜的钢板上刨槽,并与一块钢板联结起来,冷却 水在槽中通过。大方坯和板坯连铸机都用这种形式的结 晶器。
结晶器和结晶器震动设备的作用
制作:李劭轩
结晶器:
结晶器是连铸机非常重要的部件,是一个强制 水冷的无底钢锭模。称之为连铸设备的“心
结晶器液压振动装置
结晶器液压振动装置在
板坯连铸机上的应用及实践
1 前言
安钢第三炼钢厂于1999年11月投产,采用结晶器液压振动装置的板坯连铸机。本文对液压振动及运行情况进行简介,分析和探讨振动参数及出现的铸坯表面质量问题,并对液压振动参数进行优化,从而提高了铸坯表面质量,使表面横裂纹大幅度减少。
2 板坯连铸机主要参数
第三炼钢厂现有100t超高功率电弧炉一座,LF精炼炉一座,一台液压振动的直结晶器弧形板坯连铸机,铸机的主要参数如下:
基本弧半径8m;
结晶器长度900m;
浇注断面厚150mm、宽950 ~ 1250mm,
厚200mm、宽1200 ~ 1500mm,
厚250mm、宽1200 ~ 1500mm;
工作拉速 150mm 1.6~1.7m/min,
200mm 1.2~1.4m/min,
min;
250mm 1.0m/
结晶器液面控制电磁涡流控制,
液面波动±3mm;
结晶器振动方式液压伺服控制振动;
设计年产量67万t / a 。
3 液压振动装置简介
液压振动装置由两个相互独立的机械单元组成,两单元可互换,并用C - 型框架相连,通过直接采用液压缸和耐磨损板簧导向系统,可实现高振频下的最小水平位移。
结晶器液压伺服振动装置由电气控制部分和液压驱动部分组成。电气控制部分组如图1[1]所示。
图1 功能发生器组成框图
液压振动电气控制部分是一个单独的子系统,结晶器的液压振动参数可一级或二级MMI(人机接口)上设定,设定值通过H1网上的铸流PLC或下载二级过程机控制系统的数据发送给液压振动装置的电气控制单元。液压驱动部分由基础框架支撑,框架用螺栓固定在基础上,振动驱动液压缸直接放置在结晶器台架下,液压缸为直接伺服驱动型。
连铸机结晶器振动装置
液压伺服驱动式铸坯结晶器振动装置设计
摘要
结晶器振动装置是连铸中的关键设备,其振动形式、控制方式以及在线监测与调整,对连铸质量具有重要影响。因此,研究连铸结晶器振动装置及控制技术具有重要的现实意义。本文通过对连铸机结晶器技术发展及结晶器振动方式演变的阐述,提出了电液伺服驱动,并对其振动形式及其工作原理进行了实质性的分析。然后绘制了机构简图,并对其运动参数及工艺参数进行了分析计算!最后通过校核、机构的仿真分析完成了本次设计!
关键词:连铸机;结晶器;正弦振动;电液伺服控制;振动装置
Desigh of the hydraulic pressure servo actuation type casts the semifinished product crystallizer shake-out equipment
Abstract
The crystallizer shake-out equipment is in the continuous casting key equipment, its vibration form, the control mode as well as the online monitor and the adjustment, have the material effect to the continuous casting quality. Therefore, the research continuous casting crystallizer shake-out equipment and the control technology have the vital practical significance. This article through the elaboration which evolves to the continue caster crystallizer technological development and the crystallizer vibration way, proposed the battery solution servo actuates, and has carried on the substantive analysis to its vibration form and the principle of work. Then has drawn up the organization diagram, and has carried on the analysis computation to its parameter of movement and the technological parameter! Finally through the examination, the organization simulation analysis has completed this design!
方坯结晶器振动装置设计
摘要
结晶器是连铸机的心脏部件。它的主要作用就是对结晶器中的钢水提供快速而且均匀的冷却环境,促使坯壳的快速均匀生长,以形成质量良好的坯壳,保证连铸过程正常而稳定的进行。在浇注钢水时,若结晶器静止不动,坯壳容易与结晶器内壁产生粘结,这就增大了拉坯时的阻力,导致出现坯壳“拉不动”或者钢水被拉漏事故发生,很难进行浇注。而当结晶器以一定的规律振动时,这就能使其内壁获得比较良好的润滑条件,从而减少了摩擦阻力又能防止钢水和结晶器内壁的粘结,同时还可以改善铸坯的表面质量,因此结晶器振动装置具有重要的作用。
本文通过对连铸发展历史,以及结晶器振动技术的发展和结晶器振动方式的改进进行了阐述,提出了电液伺服装置驱动,并对其振动规律及工作原理做出了分析。然后绘制了机械简图,并对其工艺参数和运动参数进行了分析计算,最终完成了本次设计。
本文主要的设计内容包括:
1.结晶器振动正弦参数的确定
通过负滑脱量、频率和周期、结晶器运动的速度和加速度以及负滑脱时间的计算,来确定铸坯的工艺参数。
2.结晶器振动装置机械计算
设计校核了双摇杆机构的主要部分,并根据经验推出机架结构。
3.结晶器振动装置伺服系统的设计计算
由系统所需动力选择恰当的液压缸及液压泵。并对系统的辅助原件进行了计算和选择,同时提出了同步回路电液伺服系统。
4.结晶器振动装置的三维设计
关键词:连铸;结晶器;振动装置;振动规律;电液伺服装置
Abstract
The mould is the heart part of continuous casting machine. Its main role is to mould the steel in providing rapid and uniform cooling environment, promote the rapid and uniform shell growth, to form a good quality of billet shell, guarantee the normal and stable for continuous casting process. In pouring molten steel in crystallizer, motionless, shell and the mold wall to produce a cohesive, which increases the casting the resistance, led to the emergence of billet shell" sticks" or molten steel is breakout occurs, it is difficult to cast. When the mould in regular vibration, which can make the inner wall is obtained in comparison with good lubrication condition, thereby reducing the friction resistance and can prevent the molten steel and the inner wall of the crystallizer is bonded, but also can improve the surface quality of billet crystallizer vibration device, therefore has an important role.
结晶器振动技术简述讲解
结晶器振动技术简述
发布时间:2006-11-29 10:34:19 【小中大字体】【评论】浏览:134次概述
1 振动的结晶器使连续铸钢实现工业化
回顾连续铸钢的发展历史,连续浇铸的生产方式首先是从有色金属开始的。铸机采用的是垂直固定的结晶器,拉坯过程中,坯壳极易与结晶器壁发生粘结,从而导致拉不动或拉漏事故。因此浇铸速度很低,铸坯的液相心长度一般不超过结晶器长度。
据有关文献记载,于1913年瑞典人皮尔逊(A·H·Pehrson)曾提出结晶器应按照一定的振幅和频率做往复运动的想法,但真正将这一想法付诸实施的却是德国人容汉斯(S·Junghans)。容汉斯开发的结晶器振动装置于1933年成功的应用于有色金属黄铜的连铸。
1949年容汉斯的合作者美国人艾尔文·罗西(Irving·Rossi)获得了容汉斯振动结晶器的使用权,并在美国的阿·勒德隆钢公司(Allegheng Ludlum Steel Corporation)的Watervliet 厂的一台方坯试验连铸机上采用了振动结晶器。与此同时,容汉斯振动结晶器又被应用于德国曼内斯曼(Mannesmann)公司胡金根厂(Huckiugen)的一台连续铸钢试验连铸机。
容汉斯振动结晶器在这两台连铸机上的成功应用,使其在钢连铸中迅速得到了推广。从此,结晶器振动便成了连铸生产的标准操作。可以看出是振动的结晶器使连续铸钢生产实现了工业化。
2 结晶器振动技术的每一次进步都使连铸生产再上一个新台阶
结晶器振动技术主要包括结晶器振动规律和振动装置两个方面:
1)结晶器振动规律的发展
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
结晶器振动装置的应用与发展
郭春香
(包头北雷连铸工程技术有限公司,包头014010)
摘要:介绍了结晶器振动装置在连续铸钢中的重要作用,两种振动方式(正弦振动与非正弦振动)的特点及采用的实现机构,分别分析了三种振动机构的特点、原理及应用。
关键词:结晶器振动装置;正弦振动;非正弦振动;四连杆振动机构;四偏心振动机构;液压振动机构Application and Development of the Mold Oscillation Equipment
Guo Chunxiang
(Baotou Beilei Continuous Casting Engineering and Research Corporation,Baotou014010)
Abstract:Mold oscillation equipment is very important for CC.Distinguishing feature between sinusoidal oscillation and non-sinusoidal oscillation was introduced,and introduced main device to achieve.Distinguishing feature,fundamentals and applications of three kind oscillation mechanism was analyzed individually.
Keywords:mold oscillation equipment;sinusoidal oscillation;non-sinusoidal oscillation;four-bar linkage oscillation mechanism;four-eccentric oscillation mechanism;hydraulic oscillation mechanism
1概述
结晶器是连续铸钢中的铸坯成型设备,是连铸机的核心部件,称之为连铸机的心脏设备。它是一个水冷的钢锭模,功能是将连续不断地注入其内腔的高温钢水通过水冷铜壁强烈冷却,导出其热量,使之逐渐凝固成为具有所要求断面形状和坯壳厚度的铸坯。并使这种芯部仍为液态的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出,为其在以后的二次冷却区域内完全凝固创造条件。由于凝固过程是在坯壳与结晶器壁连续、相对运动下进行的,所以为防止坯壳与结晶器壁粘结而采用的结晶器振动装置是连铸过程中的一个非常重要的生产装置。
结晶器振动装置可用来支撑结晶器,其主要功能是使结晶器上下往复振动,确切地说,是使结晶器按给定的振幅、频率和波形偏斜特性沿连铸机半径作仿弧运动,使脱模更为容易。具体来说,连铸过程中,当铸坯与结晶器壁发生粘结时,如果结晶器是固定的,就可能出现坯壳被拉断造成漏钢。而当结晶器向上振动时,粘结部分和结晶器一起上升,坯壳被拉裂,未凝固的钢水立即填充到断裂处,开始形成新的凝固层;等到结晶器向下振动,且振动速度大于拉坯速度时,坯壳处于受压状态,裂纹被愈合,重新连接起来,同时铸坯被强制消除粘结,得到“脱模”。同时,由于结晶器上下振动,周期性地改变液面与结晶器壁的相对位置,有利于用于结晶器润滑的润滑油和保护渣向结晶器壁与坯壳间的渗漏,因而改善了润滑条件,减少拉坯摩擦阻力,防止铸坯在凝固过程中与结晶器铜壁发生粘结而被拉裂,从而出现粘结漏钢事故。
2结晶器振动方式
目前,结晶器振动主要有正弦振动和非正弦振动两种方式。
正弦振动,即振动的速度与时间的关系为一条正弦曲线,如图1中点划线所示。正弦振动方式的上下振动时间相等,上下振动的最大速度也相同。在整个振动周期中,铸坯与结晶器之间始终存在相对运动,而且结晶器下降过程中,有一小段下降速度大于拉坯速度,因而可以防止和消除坯壳与结晶器内壁间的粘结,并能对被拉裂的坯壳起到愈合作
用。另外,由于结晶器的运动速度是按正弦规律变化的,其加速度必按余弦规律变化。所以过渡比较平稳,冲击较小。短臂四连杆振动机构和四偏心振动机构可实现正弦振动。
非正弦振动,结晶器振动速度随时间变化的规律不是正弦曲线的都称为非正弦振动。如图1中实线所示。结晶器向上振动时间大于向下振动时间,缩小了铸坯与结晶器向上振动之间的相对运动速
度。目前,
随着高速铸机的开发,拉坯速度越来越快,造成结晶器向上振动与铸坯间的相对运动速度加大,特别是高频振动时此速度更大。由于拉速提高后结晶器保护渣用量相对减少,坯壳与结晶器壁之间发生粘结而导致漏钢的可能性增加。为了解决这一问题,除了使用新型保护渣外,另一个措施就是采用非正弦振动。
非正弦振动增加了波形偏斜率α这一基本参数,,其工艺效果是在相同的拉速要求下可降低频率,或在相同的频率条件下实现更高的拉速。增加了对振动基本参数选择的自由度,可实现很复杂的振动曲线,满足不同的钢种需要。而正弦振动时,α=0,随着频率的增加,其工艺效果表现为振痕变浅而密集,结晶器摩擦阻力增加,坯壳粘结率增大;反之,坯壳粘结率下降但振痕加剧。所以正弦振动通过选择频率来控制振痕深度与粘结是相互矛盾的,因此振动参数的选择受到很大限制,难以适应高速连铸的要求。
液压振动机构可实现非正弦振动。
3三种振动机构的原理及应用
3.1短臂四连杆振动机构
由于其结构简单,便于维修,能够较准确地实现结晶器的弧线运动,有利于铸坯质量的改善,所以广泛应用于现代连铸机上。小方坯连铸机上,常采用短臂四连杆振动机构,且一般安装在内弧侧;而在矩形坯及大板坯连铸机上,常采用短臂四连杆式振动机构,并安装在外弧侧,其工作原理如图2所示。由电机通过减速机经偏心轴的传动,使拉杆3作往复运动,带动连杆4摆动,连杆5随之摆动,使振动框架2能按弧线轨迹振动。
实际应用中,常把部分刚性杆改为弹簧钢板,可以消除振动过程结晶器的水平摆动,使得振动只能作弧线摆动。如图3所示,是传统连铸机上采用板簧的四连杆振动机构。
图2短臂四连杆振动机构原理图
Á
Â
100%A A a