板坯结晶器振动摩擦力研究

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正弦振动结晶器摩擦力与负滑脱参数对比分析

摘要 : 结晶器摩擦力是反映结晶器与铸坯间相互作用、评价保护渣润滑性能的重要参数。由于摩擦力的检测与计算比较复杂 ,一般通过对振动工艺参数的理论分析来估算结晶器与铸坯间的润滑与摩擦。基于液压振动装置的板坯连铸试验平台 ,对结晶器摩擦力和振动速度进行了检测实验研究。通过对理论与实测计算结果的对比分析 , 讨论了结晶器摩擦力状态与负滑脱参数的关系及二者随拉速的变化趋势。该研究在制定适宜的振频 2拉速匹配关系、定量理解结晶器与铸坯间的瞬态摩擦行为等方面具有一定的指导作用。关键词 : 结晶器摩擦力 ; 负滑脱 ; 振动参数 ; 液压振动中图分类号 : TF55 文献标识码 : A 文章编号 : 04492749X (2007) 1020039204
的输出力。
3 结晶器摩擦力及振动参数的实测数据分析
实验所采用的振频与拉速的匹配关系如图 1所示。利用式 ( 9 )结合实测数据 ,计算得到一个振动周期内摩擦力和速度的瞬态变化趋势。如图 2 所示 ,振频和振幅分别为 135 m in- 1和 2. 8 mm ,方向取向上为正。从图中可以看出 ,结晶器摩擦力换向的时刻并不与相对速度同步 ,即相对速度为零时摩擦力值并不等于零 ,存在一定的滞后 ,其原因可能在于液渣的流速在相位上滞后于结晶器的振动速度 [ 4, 8 ] ,从而出现滞后现象。图中的 T1vr = 0 、T1MDF = 0 、 T2vr = 0和 T2MDF = 0分别表示一个振动内相对速度和摩擦力为零的 4 个时刻 , T1L 和 T2L 为摩擦力在换向时滞后于相对速度的时间。图 3 ( a) 、( b)分别表示不同拉速下滞后时间和滞后率 (滞后时间与振动周期 T的比率 , R )的变化趋势。随着拉速的增加 ,第 1 点的滞后时间先增加后恒定 ,第 2 点的滞后时间先恒定后增加 ,由于在这一过程中振频增加而振动周期减小 ,所以两点的滞后率都在增大 ,即随着拉速的增加摩擦力的换向时刻滞后于相对速度的程度在增加。

降低板坯铸机结晶器振动系统谐振作用的研究

铸机的粘结抽芯和粘结漏钢事故。２．系统内弹性部件越多，这种谐振情况越严
重，对铸机生产和质量的影响也越大。．３．通过采取改进连接方式、提高整备质量来消除传动间隙，通过水模试验来监测谐振区间、参数优化和操作控制来避开谐振区间，对于防止结晶器振动系统谐振造成的粘结抽芯和粘结漏钢事故效果显著。０
Ｖ —— 拉坯速度。
３．振动曲线。铸机的振动曲线为正弦曲线。
二、存在的主要问题
１．铸机生产过程中在某一拉速区间发现结晶器
液面波动较大，液面稳定性较差。２．铸机在低拉速换水口后提拉速过程中，在某
一
拉速区间粘结几率较大，多次造成铸机漏钢事故的
导向的近似圆弧的往复振动。
的偏心轮及连杆机构来实现的。结晶器弧线运行的定中（导向）是利用三条板式弹簧，一头连接在快速更
８ｏ中闯｛技企２１１８高Ｉ术业０２０ｌ｝
（设计振动参数三）１．振幅。外缘线处振幅 ±３５ｍ．ｍ。２．振频拉速关系
（振动系统二）１．振动系统的形式和组成。铸机结晶器振动是
电机驱动、板簧导向的四偏心形式。该装置是上世纪７年代前后发展起来的振动机构，属于正弦振动Ｏ
方式，结晶器壁的弧线运行是借助于两对偏心距不等
部减速机再将转动按跟原来的运动成９。角的方向，０分别传给左（）的一根具有两个不同偏心量的同向右偏心点的偏心轴上。左（）偏心轴再通过各自两个右偏心轴颈上的两个轴承及套装在轴承座上的两个与上部振动台相联接的橡胶轴承，将转动变为有弹簧组件

板坯连铸机结晶器振动液压装置的设计及计算

板坯连铸机结晶器振动液压装置的设计及计算文章介绍了某型不锈钢板坯连铸机组结晶器振动液压装置的设计计算过程。

计算系统所需流量，配置核心液压元件型号规格，对循环冷却系统进行了精确计算。

标签：连铸结晶器；振动；液压引言结晶器是板坯连铸机组的核心设备，而结晶器振动装置又是结晶器设备重要装置之一。

当结晶器上下振动时，钢水液面与结晶器壁面相对位置也随之改变。

其目的在于防止坯材在凝固过程中与结晶器铜壁发生粘连而出现拉漏、拉裂事故，同时有利于脱坯，改善坯壳与结晶器壁的润滑性等[1]。

结晶器液压振动因其能在线调整振动参数，近期有广泛的发展和推广。

文章即围绕国内某型板坯连铸机组的结晶器液压振动装置，对其进行分析计算和设计。

1 系统原理连铸机的结晶器液壓振动装置由两个液压缸推动整个机架做垂直方向上的非正弦曲线。

非正弦曲线运动的周期、振幅与正弦曲线其实是一致的，只是在半周期内由两条周期不同的正弦曲线（全周期为T，上升段周期为T+，下降为T-）拼接而成。

定义非对称系数C=T+/T，当C=0.5，曲线即为对称的正弦曲线；当0.5≤C≤1，比如C=0.6，则T+=0.6T，T-=0.4T，使得结晶器上振时间长，而下振时间短。

实际生产中C值大于0.5，一般在0.5～0.6。

振动装置由两部分组成：液压站和振动执行器。

液压站向振动执行器提供油。

振动执行器包括缸旁伺服阀和振动液压缸。

2 工作泵流量计算及选择工作泵的选择取决于液压缸运动所需的流量，因此先计算各个工况下所需流量。

（1）对称正弦运动（C=0.5）时，振动所需的平均供油流量振动液压缸参数为Φ125/Φ90。

单个液压缸的最大振幅Am为6.5mm，最大频率160次/min，在1/4个周期内，其平均速度Vp=Am/（T/4）=69（mm/s）。

此速度下单缸塞腔供油平均流量为51L/min。

两个液压缸同时工作则需要102L/min，取效率系数0.8，得127 L/min。

（2）对称正弦运动（C=0.5）时，振动所需的最大供油流量正弦振动的速度为最大速度Vmax为Am 2πf，此速度下单缸最大供油流量80.19L/min，两个液压缸同时工作则需要160.3 L/min。

结晶器振动全解

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连铸技术
结晶器振动参数对拉速的影响
研究表明，采用高频振动有利于提高拉坯速度，而且提高拉速还有利于减少振痕。但在一定的工艺条件下，拉坯速度受到冷却速度及设备精度的限制，提高拉速将会导致拉漏率的上升。
23
连铸技术
2.2. 结晶器正弦振动的特性分析
目前描述负滑脱的参数较多，对于同一振幅、频率和拉速的情况下，这些参数给出了不同的数值。但它们当中独立的参数只有两个：负滑动率 NS 和负滑脱时间 tN。因为负滑脱参数直接关系到铸坯的脱模和铸坯的质量，所以参数 NS和tN被称为工艺参数。目前国外有关文献报道，大多数的负滑脱时间取值范围在 0.1s ~ 0.25s，认为对于不同的钢种最佳负滑动时间为 0.1s 左右。至于负滑动率 NS，国内外有关文献报道在 NS值为-20%～240%范围内变化进行浇铸，结果对铸坯脱模及表面质量没有任何不利影响。可见，对于负滑动率 NS 的取值范围是很宽的，工艺参数的确定主要是确定负滑动时间。
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连铸技术
28
连铸技术
① 全部 tN 曲线与 Ns＝-0.024 的射线交于顶点，在一定的拉速范围内，对于任何一拉速和 tN 曲线都有两个交点，它们分别对应一个高频率和一个低频率。这两个频率对应相同的负滑动时间。 ② 全部 tN、Ns 曲线相交于坐标系原点 0 点，曲线的下部相互靠近，并重合于 Ns＝-0.3634(负滑动率极限值)曲线。s 值越大它们越靠近，tN值越小它们重合的线段越长，tN＝0 时与 Ns＝-0.3634 曲线全部重合。 ③ 增大 s 值，可增大 tN 曲线在拉速 Vc轴上的投影，因此可根据不同的工作拉速选择相应的 s 值。
4
连铸技术
1—同步式振动 2—负滑脱振动 3—正弦振动图 1 结晶器振动方式

板坯连铸机结晶器研究分解

摘要结晶器是钢坯连续铸造的关键设备，其设计和制造的优劣直接影响到连铸生产的正常与稳定。

本文就目前连铸结晶器采用的铜板材料及铜板材料表面处理技术的发展现状进行了总结和分析。

指出针对板坯结晶器窄面铜板易高温变形、磨损的情况，采用高强度、高导热率的弥散强化铜材料，进而延长结晶器的维修周期，提高生产效率。

同时针对现有结晶器铜板表面改性技术的优缺点，发展新型合金涂、镀层技术，进一步提高涂、镀层的硬度，耐磨和耐腐蚀性能。

目前结晶器铜板表面处理的几种方法：电镀法、热喷涂法、化学热处理法以及具有潜在发展前景的激光熔覆法。

激光熔覆法由于具有清洁无污染，成品率高以及性价比高等特点，具有广阔的发展和应用空间。

而且，通过优化熔覆工艺参数，设计合理的熔覆材料体系，能够形成与铜板呈冶金结合的优良抗热耐磨复合涂层，从而显著提高结晶器的使用寿命。

关键词：结晶器；化学热处理；激光熔覆；铜板AbstractThe progress of mould plates was reviewed in continuous casting. The techniques such a solution or aging or forming or fine crystal and their combination were an effect tiveme thod which benefit for high conductivity and high strengthen of copper base alloy. Copper base composite maerial through dispersion technique and composite hardening and surface strengthening have more promising for mouldes in the future.Based on the current study stat of surface strength ening on copper crystallizer, several surface treatment means,such as electro plating thermal spraying,penetration and laserclad dingte chnique with potential development are described. Because of cleanliness without any pollution, high finished product ratio and high performance costratio, laser cladding has wide development and application range. Moreover, by optimizing process parameters and designing suitable material system, fine hea-t resistant and wear-resistant coating having metallurgy bonding with copper substrate can be fabricated, therefore, it may notably improve the service life of copper crystallizer.Key words:Copper crystallizer; Electroplating; Thermal Chemical heat treatme;Copper plate目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1连扎连铸简介 (1)1.2工艺流程 (3)1.3板坯连铸机质量优势 (4)1.4研究背景 (5)1.5国内外状况 (6)1.6结晶器概述 (7)1.7结晶器存在的问题 (9)1.8结晶器使用前的安全检查 (9)1.9本章小结 (10)第2章结晶器夹紧装置的选择计算 (11)2.1结晶器夹紧装置简介 (11)2.2结晶器夹紧受力分析及计算选择 (12)2.3结晶器宽边调整机构的安装 (14)2.4本章小结 (14)第3章结晶器调宽装置的选择计算 (15)3.1调宽装置简介 (15)3.2调宽装置的确定和基本参数的选择 (16)3.3调宽装置驱动选择 (18)3.4窄边调整机构的安装 (18)3.5本章小结 (19)第4章结晶器铜板及水箱的选择计算 (20)4.1结晶器铜板的设计 (20)4.1.1结晶器长度的选择 (20)4.1.2结晶器断面尺寸和倒锥度 (22)4.1.3结晶器铜板材质及表面镀层的选择 (23)4.1.4铜板厚度计算 (24)4.2水箱设计 (25)4.3本章小结 (26)第五章结晶器振动装置的应用和发展 (27)5.1振动装置的概述 (27)5.2结晶器的振动方式 (27)5.3总结 (30)5.4本章小结 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (35)第1章绪论1.1连扎连铸简介连铸连轧全称连续铸造连续轧制（Continue Casting Direct Rolling，简称CCDR），是把液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯（称为连铸坯），然后不经冷却，在均热炉中保温一定时间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁轧制工艺。

板坯连铸结晶器摩擦力计算与影响因素研究

维普资讯
第４卷第２２期
２０２年３０月
女女女女女
大连理工大学学报
ＪｕｎｌｏｌｎＵｎｖｒｉｙｏｅｈｏｏｙｏｒａｆＤａｉｉｅｓｔｆＴｃｎｌｇａ
Ｄ ≤ （ ≤ ，（）），） ≤ ）≤
表面与凝固前沿温度不一致，而使铸坯收缩，使铸坯离开结晶器．假设作用于坯壳的单位面积液芯
静压力为Ｐ，坯壳温度下降引起的收缩力为Ｐ，ｒ则铸坯在垂直于结晶器的方向的Ｐ可以表示为
（）一
第４卷２
单位面积法向压力（ａ．各参数的确定如下．Ｐ）
水冷结晶器冷面水冷结晶器固态保护渣）液态保护渣
Ｐ的确定：铸坯在结晶器内的受力情况可从
以知道，方面，一铸坯受钢水静压力的作用，把铸坯向结晶器推；一方面，另由于铸坯的凝固冷却，
基毒项目国家自然科学基金资助项日（９７０７．５８４０）作者葡介ｔ姚曼（９２）１６一，女，授｜方大成（９６）教１３一，男，授教
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大连理工大学学报如图１建立坐标系，可表示为如下数学式０ｏ≤ Ｙ）Ｄ ≤
连铸技术将成为钢铁工业进一步实现技术结构调整的主要动力［，结晶器是连铸的“ 脏 ” 】而］心．
连铸结晶器摩擦力对铸坯质量有很重要的影响，当铸坯与结晶器之间的摩擦力达到一定程度时，可能导致铸坯与结晶器之间粘着甚至产生漏钢事故．特别是随着铸坯拉速的提高，由于粘着造成的漏钢事故比例迅速上升，已占漏钢总数的６Ｏ８］０．结晶器摩擦力的形成机理比较复杂，

邯宝炼钢厂板坯连铸机结晶器振动导向研究

ｄｎｌｎｏｚｎａｅｌｃｉｎｏｅｓｂＣＣｍｏｌｓｉａｉｎＴｅｓｅｉｇｄｖｃａ — ｏｎｏｅｒｌｕｉｉａｄｈｒｏｔｌｆｔｆｈｌＭｕｄｏｃｌｔ．ｈｔｒｎｅｉｅｗｅｒｄｗｆｔｏｌｎｔａｉｄｅｏｔａｌｏｅｈｉａａｙｅｙｄｔｃｉｇｔｅｈｒｎｓｆｈｏｌｕｆｃｔａｄｅｓｔｓｅ．ＡｒｌｒｍａｅｏｅｎｗｔｒＳｎｌｚｄｂｅｅｔｈａｄｅｓｏｅｒｌｓｒｅｗｉａｈｒｎｓｔｒｎｔａｈｅｏｌｄｆｈｅｍａｅｉｅｔ．ａａｄｐｅｎｔａｆｔｅｏｉｉａｍｐａｅｏｌｒＴｅｌｂｉａｉｎｒｕｅｗａｄｆｄＴｅｓｉｌｓｅａｌｗｓａｏｔｄｉｓｅｄｏｒｎｌｉｏｄｒｌ．ｈｕｒｃｔｏｔｓｍｏｉｅ．ｈｔｎｅｓｈｘ — ｈｇｅｏｉａｇｎｓｃｅｃｅｕｔｂｅｆｒｈｇｅｅａｕｅａｄｈｇｕｄｔｒｓｄＡｅｒｒｓｓｉｇｌｎ — ｆｏｌｒｏｏｋｔｓｒｗｓｓｉｌｏｉｈｔｍｐｒｔｒｎｉｈｈｍｉｉｗｅｅｕｅ．ａｙｗａ —ｅｉｔｏｇｌｅｒｌｎｉｅｕｉｗａｅｉｎｄａｄｆｂｉａｅｃｏｄｎｏｔｅｍｅｓｒｓｍｅｔｎｄａｏｅＴｅｎｗｏｌｒｕｉｈｓｂｅｎｔｓｄｓｅｎａｒｔｄａｃｒｉｇｔｈａｕｅｎｉｅｂｖ．ｈｅｒｌｎｔａｅｎｇｃｏｅ

不锈钢板坯连铸结晶器振动系统的故障分析及对策

不锈钢板坯连铸结晶器振动系统的故障分析及对策庞伟林①（柳钢中金不锈钢有限公司设备工程部　广西玉林５３７６２４）摘　要　柳钢中金不锈钢板坯连铸机结晶器振动系统是连铸机的主要设备之一，结晶器振动系统如果发生故障，板坯连铸机将面临停产，处理结晶器振动系统的故障的时间直接影响到整个生产的正常运行。

通过对结晶器振动系统的故障分类统计，针对故障的原因进行分析，可以有效的降低系统故障率，避免重复性故障发生概率，对于提高连铸板坯生产产量和质量具有非常重要的意义。

关键词　不锈钢板坯连铸　结晶器振动系统　故障　控制措施中图法分类号　ＴＧ１５５．４文献标识码　ＢＤｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－１２６９２０２２Ｚ２０１５１　前言广西柳钢中金不锈钢有限公司炼钢厂（一下简称中金炼钢厂）板坯连铸机于２０１５年７月试投产，主要生产２００系不锈钢，铸坯规格１６０×（６００－７５０）×（８５００－１００００），１机２流。

洁净振动系统主要是为了防止板坯在冷凝的过程中与铜板粘结一起，出现拉裂或者拉漏［１，２］，结晶器上下振动能周期性改变钢液面和结晶器壁的相对位置，有利改善结晶器内壁的润滑状况，减少粘结阻力和摩擦力，从而改善板坯表面质量［３，４，］，结晶器振动系统的可以保证板坯生产正常进行，因此振动系统的正常与否直接影响到整个连铸生产的正常运行。

结晶振动系统结构较为复杂，主要是由结晶器振动装置及底座、结晶器（框架结构、结晶器本体），其中通过振动装置和底座控制，使结晶器产出弧形振动。

２　结晶器振动系统发生故障的原因结晶器振动系统是连铸机的主要设备之一，其振动的稳定性直接影响到连铸机的正常运行。

由于投产早期设备状况较好，产量较低，基本能满足生产需求，但随着品种的不断增加，生产负荷加大，该连铸机的振动系统的问题逐渐暴露，板坯连铸机结晶器振动系统在生产中经常出现的故障导致振动故障率高、设备使用率低，生产维修成本高，通过对结晶器振动系统故障的研究分析，发现产生这些问题的原因主要有以下几点：２．１　液压故障原因导致维修成本居高不下，由于液压系统是整个振动系统的关键，液压油站是一个独立的油站，伺服液压系统对油的要求很高（清洁度ＮＡＳ６级及以上、粘度、水分、机械杂质），而且设备所处的运行环境是高温高湿、粉尘超高，环境也是极易引发故障。

板坯连铸结晶器振动装置设计优化

2 . 2 振动装置设计性能参数
2 表新余钢铁公司板还连铸结晶器振动装置设计性能参数
振幅
振动频率
导向板簧数量
线弹簧数量
30 〜 300 2 组 + 3. 5mm
次 /min / 每台
4个 / 每台
3 结晶器振动1產置设计1尤化
3 . 1 原振动装置存在问题
振动负荷
导向精度
相位差
彡r 坯
300kN 坯宽方向 < ±0. 15mm
台五个铰接点的球面关节轴承润滑不良，使销轴磨损严重，
影响结晶器仿弧运动轨迹；由于关节轴承敞开及振动台间隙
过小等原因，经常因卡渣球而产生偏振现象；采用偏心轮机构，
无变频，振幅、振频不可调，致使振动参数不合理，铸坯表
面质量差，经常出现深振痕及表面横裂纹；振动台的平均寿
2 振动装置设计规格与性能参数
2 . 1 振动装置设计规格新余钢铁公司板坯连铸结晶器振动装置设计规格，见表 1。
1 表新余钢铁公司板还连铸结晶器振动装置设计规格
型式
振动波形
振动轨迹
导向方式
重量补偿方式
摆动方式
冷却水联接
机械四偏心
正弦曲线
垂直振动
板簧导向
线弹簧
水平自动接通+ 摆动板簧导向
命只有 2. 5 个月，设备故障率高达1 0 % ，严重影响铸机作业率。
3 . 2 振动传动电机容量的计算与选择
由于传动装置是整个振动装置动作能否实现的关键部
件。而电动机则为振动提供动力源。振动装置上作用的力有：

板坯连铸结晶器振动台振动检测控制方法[发明专利]

专利名称：板坯连铸结晶器振动台振动检测控制方法专利类型：发明专利
发明人：王友钊,刘光穆,吴非,焦国华,戴开发,孟征兵申请号：CN200610154633.3
申请日：20061113
公开号：CN1951604A
公开日：
20070425
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种板坯连铸结晶器振动台振动检测控制方法。

包括如下步骤：1)采集垂直振动信号4路、横向晃动信号2路、拉速V信号1路，计算垂直信号之间的相位差、各个垂直振动信号的频谱、所有垂直信号和所有晃动信号的振幅、所有垂直振动信号的频率f和偏斜率α；2)比较垂直振动各个采集点的相位差或横向晃动的振幅是否超过安全警戒，检验各个垂直振动信号的频谱是否超过安全警戒，超过安全警戒紧急报警信息；3)结晶器启动过程振动控制；4)结晶器稳定工作过程中振动优化控制。

本发明提高产品质量，稳定产品产量，提高对生产安全的保障力度，减少事故损失，为企业带来可观的直接和间接的经济效益。

申请人：浙江大学
地址：310027 浙江省杭州市浙大路38号
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
代理人：张法高
更多信息请下载全文后查看。

板坯连铸结晶器振动装置

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振动时ａＯ如图５＝，所示，＝＇ｘ０％。Ｏ１１０ｌＺｌ
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图４液压振动机构１．上框架２顶部板簧３液压缸．．４部板簧５部框架底．底
２１短臂四连杆振动机构．短臂四连杆振动机构广泛应用于小方坯和大
板坯连铸机上，区别在于小方坯连铸机振动机构多安装在内弧侧，如图ｌ所示，而大方坯连铸机振动
机构则安装在外弧侧。
短臂四连杆振动机构结构简单，电机通过减速
机经偏心轮的传动，拉杆做往复运动，带动连杆摆动，使振动架能按弧线轨迹振动。能够较准确实现结晶器的弧线运动，利于铸坯质量的改善。其工有
摘要：概述了板坯连铸结晶器振动装置的型式及功能特
点，并着重阐述了液压振动结晶器的振动形式。关键词：板坯连铸；结晶器振动装置；振动波形
１概述
结晶器是连铸铸坯成型设备，晶器振动装置结
是连铸机的重要设备之一。其主要功能是使结晶器
２１年第２期０１总第３０期
重工与起重技术
ＨＥＡＶＹＮＤＵＳＩＡＬ＆ＨＯＩＴ【ＩＲＩＳＮＧＭＡＣＮＨＩＥＲＹ
Ｎｏ２２１．０１Ｓｅｉｌ．０ｒａＮｏ３
板坯连铸结晶器振动装 Байду номын сангаас
大连重工・重集团有限公司办公室杨鑫新起
的振动特性。
ｔ

板坯连铸机的结晶器瞬态摩擦力的实验和分析-翻译

技术说明关于带有液压震动装置的板坯连铸机的结晶器瞬态摩擦力的实验和分析X. D. Wang*1, X. Y. Zang1, Y. Ma1 , M. Yao1, L. Zhang2 and S. H. Ye2 板坯连铸过程中，结晶器与铸流间的润滑与摩擦对板坯的质量和操作过程的安全性起重要的作用。

在目前的研究工作中，为了检测结晶器与铸流间的摩擦，展开了一项关于板坯连铸机的测量。

我们对包括结晶器摩擦的周期性变化、结晶器摩擦与结晶器震动速度的关系以及拉坯速度变化时相关参数的变化范围的一些结果进行了讨论。

这些工业实验表明了摩擦力与相关震动参数、结晶器摩擦实时监测以及连铸机可视化进程之间的相关关系。

关键词：结晶器摩擦，检测，液压震动装置，连铸机导言结晶器与最初凝固的外壳的相互作用对板坯质量、拉坯效率和操作安全性有非常大的影响。

在过去的十来年，曾经有许多为了提高产量和节约能源的高速板坯连铸的研究。

然而，高的拉坯速度可能会降低粉末的消耗量和增加弯月面的干扰，这直接导致了低劣的润滑条件进而液态炉渣无法均匀地流到铸流与结晶器的缝隙之间，随后更多的表面缺陷和粘结式破碎会产生。

因此，结晶过程的实时测量与适当控制，摩擦性能和热性能对铸流表面质量都是必不可少的。

在目前的工作中，电液伺服振动系统的结晶器摩擦测量已经完成。

通过测量液压缸空载和不同震动参数拉坯状态下的液压力，板坯与结晶器之间的摩擦力就能被计算出来。

另外，结晶器摩擦力的周期性变化与其他参数下的振动特性曲线也可以被分析讨论出来。

实验连铸机状况表1-连铸机主要参数这次车间试验是在一个钢铁厂的板坯连铸测试平台展开的(见表1)。

安装在连铸机上的液压振动装置的最大柔性可以满足振动曲线的实时调整。

这个振动装置由对称分布在结晶器平台两侧的振动组组成，且结晶器的振动由板簧导向系统确保。

在目前的研究当中，此连铸机以0.6~1.5米每分钟的拉坯速度铸造厚度120毫米、宽度1000毫米的板坯。

基于结晶器与坯壳间摩擦力的漏钢预报研究

C
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图4
粘结漏钢坯壳
图5
摩擦应力变小
一
维普资讯
生长造成局部坯壳过薄坯壳出结晶器粘结漏钢因使用不适当的保护渣或结晶器液面 1 后如果坯壳的厚度不足以抵抗钢水的静压力就会发生漏钢事故波动大造成保护渣流动性差致使初生坯异物卷入后在坯壳表面或皮下形成大壳在结晶器内形成局部粘结点在拉坯状块夹杂由于异物导热系数和凝固系数与钢态下粘结点处坯壳被拉断粘结在结晶器铜水不同所以异物与坯壳之间存在裂纹而且板上若拉断坯壳到了结晶器下口气隙区随坯壳向下运动裂纹在逐渐扩大异物卷仍无法焊合将发生粘结漏钢铸坯发生粘在坯壳处导致热流分布不均坯壳薄厚不均结时首先在坯壳表面有粘结点结晶器上下便形成条波在该处产生较大的热应力在钢水静压力作每振动次在撕裂线用下坯壳外鼓所以结晶器摩擦力逐渐增大纹线即断裂线该线相对水平线几乎接近 45 30 且漏随异物拉出结晶器摩擦力减小并恢复正常最大剪切应力方向成角如图 8 所示坯表面呈现典型的 V 型缺口且振痕钢板 4 所示综上所述坯壳在结晶器内发生粘结紊乱如图裂纹及异物卷入后结晶器摩擦力均有不坯壳与结晶器铜板间发生粘结后当坯壳粘结在结晶器铜板上并随结晶器起同特征的显著变化由此根据结晶器摩擦力的特征变化可建立基于结晶器摩擦力的同步上下振动在结晶器液面高度不变漏钢预报系统拉速恒定情况下坯壳与铜板发生粘结比不发生粘结时坯壳与铜板间相对滑动面积 4 粘结纵裂及及异物卷入漏钢变小结晶器摩擦应力显著减小如图 5 所

结晶器振动对铸坯表面影响及应对措施

结晶器振动对铸坯表面影响及应对措施摘要论述了结晶器振动对连铸坯表面质量的影响,以及振痕的形成和影响因素；振动参数（拉速、振程、振频等）对振痕深度的影响；改善铸坯表面质量的方法途径及设定合理的结晶器参数。

关键词：连铸、结晶器、表面质量、振痕连铸在现代钢铁生产中已近得到广泛的应用，连铸坯的质量对以后轧钢等操作有非常大的影响。

连铸坯质量的包括表面质量和内部质量。

结晶器的振动主要对表面质量有很大影响。

随着连铸工艺设备技术水平的不断提高和完善, 漏钢事故的发生率已大大降低, 它已不再是连铸生产的主要矛盾。

近年来, 连铸工业正朝着实现铸坯热态装炉或直接热送方向发展, 从而能大量节约能源, 降低成本且提高劳动生产率, 而实现热态装炉或直接热送的关键是必须生产出不需表面清理, 且无缺陷的优质铸坯而影响铸坯表面质量的主要原因是振痕因此, 研究振痕形成机理及其与表面质量的关系则是十分必要的。

结晶器的振动装置用于支持结晶器，并使其上下往复振动以防止坯壳与结晶器粘结而被拉裂;且有利于保持渣在结晶器壁的渗透，保护结晶器充分润滑和顺利脱模。

结晶器主要有两种振动方式，正弦振动和非正弦振动。

归纳起来，结晶器振动有两个基本工艺效果, 一是调整保护渣的消耗数量改善结晶器的润滑状况; 二是促进坯壳愈合, 减少振痕深度改善铸坯表面质量。

1、铸坯表面振痕的形成机理及影响因素根据热流分析模型理论, 初生坯壳周围的温度分布及存在于坯壳与结晶器的振动可引起润滑剂的压力变化, 是导致铸坯表面形成振痕的主要原因。

该理论所描述的振痕形成过程大致如下：在负滑动期间, 对存在于渣圈、坯壳及结晶器内壁之间的流体润滑剂, 由于封存空间的减小而产生正压力, 它将迫使结晶器上端的初生坯壳向钢液一侧弯曲。

在此后的正滑动期间里, 流体润滑剂的压力将随封存空间的增大而由正变为负, 初生坯壳将在此负压力及坯壳内侧钢液静压力的综合作用下向结晶器内壁一侧回复。

考虑到初生坯壳的不均匀性, 其中上端较薄弱, 故上端回复的要多些。

板坯结晶器振动技术研发

板坯结晶器振动技术研发可行性研究报告（提纲）（一）项目摘要第一钢轧总厂板坯连铸机结晶器振动装置是采用齿轮箱带偏心轮作为振动装置动力源的机械振动，现可将机械振动方式改造成数字伺服电动缸振动方式，从而达到振动台平稳振动、减小维护量的效果，为高速、高效连铸提供必要的条件。

（二）项目立项的意义和必要性（关键技术及创新点）数字伺服电动缸非正弦振动采用独特的导向和定位方式，淘汰四连杆、四偏心和全板簧等较重设备，使结晶器进一步瘦身，能轻松实现结晶器的高频小振幅振动，该系统利用了目前成熟先进的计算机技术和大功率数字交流伺服控制技术，系统完全由计算机软件产生控制结晶器振动的波形曲线（正弦或非正弦的），并按照工艺要求通过对RAM优化函数各个变量取值，结合拉速精确地控制结晶器上下振动,使振动波形保持精确的频率、振幅、负滑脱时间、正滑脱时间、及波形偏斜率等，最终得到满足工艺需求的结晶器振动轨迹。

该系统具有以下特点：1)提高振动台的平稳性：四个电动缸布置在振动台的四个角，采用6组缓冲装置缓冲振动装置的负荷，双层板簧作为振动装置的导向。

同步运动实现结晶器振动，可以实现仿弧或直弧振动。

由于采用四个缸支撑作为振动装置且同步运动，所以非常平稳。

系统直接由电信号控制，光纤信号传输，响应速度快，控制精度高，由一个运动控制模快同时控制四个缸同步运动，相位差小于0.8°。

2)减少设备维护量：机械式的振动系统是靠偏心轮的转动推动连杆，连杆带着振动台振动，偏心轮每转一圈都有一次冲击，也产生一次使振动台和结晶器偏摆的力，且力传送环节多路径长；电动非正弦振动系统是由数字伺服电机带动滚珠丝杠转动，再带动电动缸上下运动，这种运动第一没有间隙，精度高，第二没有冲击，磨损很少。

系统全数字化，模块化，安装方便，维护简单，故障率低。

3)改善铸坯表面质量：采用非正弦振动，可以在线调整振频、振幅、偏斜率等参数，实现高频、低振幅振动，并改善结晶器的润滑条件，使铸坯振痕变浅，达到改善铸坯表面质量的目的。

板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制策略的研究的开题报告

板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制策略的研究的开题报告一、选题背景板坯连铸结晶器是现代钢铁工业中不可或缺的设备之一，其主要功能是通过一系列的操作和控制，将钢液坯料变成具有一定形状和尺寸的铸坯。

随着钢铁工业的发展和现代化水平的提高，板坯连铸结晶器液压伺服振动装置的控制策略也越来越受到重视。

二、选题意义板坯连铸结晶器液压伺服振动装置是实现板坯连铸的关键技术之一，其稳定性和精准度直接影响到生产质量和效率。

目前，国内板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制策略研究还比较薄弱，因此，进一步探究其控制策略对于提升钢铁生产工艺水平和生产效率具有重要的意义。

三、研究内容本次研究将以板坯连铸结晶器液压伺服振动装置为研究对象，主要研究内容包括：1.板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制系统的建模与仿真分析。

2.板坯连铸结晶器液压伺服振动装置的运动特性分析及其对控制策略的影响研究。

3.基于PID控制算法的板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制策略研究。

4.模糊控制算法在板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制中的应用研究。

5.设计并实现基于PLC的板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制系统，并通过实验验证研究结果的可行性和有效性。

四、研究方法本次研究将采用理论研究和实验研究相结合的方法，主要包括：1.通过查阅相关文献资料来了解板坯连铸结晶器液压伺服振动装置的运动学和动力学特性等方面的知识。

2.基于系统理论和传统控制理论，建立板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制系统的数学模型，并通过仿真分析优化控制策略。

3.搭建实验平台，进行基于PID和模糊控制算法的板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制实验，并记录相关数据进行分析。

4.设计基于PLC的板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制系统，并进行实际应用实验。

五、预期成果本次研究的预期成果主要包括：1.建立了板坯连铸结晶器液压伺服振动装置控制系统的数学模型，利用仿真分析得到了合理的控制策略。

2.研究了板坯连铸结晶器液压伺服振动装置的运动特性及其对控制策略的影响，为优化控制策略提供了理论支持。