结晶器非正弦振动技术综1

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1、机械传动实现结晶器非正弦振动技术综述1刖旨高效连铸技术是当代连铸生产优化的重要发展方向，它包括高拉速、高质量无缺陷、高连浇率、高作业率和铸坯高温装炉等技术，其中以高拉速连铸技术为主导和重点。实现高拉速连铸的主要技术措施之一在于结晶器振动的完善。实践证明，提高振动频率，减少负滑脱时间，是提高拉速减小振痕深度的有效工艺措施。但提高振动频率会引起保护渣消耗量下降，增大结晶器的摩擦阻力，导致坯壳粘结。就结晶器振动而言，其振动方式及振动参数对于提高拉速、改善铸坯表面质量有重要影响。传统的正弦振动特性取决于其振幅和振动频率，只有两个振动参数，独立变量少，波形调节能力小，而负滑

2、脱时间随着振动频率的减小及振幅的增大而增大，但过高的振动频率和过大的振幅会降低系统的稳定性，增大铸坯与结晶器之间的摩擦，因此为适应上述要求，发展结晶器非正弦振动技术势在必行。连铸结晶器非正弦振动是发展高效连铸的关键技术，国外一些钢铁工业发达的国家已采用了非正弦振动技术，他们在不同断面的连铸机上均取得了令人瞩目的效果。目前非正弦振动大多是由电液伺服系统驱动来实现的，它具有调节机构灵活、参数控制调整方便、振动较为平稳等优点，随着高效连铸的进一步发展，其势必成为连铸振动发展的一个趋势。但其系统复杂，投资昂贵，操作和维护都需要较高的技术水平。根据目前钢厂原有设备生产的实际

3、特点，通过少许调整现有的正弦振动机构，来获得非正弦振动，是现有连铸机实现高效连铸一条捷径。在国内现有的连铸机上对其结晶器振动装置传动机构进行改造来实现结晶器非正弦振动一定有广阔的前景。2结晶器非正弦振动分析2.1非正弦振动运动分析图1非正弦振动位移曲线图1、图2分别示出了非正弦振动的位移及速度曲线。由图可见，与正弦振动相比，非正弦振动的随时间变化的位移最大值有一段滞后，正是最大位移的这段时间滞后，使结晶器上升速度较小而移动时间校长.这样即可保证结晶器图2非正弦与正弦振动速度曲线与坯壳反向运动时，由两者速度差值决定的摩擦力小于正弦振动的摩擦力。同时，在结晶器下移过程

4、中，非正弦振动下移速度快而移动时间短，其负滑脱时间比正弦振动时更短（见图2）。这有利于进一步减小振痕深度，且在负滑脱期间，结晶器相对坯壳下移距离等于甚至大于正弦振动时的下移距离，从而保证对坯壳的压合效果。对于非正弦振动形式负滑脱时间的表达式如下：60(1-6Z)对arccos(1-♦(2瓜/式中tN一负滑脱时间，sK_拉拯速度，mm/mins—振中畐，mmf一振动频率.c/mina_波形偏斜率由上式可见，在其它参数为常数时，〃越大，负滑脱时间越短，振痕越浅。另外.由牛顿液体摩擦阻力定律，当结晶器达到上升的最大速度度时，液体摩擦阻力达到最大。结晶器的最大液体摩擦阻力

5、为：3^L+VcWp式中/,一液体摩擦阻力保护渣粘度一正滑脱时间此式给出了结晶器对坯壳的最大摩擦阻力与保护渣粘度、振动参数及拉坯速度的关系。由此可看出，在保护渣粘度和拉速一定条件下，波形偏斜率《越大，正滑脱时间越长，结晶器对坯壳的摩擦力越小。实验结果表明，a=0.4时，结晶器摩擦阻力减小40°%，其中30°%是由于上升时与坯壳相对速度减少所致，即正滑脱时间的延长，10°%是保护渣消耗量增加所致。2.2非正弦振动频率的取值范围由非正弦振动负滑脱时间表达式作出与振动频率/曲线簇（见图3）。由因可知非正弦振动的曲线，其形状和变化趋势与正弦振动的情形是一致的。即在一定拉速

6、及振幅条件下，频率低于时，⑽，此区域无法防止粘结，/取值应避开此区。当/。

7、数，增加/总是倾向于结晶器摩擦阻力的增加。当/

8、据波形偏斜