結(jié)晶器非正弦振動波形構(gòu)造方法研究

梁東+封卓+蔡煒

摘要：結(jié)晶器振動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)識碼：A

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

1 概述

結(jié)晶器振動是高速連鑄機(jī)的核心技術(shù)，結(jié)晶器振動相當(dāng)于一種脫模的作用，用來防止鑄坯粘結(jié)，避免發(fā)生拉裂或漏鋼，結(jié)晶器作振動時(shí)可以周期性地改變鋼水液面和結(jié)晶器內(nèi)壁的相對位置，達(dá)到改善結(jié)晶器內(nèi)壁表面潤滑狀況的目的，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)動時(shí)，通過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、正滑動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)的非正弦振動具有上升時(shí)間大于下降時(shí)間、負(fù)滑動時(shí)間短的特點(diǎn)，能夠明顯改善結(jié)晶器保護(hù)渣的潤滑，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)晶器非正弦振動波形的構(gòu)造是結(jié)晶器非正弦振動技術(shù)最基本、最關(guān)鍵的問題，由于結(jié)晶器振動質(zhì)量大、振動頻率較高，因此非正弦振動波形函數(shù)必須具有最佳振動模型的全部特征，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力學(xué)特性。比如有人提出的三角波振動，位移曲線為斜直線，上升或者下降過程中，速度保持勻速不變，這樣的振動曲線物理意義明顯，然而在開始起振和速度方向改變時(shí)，由于速度瞬間突變，將會對振動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生很大的剛性沖擊。因此三角波振動的動力學(xué)特性較差，無法用于較高的振動頻率且對機(jī)械設(shè)備損傷較大。

4 結(jié)語

本文討論了兩種結(jié)晶器非正弦振動波形的構(gòu)造方法，前兩種方法的函數(shù)表達(dá)式都很簡潔直觀，非常適合PLC等工業(yè)控制級計(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，但是其動力學(xué)特性優(yōu)良，振動沖擊更小，對機(jī)械設(shè)備更有利，更適合高頻率振動。目前這兩種波形構(gòu)造方法都被廣泛用于各類連鑄機(jī)結(jié)晶器液壓振動裝置中。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：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)爐連鑄工藝過程自動化控制。

（責(zé)任編輯：周 瓊）