梁東+封卓+蔡煒

摘要：結(jié)晶器振動(dòng)是連鑄線的高效連鑄關(guān)鍵技術(shù)之一，其目的是防止鑄坯粘結(jié)而發(fā)生拉裂或漏鋼。文章論述了兩種結(jié)晶器非正弦振動(dòng)波形的特點(diǎn)及構(gòu)造規(guī)則，討論了目前比較實(shí)用的兩種構(gòu)造方法，并推導(dǎo)了相應(yīng)的波形表達(dá)式及基本工藝指標(biāo)參數(shù)的計(jì)算公式，對(duì)比了不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：結(jié)晶器；非正弦；振動(dòng)波形；構(gòu)造方法；波形表達(dá)式；工藝指標(biāo)參數(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TG249 文章編號(hào)：1009-2374（2015）35-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.008

1 概述

結(jié)晶器振動(dòng)是高速連鑄機(jī)的核心技術(shù)，結(jié)晶器振動(dòng)相當(dāng)于一種脫模的作用，用來(lái)防止鑄坯粘結(jié)，避免發(fā)生拉裂或漏鋼，結(jié)晶器作振動(dòng)時(shí)可以周期性地改變鋼水液面和結(jié)晶器內(nèi)壁的相對(duì)位置，達(dá)到改善結(jié)晶器內(nèi)壁表面潤(rùn)滑狀況的目的，減少摩檫及粘結(jié)阻力，進(jìn)一步改善鑄坯的表面質(zhì)量，結(jié)晶器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，減少新生的坯殼與銅壁產(chǎn)生粘結(jié)，以防止坯殼受到較大的應(yīng)力，使鑄坯表面出現(xiàn)裂紋，而當(dāng)結(jié)晶器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)摩擦在坯殼上施加向下的壓力，愈合結(jié)晶器上升時(shí)拉出的裂痕，這就要求向下的運(yùn)動(dòng)速度大于拉坯速度，形成負(fù)滑脫。傳統(tǒng)的機(jī)械正弦振動(dòng)具有機(jī)械復(fù)雜、維護(hù)難度大、不能在線調(diào)節(jié)振幅和頻率、負(fù)滑脫時(shí)間長(zhǎng)、正滑動(dòng)速度差大等諸多缺點(diǎn)。采用液壓伺服控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的非正弦振動(dòng)具有上升時(shí)間大于下降時(shí)間、負(fù)滑動(dòng)時(shí)間短的特點(diǎn)，能夠明顯改善結(jié)晶器保護(hù)渣的潤(rùn)滑，減少坯殼和結(jié)晶器之間的摩擦力，減少拉裂，并能使拉裂的坯殼得到愈合，使拉坯速度明顯提高，有利于鑄坯的熱送、熱裝和直接軋制。結(jié)晶器非正弦振動(dòng)波形的構(gòu)造是結(jié)晶器非正弦振動(dòng)技術(shù)最基本、最關(guān)鍵的問(wèn)題，由于結(jié)晶器振動(dòng)質(zhì)量大、振動(dòng)頻率較高，因此非正弦振動(dòng)波形函數(shù)必須具有最佳振動(dòng)模型的全部特征，如上升速度緩慢、具有較短的負(fù)滑脫時(shí)間等，還必須具有良好的動(dòng)力學(xué)特性。比如有人提出的三角波振動(dòng)，位移曲線為斜直線，上升或者下降過(guò)程中，速度保持勻速不變，這樣的振動(dòng)曲線物理意義明顯，然而在開(kāi)始起振和速度方向改變時(shí)，由于速度瞬間突變，將會(huì)對(duì)振動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生很大的剛性沖擊。因此三角波振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性較差，無(wú)法用于較高的振動(dòng)頻率且對(duì)機(jī)械設(shè)備損傷較大。

4 結(jié)語(yǔ)

本文討論了兩種結(jié)晶器非正弦振動(dòng)波形的構(gòu)造方法，前兩種方法的函數(shù)表達(dá)式都很簡(jiǎn)潔直觀，非常適合PLC等工業(yè)控制級(jí)計(jì)算機(jī)的在線編程實(shí)現(xiàn)，且參數(shù)都可以在線計(jì)算調(diào)節(jié)，第二種方法計(jì)算公式略為復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用中需要更高性能的控制器才能實(shí)現(xiàn)，且參數(shù)必須離線計(jì)算，但是其動(dòng)力學(xué)特性優(yōu)良，振動(dòng)沖擊更小，對(duì)機(jī)械設(shè)備更有利，更適合高頻率振動(dòng)。目前這兩種波形構(gòu)造方法都被廣泛用于各類(lèi)連鑄機(jī)結(jié)晶器液壓振動(dòng)裝置中。

參考文獻(xiàn)

[1] 張?jiān)骑w.結(jié)晶器液壓振動(dòng)系統(tǒng)仿真及其控制策略研究[D].重慶大學(xué)，2007.

[2] 史小波.DYJ001型結(jié)晶器振動(dòng)電液步進(jìn)缸設(shè)計(jì)及特性研究[D].蘭州理工大學(xué)，2010.

作者簡(jiǎn)介：梁東（1985-），男，湖南婁底人，湖南華菱漣鋼210轉(zhuǎn)爐廠助理工程師，研究方向：轉(zhuǎn)爐連鑄工藝過(guò)程自動(dòng)化控制。

（責(zé)任編輯：周 瓊）