连铸结晶器非正弦振动函数及工艺参数研究
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》篇一摘要：本篇论文针对连铸过程中结晶器振动装置的设计与研究展开讨论，重点介绍非正弦振动装置的设计原理、结构特点及其在连铸工艺中的应用。
通过理论分析、仿真模拟及实际生产实验，验证了非正弦振动装置在提高铸坯质量、减少裂纹和偏析等方面的优势。
本文旨在为连铸技术的发展提供理论支持和实践指导。
一、引言连铸技术作为现代钢铁生产的重要工艺，其结晶器的振动装置对于铸坯的质量具有至关重要的影响。
传统的正弦振动方式在特定情况下已无法满足高质量铸坯的生产需求。
因此，研究并设计非正弦振动装置，对于提高连铸生产效率和铸坯质量具有重要意义。
二、非正弦振动装置的设计原理非正弦振动装置的设计基于连铸过程中的力学原理和结晶器振动的实际需求。
该装置采用先进的机械结构设计，通过调整振动波形，实现非正弦振动。
设计过程中，需考虑装置的稳定性、振动的均匀性以及与连铸工艺的匹配性。
此外，还需考虑装置的节能性、耐用性和维护方便性。
三、非正弦振动装置的结构特点非正弦振动装置主要由振动发生器、传动机构、支撑结构和控制系统等部分组成。
其中，振动发生器是装置的核心部件，负责产生非正弦振动波形；传动机构将振动传递至结晶器；支撑结构保证整个装置的稳定性；控制系统则负责调节振动的幅度、频率和波形，以适应不同的连铸工艺需求。
四、理论分析与仿真模拟通过理论分析，非正弦振动装置能够更好地适应连铸过程中的各种力学变化，使结晶器在浇注过程中保持更加稳定的振动状态。
仿真模拟结果表明，非正弦振动能够有效减少铸坯的裂纹和偏析，提高铸坯的表面质量和内部组织均匀性。
五、实际生产实验在实际生产中，采用非正弦振动装置的连铸机在生产效率、铸坯质量和设备维护等方面均表现出明显优势。
通过对比实验，可以发现非正弦振动装置能够显著提高铸坯的成材率，降低废品率，同时减少设备故障率，提高生产线的稳定性。
六、结论非正弦振动装置的设计与研究，为连铸技术的发展提供了新的思路和方法。
《2024年连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》范文
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》篇一摘要：本篇论文旨在研究连铸结晶器非正弦振动装置的设计及其对连铸工艺的影响。
通过对非正弦振动装置的详细设计、仿真分析以及实际应用的探究，本文为连铸工艺的优化和设备升级提供理论依据和参考。
一、引言连铸技术是现代冶金工业中的重要工艺之一，而结晶器作为连铸技术的核心设备，其振动系统的设计直接影响到铸坯的质量和工艺的稳定性。
传统的正弦振动方式在特定情况下存在一些局限性，如不能有效控制铸坯的凝固过程等。
因此，本研究提出了非正弦振动装置的设计思路，以期通过非正弦振动的方式改善连铸过程。
二、非正弦振动装置设计1. 设计思路与原理非正弦振动装置的设计基于对连铸结晶器振动过程的分析，旨在通过非正弦波形控制结晶器的振动。
该设计采用先进的电子控制系统，通过调整振动波形参数，实现非正弦振动。
这种设计思路能够更好地控制铸坯的凝固过程，提高铸坯的质量。
2. 结构设计与关键部件（1）结构设计：本设计主要涉及电机、传动机构和振动机构三部分。
电机作为动力源，负责驱动整个装置运行；传动机构用于传递动力并实现转速调节；振动机构则采用非正弦振动模式。
（2）关键部件：设计中还包括波形生成器、控制器和执行器等部件。
波形生成器用于生成所需非正弦波形；控制器负责根据预设的工艺参数调节振动系统的运行状态；执行器则是根据控制信号进行振动操作的核心部件。
三、仿真分析与研究方法本研究的仿真分析主要采用有限元法和动力学分析方法。
首先，通过有限元法对连铸结晶器进行建模，模拟非正弦振动条件下的连铸过程；然后，利用动力学分析方法对仿真结果进行验证和优化。
同时，结合实际生产工艺，研究不同参数下的非正弦振动对连铸过程的影响。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验数据可以看出，采用非正弦振动装置后，连铸过程的稳定性得到了显著提高，铸坯的质量也有了明显改善。
具体表现在：铸坯表面质量提高、内部组织结构更加均匀、裂纹等缺陷减少等。
《2024年连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》范文
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，连铸技术作为金属冶铸领域的重要工艺，其生产效率和产品质量直接关系到企业的经济效益和市场竞争能力。
连铸结晶器作为连铸过程中的核心设备，其振动装置的设计与优化对于提高铸坯的质量、减少生产故障具有重要意义。
传统的正弦振动方式在特定情况下已无法满足现代工业的高标准要求，因此，本文将重点研究连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究，旨在通过改进振动方式提高铸坯质量和生产效率。
二、连铸结晶器概述连铸结晶器是连铸过程中的关键设备，其主要功能是使熔融金属在冷却过程中形成固态的铸坯。
传统的连铸结晶器采用正弦振动方式，虽然在一定程度上能够满足生产需求，但在某些特殊情况下，如高合金钢、大断面铸坯等生产过程中，正弦振动方式的局限性逐渐显现。
因此，研究非正弦振动装置的设计及研究具有重要的现实意义。
三、非正弦振动装置设计（一）设计思路非正弦振动装置的设计旨在通过改进传统正弦振动方式，提高铸坯的质量和生产效率。
设计过程中，需充分考虑连铸结晶器的实际工作情况，包括熔融金属的流动性、结晶器的热传导性能等因素。
同时，还需考虑设备的结构强度、稳定性以及维护便捷性等因素。
（二）设计内容1. 振动系统设计：采用先进的电子控制系统，实现非正弦波形的输出，以适应不同生产需求。
同时，确保振动系统的稳定性和可靠性，减少故障率。
2. 机械结构设计：根据振动系统的要求，设计合理的机械结构，包括振动器、传动装置、支撑装置等。
确保设备在运行过程中具有较高的结构强度和稳定性。
3. 参数优化：通过对非正弦波形参数的优化，实现最佳的振动效果。
同时，结合实际生产需求，对设备的运行参数进行合理设置，以满足生产要求。
四、研究方法（一）文献综述通过查阅相关文献，了解国内外连铸结晶器振动装置的研究现状和发展趋势，为非正弦振动装置的设计提供理论依据。
（二）实验研究在实验室条件下，对非正弦振动装置进行实验研究。
《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、引言随着现代工业技术的不断发展，伺服电机驱动的结晶器非正弦振动装置在各种工业生产过程中得到了广泛应用。
这种装置通过精确控制伺服电机的运动，实现对结晶器非正弦振动的精确控制，从而提高产品的质量和生产效率。
本文将重点讨论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。
二、参数计算1. 伺服电机参数计算伺服电机的参数计算是整个装置设计的关键。
首先，需要根据实际需求确定电机的额定功率、额定转速等基本参数。
其次，根据非正弦振动的特性，计算电机需要输出的转矩和力矩。
此外，还需要考虑电机的响应速度、精度等指标，以确保电机能够满足实际工作需求。
2. 振动装置参数计算振动装置的参数计算包括振动频率、振幅、振动方向等。
首先，根据实际需求确定振动频率和振幅的范围。
然后，结合非正弦振动的特性，计算每个振动周期内各个阶段的振动参数。
最后，根据这些参数设计出合适的振动装置结构。
三、模型仿真模型仿真是验证参数计算结果的重要手段。
通过建立仿真模型，可以模拟实际工作过程中伺服电机驱动的结晶器非正弦振动装置的运动状态，从而验证参数计算的正确性。
1. 建立仿真模型建立仿真模型需要选择合适的仿真软件和仿真方法。
首先，根据实际装置的结构和运动特性，建立相应的仿真模型。
然后，设定仿真参数，如伺服电机的转速、转矩等，以及振动装置的振动频率、振幅等。
最后，进行仿真实验。
2. 仿真实验与分析通过仿真实验，可以观察到伺服电机驱动的结晶器非正弦振动装置的运动状态。
通过对仿真结果的分析，可以验证参数计算的正确性。
同时，还可以通过调整仿真参数，优化装置的性能。
例如，可以通过调整电机的转速和转矩，优化振动的稳定性和精度；通过调整振动装置的振动频率和振幅，优化产品的结晶质量和生产效率。
四、结论本文对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进行了研究。
通过合理的参数计算和模型仿真，可以确保装置的准确性和可靠性。
连铸结晶器非正弦振动波形的分析与研究
1前言 结晶器是连铸设备的关键部件，其性能对于提高连铸生产率、保证 连铸生产顺行和铸坯质量，起着至关重要的作用。结晶器非正弦振动是 近年来发展成熟并逐渐应用于连铸生产的一项新的结晶器振动方式，其 振动波型突破了传统正弦振动的限制，通过增加独立振动参量个数，增 大了振动波形曲线的调节能力，有利于促进高速连铸下保护渣的消耗， 有效改善铸坯与结晶器之间的润滑条件，保证铸坯的表面质量。结晶器 非正弦振动装置的工业试验结果表明，采用连铸结晶器非正弦振动， 能够有效地减少铸坯与结晶器闻的摩擦力，从而减少铸坯振痕、提高铸 坯质量和金属收得率。针对某炼钢厂连铸结晶器控制系统的无备件风险 运行，及其核心工艺控制模型的非可见性，根据目前结晶器振动技术负 滑动理论，国内外多种非正弦振动波形动力学特性，振动参数的作用特 点。提出～种较好的振动波形，能有效的对不同的工艺要求的进行调 整。 2非正 弦振 动波 形
21非 正弦振 动波 形的特 点 菲正弦振动波形是由日本钢管公司日本钢管公司于1 98 4第一次成 功应用，其特点相对于正选波形是在一个振动周期里，相同的振幅和频 率下，非正弦向上运动平均速度慢、加速度小、时间长：向下运动平均 速度快、加速度大、时间短。从二者位移曲线上看非正弦在波峰上滞 后，在波谷E超前。
到最大值时，即t =t m+}=j 等产时，位移为L，速度V=o，得
L=∑br Ⅱ 。1
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《2024年连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》范文
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，连铸技术作为冶金行业的重要工艺之一，其设备及技术的创新和优化显得尤为重要。
连铸结晶器作为连铸过程中的核心设备，其振动装置的设计与研究对于提高铸坯的质量、减少故障率、提高生产效率具有至关重要的作用。
传统的正弦振动装置在连铸过程中虽然能够满足一定的需求，但在某些特殊情况下，如处理复杂合金、高精度铸坯等，其效果并不理想。
因此，本文提出了一种连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究，旨在通过优化振动方式，提高连铸过程的质量和效率。
二、非正弦振动装置的设计1. 设计思路非正弦振动装置的设计主要基于对连铸结晶器振动特性的深入研究。
设计思路是在保证结晶器稳定运行的前提下，通过改变振动的波形，使其更接近实际需求。
具体来说，就是将传统的正弦波形进行优化，使其在特定的时间段内具有更大的振幅或更复杂的波形。
2. 设计要点（1）振动发生器：采用高精度、高稳定性的振动发生器，确保输出的振动信号准确无误。
（2）波形生成器：通过先进的算法和硬件设备，生成非正弦波形。
可根据实际需求调整波形的类型和参数。
（3）控制系统：采用PLC等工业控制系统，对振动装置进行精确控制。
可实现远程控制和自动控制，方便操作和维护。
（4）机械结构：设计合理的机械结构，确保振动装置在运行过程中稳定可靠。
同时，要考虑到设备的维护和检修方便性。
三、非正弦振动装置的研究1. 实验方法为了验证非正弦振动装置的效果，我们进行了大量的实验。
实验中，我们采用了不同的非正弦波形，对比了其在连铸过程中的效果。
同时，我们还对设备的稳定性、可靠性等进行了测试。
2. 实验结果及分析（1）铸坯质量：采用非正弦振动装置后，铸坯的质量得到了显著提高。
表面光滑、无裂纹等缺陷明显减少。
（2）生产效率：非正弦振动装置的引入，使得连铸过程的周期缩短，生产效率得到提高。
（3）设备稳定性：经过长时间的运行测试，非正弦振动装置表现出较高的稳定性。
连铸结晶器振动工艺参数
连铸结晶器振动工艺参数2023-11-20汇报人：CATALOGUE目录•结晶器振动工艺参数概述•振动频率•振幅•振动波形•结晶器与铸坯间的摩擦系数•实际生产中的结晶器振动工艺参数调整与优化01结晶器振动工艺参数概述CHAPTER减少摩擦和磨损改善润滑效果促进坯壳均匀生长030201结晶器振动的作用工艺参数对连铸坯质量的影响振动频率01振幅02振动波形03结晶器振动工艺参数的设定与调整CHAPTER振动频率02定义单位振动频率的定义与单位结晶组织裂纹和缺陷润滑和传热振动频率对铸坯表面质量的影响合适振动频率的选择与调整铸坯材质和规格实时监测和调整CHAPTER振幅03定义单位振幅的定义与单位结晶组织振幅过大可能导致铸坯内部气孔和夹杂物的形成，影响铸坯的质量。
气孔和夹杂裂纹振幅对铸坯内部组织的影响铸坯材质铸坯断面尺寸设备性能操作经验01020304合适振幅的选择与调整CHAPTER振动波形04正弦波、方波、三角波等常见波形介绍正弦波方波三角波表面质量不同的波形会对铸坯表面质量产生显著影响。
例如，正弦波能够显著减少铸坯表面裂纹的产生，而方波由于其强烈的振动冲击，可能会导致铸坯表面质量的下降。
内部结构波形也会影响铸坯的内部结构。
例如，三角波由于其稳定性和均匀性，能够促进铸坯形成均匀且稳定的组织结构。
不同波形对铸坯质量的影响选择原则调整策略合适波形的选择与调整05结晶器与铸坯间的摩擦系数CHAPTER通常采用试验测定法，通过模拟结晶器与铸坯的实际接触情况，测量出摩擦力与压力，并计算得到摩擦系数。
摩擦系数的定义与测量方法测量方法定义振动频率摩擦系数的大小直接影响到结晶器与铸坯之间的摩擦力，进而影响到振动频率的选择。
过高的摩擦系数要求更高的振动频率以克服摩擦力，确保铸坯的顺利下滑。
摩擦系数的变化会对振幅产生一定影响。
当摩擦系数增大时，为了保持铸坯在结晶器内的稳定性，可能需要适当增大振幅，以提供足够的振动力。
摩擦系数的不同可能导致振动波形的变化。
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》范文
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，连铸技术作为金属冶铸领域的重要工艺，其设备性能的优化与改进显得尤为重要。
其中，连铸结晶器振动装置作为连铸过程中的关键设备，其振动特性的优化直接影响到铸坯的质量和产量。
传统的正弦振动装置虽然在一定程度上满足了生产需求，但随着生产要求的提高，其局限性也逐渐显现。
因此，本文提出了一种连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究，旨在通过改进振动装置的设计，提高铸坯的质量和产量。
二、非正弦振动装置的设计1. 设计思路非正弦振动装置的设计旨在通过改变传统正弦振动的规律，以更符合连铸过程中金属液态凝固的物理特性。
设计过程中，我们充分考虑了铸坯质量、设备稳定性、能耗等多方面因素，力求在保证生产效率的同时，提高铸坯的质量。
2. 设计要点（1）振动模式：非正弦振动装置采用复合振动模式，包括正弦波、方波、三角波等多种波形，通过不同波形的组合，以适应不同的连铸工艺需求。
（2）振动参数：根据实际生产需求，可调整振动频率、振幅、振动方向等参数，以满足不同金属、不同规格的连铸需求。
（3）驱动系统：采用高精度、高稳定性的伺服电机作为驱动系统，确保振动装置的稳定性和可靠性。
（4）控制系统：采用先进的控制系统，实现振动参数的实时调整和监控，确保生产过程的稳定性和铸坯的质量。
三、非正弦振动装置的研究1. 实验方法为了验证非正弦振动装置的性能和效果，我们进行了大量的实验研究。
实验过程中，我们分别采用了不同的金属、不同的连铸工艺参数，对非正弦振动装置的性能进行了全面的测试。
同时，我们还对传统的正弦振动装置进行了对比实验，以便更准确地评估非正弦振动装置的性能。
2. 实验结果及分析（1）铸坯质量：通过实验数据的对比分析，我们发现非正弦振动装置能够有效提高铸坯的表面质量和内部组织结构，降低铸坯的缺陷率。
（2）设备稳定性：非正弦振动装置采用高精度、高稳定性的伺服电机作为驱动系统，确保了设备的稳定性和可靠性。
《连铸结晶器非正弦振动波形分析与优化》范文
《连铸结晶器非正弦振动波形分析与优化》篇一一、引言在连铸生产过程中，结晶器的振动对于铸坯的质量具有至关重要的影响。
传统的正弦波形振动在许多情况下已经能够满足生产需求，但在某些特殊工艺条件下，非正弦振动波形可能表现出更优越的性能。
本文旨在分析连铸结晶器非正弦振动波形的特点，探讨其优化方法，以期提高铸坯的质量和生产的效率。
二、连铸结晶器非正弦振动波形分析1. 波形特征非正弦振动波形相较于传统的正弦波形，具有更加复杂的数学特征。
其波形包含了多种频率成分，能够更好地适应连铸过程中的复杂工艺条件。
非正弦波形的引入，可以有效地减少铸坯的表面裂纹和夹渣等缺陷，提高铸坯的表面质量。
2. 影响因素非正弦振动波形的形成受到多个因素的影响，包括设备的驱动系统、振动参数的设置以及结晶器与坯料的相互作用等。
其中，设备的驱动系统决定了波形的基频和幅值，而振动参数的设置则会影响波形的形状和频率分布。
此外，结晶器与坯料的相互作用也会对波形产生一定的影响。
三、非正弦振动波形的优化1. 优化目标非正弦振动波形的优化目标主要包括提高铸坯的质量、减少设备故障率以及提高生产效率。
通过优化波形，可以使得铸坯表面更加光滑，减少表面裂纹和夹渣等缺陷，同时降低设备的能耗和维护成本。
2. 优化方法（1）参数调整：通过调整设备的驱动系统和振动参数，改变波形的形状和频率分布，以达到优化目的。
（2）模型优化：建立连铸过程的数学模型，通过模拟和仿真来分析不同波形对铸坯质量的影响，从而找到最优的波形。
（3）实践验证：在生产过程中进行实践验证，通过对比不同波形的生产效果，选择最优的波形进行生产。
四、实验与结果分析为了验证非正弦振动波形的优化效果，我们进行了实验研究。
实验中，我们分别采用了传统的正弦波形和非正弦波形进行连铸生产，并对比了两种波形的生产效果。
实验结果表明，非正弦波形在减少铸坯表面裂纹和夹渣等缺陷方面表现出更优越的性能，同时提高了生产效率。
通过对实验数据的分析，我们找到了最优的非正弦波形，并将其应用于实际生产中。
连铸结晶器振动工艺参数研究与快捷模型开发
《连铸结晶器振动工艺参数研究与快捷模型开发》xx年xx月xx日CATALOGUE 目录•引言•连铸结晶器振动工艺基础理论•连铸结晶器振动工艺参数研究•基于神经网络的连铸结晶器振动模型开发•基于遗传算法的连铸结晶器振动工艺参数优化•结论与展望01引言连铸结晶器振动在提高铸坯质量和产量方面具有重要作用，但缺乏系统研究和模型支持。
本研究旨在解决现有振动工艺参数优化和模型开发的问题，为提高连铸结晶器振动效果提供理论支撑和实践指导。
研究背景与意义1研究内容与方法23研究连铸结晶器振动的基本原理和影响因素。
研究连铸结晶器振动工艺参数优化方法，包括振动频率、振幅、波形等参数的优化。
研究基于数据挖掘和机器学习的连铸结晶器振动模型构建方法，并开发相应的快捷模型。
研究创新点与特色01本研究将振动原理与工艺参数优化相结合，为连铸结晶器振动工艺参数优化提供了新的思路和方法。
02引入数据挖掘和机器学习技术，构建连铸结晶器振动模型并开发快捷模型，为提高模型预测精度和计算速度提供了新的途径。
03本研究将理论与实践相结合，为提高连铸结晶器振动效果提供了具有可操作性的方案和建议。
02连铸结晶器振动工艺基础理论连铸结晶器振动工艺原理是利用振动机构周期性地对连铸结晶器进行振动，以破坏连铸结晶器内钢水的液面，减少钢水在结晶器内的流动，达到减少连铸坯振痕深度的目的。
连铸结晶器振动工艺的原理基于流体力学和机械振动学的基本理论，通过分析结晶器内钢水的流动状态，确定合适的振动频率和振幅，使结晶器振动对钢水液面的破坏达到最佳效果。
连铸结晶器振动工艺原理连铸结晶器振动工艺的数学模型是描述结晶器振动过程中各种物理量之间相互关系的数学表达式，它可以指导工艺参数的优化和预测振痕深度。
目前，常用的数学模型有经验公式、有限元法、数值模拟等。
这些模型各有优缺点，需要根据实际生产情况选择合适的模型。
同时，数学模型的建立需要大量的实验数据和计算资源。
连铸结晶器振动工艺的数学模型连铸结晶器振动工艺参数包括振动频率、振幅、波形、振动时机等。
《2024年连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》范文
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》篇一摘要本文主要针对连铸过程中的结晶器振动装置展开设计与研究，通过深入探讨非正弦振动装置的工作原理及优点，提出了针对特定工艺条件下的优化设计方案。
文章从理论基础出发，结合实际应用场景，分析了装置的参数选择和结构设计，最终通过实验验证了设计方案的可行性和优越性。
一、引言在连铸工艺中，结晶器振动装置对于保证铸坯的质量、减少热裂纹等缺陷具有重要作用。
传统的正弦振动方式虽然在一定程度上满足了生产需求，但随着工艺技术的进步和产品质量的提升要求，非正弦振动方式逐渐成为研究的热点。
本文旨在设计并研究一种连铸结晶器非正弦振动装置，以适应现代连铸工艺的需求。
二、非正弦振动装置的理论基础非正弦振动装置基于连铸结晶过程中的热力学和动力学原理，通过改变振动的波形，达到优化结晶过程的目的。
其理论依据包括：1. 振动波形的选择与优化：非正弦波形能够更好地适应结晶过程中坯料的热收缩和膨胀，减少热应力的产生。
2. 振动参数的设定：包括振动频率、振幅、相位等参数的合理选择，对于保证铸坯质量和提高生产效率具有重要意义。
三、设计思路与参数选择针对连铸结晶器的非正弦振动装置设计，本文提出以下设计思路及参数选择原则：1. 装置结构设计：采用高精度、低维护的伺服电机驱动系统，配合特殊的振动波形发生器，实现非正弦波形的输出。
2. 参数选择：根据连铸工艺的具体要求，合理设定振动频率、振幅等参数，同时考虑设备的稳定性和可靠性。
3. 控制系统设计：采用先进的控制算法，实现精确的波形控制和参数调整，确保装置的稳定运行和铸坯质量的稳定。
四、装置的结构设计与实现根据上述设计思路和参数选择原则，本文提出了以下具体的结构设计方案：1. 驱动系统：采用高精度、高稳定性的伺服电机作为驱动源，确保振动的准确性和稳定性。
2. 振动波形发生器：采用数字信号处理技术，实现非正弦波形的生成和输出。
3. 连接与固定装置：设计合理的连接和固定方式，确保整个系统的稳定性和可靠性。
《2024年连铸结晶器非正弦振动波形分析与优化》范文
《连铸结晶器非正弦振动波形分析与优化》篇一一、引言连铸技术是现代钢铁工业的重要环节，其中结晶器的振动对铸坯的质量具有决定性影响。
传统的连铸结晶器多采用正弦振动波形，但在实际生产过程中，由于多种因素的影响，非正弦振动波形变得较为常见。
本文旨在分析连铸结晶器非正弦振动波形的特点及其对铸坯质量的影响，并探讨相应的优化措施。
二、非正弦振动波形分析1. 波形特征非正弦振动波形相较于传统的正弦波形，其特点在于波形的不规律性和复杂性。
在连铸过程中，结晶器的非正弦振动通常受到设备参数、铸坯特性以及外部环境等多重因素的影响。
非正弦波形的特征参数包括波峰数、波谷数、波峰波谷的幅度比等。
2. 影响因素（1）设备参数：结晶器本身的机械性能、振动系统的稳定性等都会对非正弦波形的形成产生影响。
（2）铸坯特性：铸坯的成分、温度分布等也会影响结晶器的振动波形。
（3）外部环境：如温度、湿度等环境因素也可能导致非正弦波形的出现。
三、非正弦振动波形对铸坯质量的影响1. 铸坯表面质量非正弦振动可能导致铸坯表面出现不规则的凹凸不平，增加表面缺陷的概率。
2. 内部组织结构非正弦振动波形可能影响铸坯的冷却速率和凝固过程，从而影响其内部组织结构。
四、优化措施1. 优化设备参数通过调整结晶器及振动系统的机械参数，如振动频率、振幅等，以达到改善非正弦波形的效果。
同时，对设备进行定期维护和检修，确保其运行稳定。
2. 调整铸坯成分与温度控制根据铸坯的成分和温度分布特点，调整连铸过程中的工艺参数，如浇注温度、冷却水流量等，以减少非正弦波形的产生。
3. 引入先进控制技术采用先进的控制算法和控制系统，如模糊控制、神经网络控制等，对连铸过程中的振动波形进行实时监测和调整，以实现更精确的波形控制。
4. 强化操作管理加强操作人员的培训和管理，提高其对连铸过程的理解和操作技能，减少人为因素导致的非正弦波形问题。
五、结论连铸结晶器的非正弦振动波形是影响铸坯质量的重要因素。
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》范文
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》篇一一、引言随着现代工业技术的快速发展，连铸技术作为冶金行业的重要工艺，其结晶器振动装置的优化与改进成为了提高生产效率和产品质量的关键。
传统的正弦振动装置在某些特殊条件下可能存在缺陷，因此非正弦振动装置的研究与应用成为了业界研究的热点。
本文将探讨连铸结晶器非正弦振动装置的设计理念、关键技术和研究方法，旨在为该领域的技术进步提供参考。
二、非正弦振动装置的背景与意义传统的连铸结晶器采用正弦振动方式，这种振动方式在许多情况下能够满足生产需求。
然而，在特定的生产环境和工艺要求下，正弦振动可能存在不足，如易造成铸坯表面质量不稳定、内部结构不均匀等问题。
因此，非正弦振动装置的设计与开发，不仅能够改善这些问题，还可以提高连铸生产的稳定性和效率。
非正弦振动技术有助于更精确地控制结晶器振动的频率和幅度，从而达到优化产品质量和工艺效率的目的。
三、设计理念及原理1. 设计思路非正弦振动装置的设计应遵循稳定性、高效性和适应性的原则。
在保持振动稳定性的同时，需确保其能满足不同生产工艺的要求。
此外，装置的节能性、耐用性以及维护的便捷性也是设计时需要考虑的重要因素。
2. 工作原理非正弦振动装置利用特定的控制算法和驱动系统，实现对结晶器非正弦波形的振动控制。
通过精确控制振动的频率、幅度和相位，达到优化铸坯质量的目的。
四、关键技术与实现方法1. 控制系统设计控制系统是非正弦振动装置的核心部分，它负责接收和处理各种信号，并控制驱动系统实现精确的振动控制。
控制系统通常采用高精度的传感器和先进的控制算法，确保振动的稳定性和准确性。
2. 驱动系统设计驱动系统是非正弦振动装置的动力来源，它负责将控制系统的指令转化为机械运动。
驱动系统通常采用伺服电机或液压驱动系统，具有高精度、高效率和低噪音的特点。
3. 振动装置结构非正弦振动装置的结构设计应考虑其稳定性和耐用性。
通常采用高强度材料制造，并经过精密的加工和装配，确保其在使用过程中能够保持稳定的性能。
连铸结晶器振动工艺参数
异常情况的预警与处理
预警标准
设定异常参数的阈值，当实时监测数据超过阈值时， 发出预警信号。
预警方式
通过声、光、短信等方式提醒操作人员关注异常情况 。
处理措施
根据异常类型，采取相应的处理措施，如调整振动参 数、清洗结晶器等。
工艺参数的调整与优化建议
调整原则
根据实时监测数据和异常情况，及时调整结晶器的振动参数，确 保连铸过程的稳定性和产品质量。
初始阶段
早期的连铸机采用人工敲击的方式使结晶器振动，这种方 式效率低下且不稳定。
机械式振动阶段
随着机械技术的发展，人们开始采用机械传动装置来实现 结晶器的振动，出现了多种形式的机械式振动装置。
液压式振动阶段
液压技术的引入使得结晶器的振动更加平稳可控，液压式 振动装置逐渐成为主流。
智能化振动阶段
随着计算机技术和传感器技术的发展，结晶器的振动控制 逐渐实现智能化，能够根据实际生产情况自动调整振动参 数，提高铸坯质量和产量。
04
连铸结晶器振动工艺参数的优 化
基于实验的参数优化
实验设计
通过实验方法，对连铸结晶器振 动工艺参数进行优化，需要设计 合理的实验方案，包括选择合适 的实验参数、确定实验范围和实
验步骤等。
数据采集与分析
在实验过程中，需要采集各种数 据，如振动频率、振幅、波形等 ，并对数据进行处理和分析，以 确定各参数对结晶器振动效果的
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。
连铸机结晶器非正弦振动参数分析及动力学仿真
摘要结晶器是连铸机的关键设备之一，结晶器振动是影响连铸生产质量和产量的重要因素。
因此，对结晶器振动系统进行研究有着重要意义和实用价值。
本文介绍了结晶器振动技术的发展以及结晶器非正弦振动技术在国内外的研究与应用，并在了解国内外结晶器非正弦振动系统和分析结晶器非正弦振动规律以及工艺参数的基础上，结合某板坯连铸机采用的短杆式结晶器液压振动系统，着重于研究结晶器液压非正弦振动系统的动态特性以及结晶器四连杆振动机构的运动学、动力学特性,主要进行了以下几个方面的工作：1）在全面了解结晶器液压振动系统、液压伺服系统的建模方法和仿真的基础上，研究了结晶器液压振动系统的工作原理，建立了相应数学模型。
2）根据建立的数学模型，利用软件Matlab中的SIMULINK模块实现系统动态结构图，通过对液压振动系统进行动态仿真计算分析，得到了系统主要控制量的仿真曲线,研究了系统中主要参数的变化对结晶器液压非正弦振动系统性能的影响。
3）利用三维实体建模软件Pro/E和机械系统动力学分析软件ADAMS，建立了结晶器平行四连杆振动装置的三维虚拟样机模型，通过对平行四连杆振动机构的动力学仿真，得到了在不同振幅，不同振动频率条件下机构的运动学、动力学规律以及相关特性。
对结晶器液压非正弦振动系统的动态特性仿真研究以及对结晶器四连杆振动机构的动态行为仿真研究，其计算结果为连铸机结晶器液压非正弦振动装置的设计、改进及维护提供了数据，也为结晶器液压非正弦振动装置实现高频、小振幅的振动条件提供了理论依据。
关键词:连铸结晶器;非正弦振动;液压振动系统;SIMULINK;ADAMS;动态仿真ABSTRACTThe mould is one of the key devices of continuous casting machine,and the yield and quality of continuous casting mainly depend on the vibration of mould.Therefor,it is quite significant to study mould vibration system.The development of mould vibration technology and the mould non-sine wave vibration technology at home and broad are introduced in the bined with short lever electro-hydraulic mould vibration system,the whole research on dynamic characteristics of mould hydraulic non-sine vibration system and kinematics and dynamics characteristics of mould four-link vibration mechine are based on both the acquirment of mould non-sine vibration system and analysis of mould non-sine vibration regularity. This study puts emphasis upon several parts:1) On basis of knowing about mould hydraulic vibration system and modeling methodologies and simulation and optimization of draulic servo system,study the structure of mould hydraulic vibration and build mathematic model.2) According to the mould hydraulic vibration mathematics model,analyzed the dynamic characteristic of the mould hydraulic vibration system with the MATLAB/Simulink module,figured out the simulation curve of main controlled variable.Effect of main parameters to the system performances is analyzed.3) Based on the 3D prototyping model of mould four-link vibration mechine with Pro/E and ADAMS and dynamic simulation ,study the kinematics and dynamics characteristics of mechine with different frequencies and amplitedes.Results of dynamic characteristic analysis will provide theoretic data for design and improvement to the continuous caster. It will provide theoretic support for the oscillating mechanism using high frequency and short stroke oscillation parameters.Key Words:Contunuous casting mould;Non-sine vibration;Hydraulic vibration system;SIMULINK;ADAMS;Dynamic simulation目录第一章绪论 (1)1.1 连铸及结晶器简介 (1)1.2 结晶器振动技术的发展 (2)1.3 连铸结晶器非正弦振动技术在国内外的研究与应用 (4)1.4 课题来源及研究意义 (6)1.5 课题主要研究内容 (6)第二章连铸结晶器非正弦振动理论分析 (8)2.1 结晶器非正弦振动产生机理 (8)2.1.1 结晶器润滑机理 (8)2.1.2 结晶器最佳振动波形产生机理 (9)2.2 结晶器非正弦振动波形及数学表达式 (11)2.2.1 三角形振动波形 (11)2.2.2 普通非正弦波 (13)2.2.3 复合正弦波 (15)2.3 结晶器非正弦振动参数分析 (16)2.3.1 非正弦振动工艺参数分析 (16)2.3.2 非正弦振动工艺参数的确定 (17)2.3.3 非正弦振动基本参数的确定 (18)第三章连铸结晶器液压振动系统研究 (20)3.1 结晶器液压振动系统组成及原理 (20)3.2 结晶器液压振动系统的技术要求 (21)3.3 结晶器液压振动系统建模 (22)3.3.1 液压系统常用建模方法 (22)3.3.2 结晶器液压振动系统简化 (24)3.3.3 结晶器液压伺服系统数学模型 (24)3.4 系统参数的确定 (27)3.4.1 系统基本参数 (27)3.4.2 参数的计算说明 (28)第四章连铸结晶器液压振动系统仿真分析 (29)4.1 仿真软件的选用及模型实现 (29)4.2 仿真结果及动态特性分析 (32)4.2.1 不同输入信号下动态特性分析 (32)4.2.2 不同系统参数下动态特性分析 (34)第五章连铸结晶器四连杆振动机构动态仿真 (36)5.1 三维虚拟样机模型的建立 (36)5.1.1 建模及仿真软件简介 (36)5.1.2 机构中零部件三维造型及装配 (37)5.1.3 机构间运动副、约束力及运动激励的施加 (38)5.2 四连杆振动机构运动学分析 (39)5.2.1 杆件角速度及角加速度仿真结果分析 (40)5.2.2 结晶器速度及加速度仿真结果分析 (42)5.3 四连杆振动机构动力学分析 (43)5.3.1 各构件动支反力仿真结果 (44)5.3.2 构件动支反力变化规律分析 (45)第六章结论 (47)参考文献 (48)致谢 (51)个人简历及在学发表论文 (52)第一章绪论1.1 连铸及结晶器简介连铸即连续铸钢技术，是指将高温钢液连续的浇铸到一个或多个强制水冷的金属型腔内。
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》
《连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，连铸技术作为金属冶铸领域的重要工艺，其设备性能的优化与改进显得尤为重要。
其中，连铸结晶器振动装置作为连铸过程中的关键设备，其振动特性的优化直接影响到铸坯的质量和产量。
传统的正弦振动装置虽然在一定程度上满足了生产需求，但在某些特殊场合下，非正弦振动装置展现出更好的适用性和优越性。
因此，本文将针对连铸结晶器非正弦振动装置的设计及研究进行详细阐述。
二、非正弦振动装置的设计背景与意义连铸结晶器振动装置是连铸工艺中用于控制铸坯凝固和脱模的关键设备。
传统的正弦振动虽然能够在一定程度上满足生产需求，但在某些特殊情况下，如处理复杂合金、高熔点金属等，正弦振动的适用性受到一定限制。
而非正弦振动装置由于其更灵活的振动特性，能够在连铸过程中更好地控制铸坯的凝固过程，提高铸坯的质量和产量。
因此，设计并研究非正弦振动装置具有重要的现实意义和应用价值。
三、非正弦振动装置的设计原理非正弦振动装置的设计原理主要基于对连铸过程的深入理解和分析。
首先，通过分析连铸过程中铸坯的凝固特性和脱模难度，确定非正弦振动的形式和参数。
其次，根据设备的工作环境和性能要求，设计出适合的非正弦振动装置的结构和参数。
最后，通过仿真分析和实验验证，对设计结果进行优化和调整，以达到最佳的振动效果。
四、非正弦振动装置的结构设计非正弦振动装置的结构设计主要包括振动器、传动机构、支撑机构等部分。
其中，振动器是装置的核心部分，负责产生非正弦振动；传动机构用于将振动器产生的振动传递到连铸结晶器；支撑机构则用于支撑整个装置，保证其稳定性和可靠性。
在结构设计过程中，需要充分考虑设备的安装、维护以及使用寿命等因素。
五、非正弦振动装置的研究方法对于非正弦振动装置的研究，主要采用理论分析、仿真分析和实验验证相结合的方法。
首先，通过理论分析确定装置的设计原理和参数；其次，利用仿真软件对装置进行建模和仿真分析，预测其在实际工作过程中的性能；最后，通过实验验证对仿真结果进行验证和优化。
高拉速连铸结晶器的非正弦振动振幅
连铸结晶器内摩擦力对生产率和铸坯质量影响显 著，而结晶器非正弦振动作为实施高效连铸的关键技 术，可有效改善润滑、减小摩擦，因此对结晶器振动 参数的研究值得关注。研究表明[1−7]：结晶器内摩擦力 分为液体渣膜中由黏性牛顿流体产生的液体摩擦力和 结晶器壁与固体渣膜间库仑摩擦产生的固体摩擦力，
总摩擦力为二者之和；结晶器不同部位摩擦状况不同， 上部以液体摩擦为主，下部以固体摩擦为主；弯月面 初凝壳较薄，是振痕和表面缺陷发生源；固体摩擦力 与钢水静压力成正比，连铸过程中变化不大；摩擦力 变化规律与结晶器振动波形一致；优化振动参数能改 善振动效果。在此基础上，结合李宪奎等[8]提出的振
Abstract: A mathematical model to the represent liquid flux friction in mold was established by heat-transfer model, heat-stress model and actual data. The effect of non-sinusoidal oscillation amplitude on liquid friction force was analyzed at casting speed of 2.0 m/min, the selection principle and determination method of amplitude were also introduced. The results show that the small amplitude application at certain casting speed can restrict the maximal liquid friction force, increase the flux consumption and decrease the negative strip time. The amplitude should be suitably increased with casting speed to improve the ameliorate oscillation effect. Combined with the casting production, the optimum amplitudes casting speed of 2.0 m/min and 2.2 m/min are obtained as ±4 mm and ±4.5 mm, respectively. The flux film thickness that accords with the practical condition commendably provides guidance to study the mold lubrication mechanism. Key words: continuous casting mold; non-sinusoidal oscillation; amplitude; liquid friction force; flux film; lubrication
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型的确定提供了参考。
关键字：连铸；结晶器；非正弦振动；波形函数；振动工艺参数
文献标志码：A
文章编号：0449-749X（2014）08-0042-06
Investigation of Non-Sinusoidal Oscillation Waveform Function and Technological Parameters for Continuous Casting Mold
Abstract：At the time of preventing the steel leaking, the non-sinusoidal Oscillation techniques can shorten the negative strip time and enhance the slab surface quality during steel continuous casting. But Non-sinusoidal vibration’s acceleration is higher than sine vibration, and it is easy to impact thus reduce the mold movement stability. To solve this problem, a new type of waveform function of the mold non-sinusoidal oscillation is constructed, in which the acceleration can be adjusted to the realistic situation to ensure the dynamic characteristics of the waveform function. For this waveform function, in the case of constant acceleration, the enlargement of the waveform deviation factor results in the shortness of negative strip time. The character of non- sinusoidal oscillation can be enlarged without affecting the movement smoothness of mold. Moreover, in the case of the constant waveform deviation factor, the shorter negative strip time makes the acceleration smaller. So at the time of enlarging the mold movement smoothness, the slab surface quality can be enhanced. By analyzing the parameters of oscillation technology, the calculation method of each oscillation technological parameter is presented, the multi- technological- parameter curves are given and provides reference for establishing the control model of casting speed and oscillation frequency. Key words：continuous casting；mold；non-sinusoidal oscillation； waveform function；oscillation technological parameters
结晶器非正弦振动是高效连铸的关键技术之 一[1-2]。随着连铸技术的进步，拉漏事故已经可以有 效避免，各生产厂都在追求高的铸坯表面质量，对于 目前广泛采用的正弦振动，采用高频小振幅操作是 提高铸坯表面质量的有效方法。王昌绪、王新华、全 荣等的研究表明，对于正弦振动采用高频小振幅操
作可以减小铸坯表面振痕深度及“沟状”振痕，并减 少铸坯表面夹杂物含量，大幅度降低铸坯微小裂纹 的发生率，改善铸坯质量[3-4]。
正弦振动采用高频小振幅操作可以提高铸坯表 面质量的主要原因是缩短了负滑动时间，然而高频 振动缩短了振动周期，缩短负滑动时间的同时，也减
基金项目：国家自然科学基金委员会与宝钢集团有限公司联合资助项目(国家自然科学基金钢铁联合基金重点资助项目)(U1260203)；国家自 然科学基金资助项目(51275446)；河北省自然科学基金钢铁联合类重点资助项目(E2012203080)
ZHANG Xing-zhong, LIU Qing-guo, HUANG Wen, FANG Yi-ming
(National Engineering Research Center for Equipment and Technology of Cold Strip Rolling, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, Hebei, China)
出 r1 、a1 、b1 。
· 44 ·
钢铁
第 49 卷
在式(1)中
a2＝T2
(7)
tD＝a2－
k
2
r
2 2
1＋k
2
＝T2
－
k
2
r
2 2
1＋k 2
(8)
b2＝－k(tD－1＋4f α )－
r
22－(t
D－a
)2
2
(9)
－h＝
k 2
(
1 f
－tC－t
D)(t
D－tC)－
r
β2
2
2
＋
(10)
1 2
(
1 2f
(3)
b1＝ r12－(tC－a1)2＝ r12－(1＋4f α－a1)2
(4)
a1＝tC－
k
2
r2 1
1＋k
2
＝1＋4f α
－
k
2
r2 1
1＋k 2
(5)
h＝a1(r1－b1)＋
πr12 β 2π
－12
×(1＋4f α
－a1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱb1
(6)
式中：β＝ arctan(－k) ；h 为振幅。由式(4)~(6)可求
速度下，通过增加波形偏斜率来减小负滑动时间，在增强非正弦振动特征的同时，不影响结晶器振动平稳性；另外，在
恒定的波形偏斜率下，可以通过减小振动加速度来减小负滑动时间，在增强振动平稳性的同时，提高铸坯表面质量。
通过对振动工艺参数的分析，给出了各工艺参数的计算方法，绘制了多工艺参数等值曲线，为拉速-频率同步控制模
îïïïï－0，(t－T＋a1)
r12－(t－T＋a1)2，tG ≤ t ≤ tH tH ≤ t ≤ T
当振幅 h =3 mm，振动频率 f =2 Hz，k =-1.1 m/s2，
波形偏斜率 α 取不同值时的位移波形、速度波形和
加速度波形分别如图 2～4 所示。
由速度函数积分可以得到位移函数，位移函数
图 1 速度波形 Fig. 1 Speed wave
设波形偏斜率为 α ，tm 为相对于正弦振动结晶
器运动到最上位置时的滞后时间，则
α＝Tt/m4
(2)
那么在式(1)中，tB＝a1 ，tC＝1＋4f α ，tF＝T－tD ，
tG＝T－tC ，tH＝T－tB ，tD 待求。 在式(1)中
vB＝r1－b1
作者简介：张兴中(1965—)，男，博士，教授； E-mail: zhangxzh@； 收稿日期：2013-07-23
第8期
张兴中等：连铸结晶器非正弦振动函数及工艺参数研究
· 43 ·
小了正滑动时间，这不利于保护渣的消耗和结晶器 与坯壳之间的润滑，不是最理想的振动方式。Mikio Suzuki 等研究提出了高速浇铸时结晶器最佳振动模 式，并指出非正弦振动可以获得理想的振动工艺参 数，是比较理想的结晶器振动方式[5]。
Vol. 49，No. 8 August 2014
摘 要：结晶器非正弦振动在有效避免黏结性漏钢的同时，可以获得较短的负滑动时间，有助于提高铸坯表面质
量。非正弦振动的加速度比正弦振动大，容易产生冲击，降低结晶器运动的平稳性。针对此问题，构造了一种新型非
正弦振动波形函数，其加速度可以根据实际情况给定，以保证良好的波形动力学特性。此波形函数可以在恒定的加
与正弦振动相比，结晶器非正弦振动在具备负 滑动时间短、正滑动时间长、负滑动量大、正滑动速 度差小等诸多优点的同时，其主要缺点是振动加速 度大，结晶器运动的惯性力大，易造成设备冲击，影 响结晶器运动的平稳性。最容易产生冲击的位置是 结晶器运动到最上、最下两死点位置，此时传动机构 和导向机构中部分间隙会发生换向，若加速度过大 就会产生冲击，降低结晶器运动的平稳性。
第 49 卷 第 8 期 2 0 1 4 年 8月
钢
铁
Iron and Steel
DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20130403
连铸结晶器非正弦振动函数及工艺参数研究
张兴中, 刘庆国, 黄 文, 方一鸣
（燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，河北 秦皇岛 066004）
－tD)[－k(tD－tC)－b2]
由式(8)~(10)可求出 r2 ，b2 ，tD 。 1. 2 位移函数
ì0， ïïïï－(t－a1)
r12－(t－a1)2 ，
0 ≤ t ≤ tB tB ≤ t ≤ tC
ïïk， a＝íïïïïïï－(t－k，a2)