结晶器振动和振痕、保护渣耗量的关系

结晶器振动和振痕深度、保护渣耗量的关系分析2008-11-20 20:14:42 作者：炼钢人来源：制钢参考网浏览次数：142 文字大小：【大】【中】【小】

关于结晶器振动参数对铸坯表面振痕深度的影响已经进行了许多研究，如唐山钢铁公司的张洪波对结晶器的振动问题进行了一系列的研究，所有研究表明，振痕深度是负滑脱时间的增函数，负滑脱时间越长，振痕深度越深，反之，负滑脱时间越短，振痕深度越浅，因此，提高振动频率可以有效降低振痕深度。表1.1为英国某钢铁公司的部分实验统计结果，可以看到，当振动的频率增加，行程减小时，振痕深度减小。

日本住友金属和歌山厂研究得到铸坯表面振痕深度随结晶器振动频率的增加和振幅的减小而降低。当振动频率增加到250cpm，振动行程减小到3.5mm时，振痕深度可以减小到0.2mm以下。

大量的文献已经对结晶器振动和保护渣耗量的关系进行了研究，结果表明，保护渣耗量在负滑脱时间率变化不大时，是负滑脱时间的增函数；在负滑脱时间率变化较大时，不能满足上述关系，而保护渣耗量在所有情况下则和正滑脱时间之间保持增函数的关系。可见，振痕深度由负滑脱时间控制，保护渣耗量由正滑脱时间控制。

表1 英国钢铁公司部分实验数据

有报道指出，根据实验结果显示，对于一定的钢种，保护渣耗量是振动频率的减函数，是波形偏斜率的增函数，是振幅的增函数，是保护渣粘度的减函数。下面对结晶器振动对振痕深度和保护渣耗量的影响作以下总结：

（1）t N增加，NSR同时增大，在这种情况下，振痕加深，保护渣耗量减少，此时既不利于表面质量的改善，又恶化结晶器的润滑状况，这是不可取的。振幅增加便形成这种趋势，所以振幅应该小，这和目前宝钢结晶器振动采用小振幅是一致的。

（2）t N减少，NSR同时增大，在这种情况下，振痕减轻，保护渣耗量减少，此时利于表面质量的改善，但恶化结晶器的润滑状况。如果控制振痕深度是主要目的，则采用这种振动方式。提高振动频率可以达到这一目的。

（3）t N增加，NSR同时减小，在这种情况下，振痕加深，保护渣耗量增加，不利于表面质量的改善，但却可以改善结晶器的润滑状况。如果结晶器的润滑是主要目的，可以采用这种方式，较低的频率可以使这一目的得到实现。

（4）t N减少，NSR同时减少，在这种情况下，振痕减轻，保护渣耗量增加，此时既有利于表面质量的改善，又可以改善结晶器的润滑状况，是最好的选择方式。大波形偏斜率可促成这种趋势。实验结果表明， =0.4时，结晶器摩擦力减少40%，其中30%是由于结晶器上升时与坯壳相对速度减少所致，10%是保护渣消耗量增加所致。

综合以上对于结晶器振动对结晶器保护渣耗量、振痕深度影响的分析，可以得到如下结论：振幅和波形偏斜率的影响使“单向”的，即由于振幅或波形偏斜率导致的t N及NSR的变化是同向的，两者为增函数的关系，因此，振幅及波形偏斜率的取值具有单向性。频率的影响是“双向”的，即频率导致t N及NSR的变化具有相反的趋势，两者是减函数关系，因此，频率有一个最佳的取值范围，

其值过高或过低均不能得到满意的综合效果。由此振动基本参数的优化方向应该是：小振幅，大波形偏斜率，适宜的振动频率。

正,负滑脱时间是增加保护渣消耗的必要条件,两者缺?不可,.保护渣硝耗量的大小由正滑脱时间决定.正滑脱时间越长,保护渣消耗量越大反之,保护渣消耗量越小..保护渣消耗量是振幅,频率,拉速及保护渣粘度的减函数..渡形偏斜率越大,保护渣消耗量越大.因此,非正弦振动为提高拉速提供了条件..振动参数的选取要和保护诸物性参数相适应

结晶器振动参数对振痕的影响

1 在负滑脱阶段，液态保护渣被吸入到结晶器内壁与坯壳的间隙中，形成一层液态润滑膜，可防止因粘模而引发的拉漏事故；另外，在负滑脱阶段坯壳受压应力作用，有利于微小裂纹的愈合。但负滑脱时间越大，则振痕越深。一般＝0.10~0.25ｓ。

2 在结晶器向上运动过程中坯壳收到拉应力作用，而且拉应力随坯壳与结晶器内壁之间的相对速度的增加而增大。到相对速度达到一定数值时，摩擦可能会导致坯壳被撕裂或坯壳与结晶器内壁之间的液态润滑膜被撕裂，导致拉漏。减小振动行程、延长正滑脱时间或减小振动频率可达到减小相对速度从而减小摩擦的目的，但振痕深度随振动频率的减小而增加。因此，通过减小振频来达到减小相对速度的方法是不可取的。

3 振痕是由于弯月面处液态保护渣膜的压力在负滑脱过程中增高而迫使坯壳产生向内的弯曲

变形而引起的。日本人采用结晶器宽边水平振动与常规振动相结合的振动模式来减小振痕深度。

4 振动频率与拉坯速度逆向同步可适用于许多钢种的浇注，其铸坯振痕浅，且设备磨损小，但是控制要求高。一般当振频达到200～300次／min时，振痕附近P和Ni等元素的正偏析明显减小，横裂纹也减小。

5 在正弦振动中，当振动频率和振动行程确定后，整个振动就确定了，而无法对其它参数进行调节，这是正弦振动的不足。而非正弦振动中振动频率、振动行程、负滑脱时间或正滑脱时间及振动速度等都是独立的参数，操作时可将其调整到适合于某种连铸条件的最佳状态，明显提高铸坯的表面质量。但振动速度不能太大，否则结晶器颤动而影响铸坯表面质量。

6 结晶器正弦振动中，仅有振幅和频率两个基本参数，这种振动方式的不足在于对漏钢和振痕控制相互矛盾，而且使拉速提高受到较大的限制。

7 为了获得良好的结晶器振动工艺效果，希望下振时间短、速度快；上振时间长、速度慢。