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1、结晶器非正弦振动技术的发展河北科技大学材料学院冶金071班刘双龙摘要：本文通过列举结晶器非正弦振动波形、函数、驱动装置等详细的介绍了结晶器非正弦振动的发展，同时指出结晶器非正弦振动的发展的热点。关键词：结晶器，非正弦，振动，波形函数，驱动方式【2】前言波，其振动参数的分析如图1所示。非常结晶器振动是连铸技术的一个基本特明显，三角形波连续的速度曲线将导致机构征。连铸过程中,结晶器和坯壳间的相互作用的“刚性冲击”，而突变的加速度曲线将造影响着坯壳的生长和脱膜,其控制因素是结成机构的“柔性冲击”。所以这种非正弦振
2、晶器的振动和润滑。连铸在采用固定结晶器动波形的动力学特性差，对机构不利，更不浇注时,铸坯直接从结晶器向下拉出,由于缺适合于高频振动。乏润滑,易与结晶器发生粘结,从而导致出现1.2德马克波形拉不动或者拉漏事故,很难进行浇注。结晶器德马克公司给出的非正弦振动位移波【3】振动对于改善铸坯和结晶器界面间的润滑形函数如下：S=hsin[2πft--Ssin(2πft)]德是非常有效的,振动结晶器的发明引进,工业马克波的位移、速度曲线光滑，工艺上其向上大规模应用连铸技术才得以实现。可以说,上振动速度低、且平稳，有利于降
3、低坯壳和结晶器振动是浇注成功的先决条件,是连铸结晶器之的摩擦力，减少连铸坯的拉裂和拉发展的一个重要里程碑。近年来,冶金工业的漏；加速度曲线(图中略)光滑无突变，不会迅速发展,要求连铸提高拉速和增加连铸机造成“柔性冲击”，所以其动力学特性优于的生产能力,人们对结晶器振动的认识也在索拉克非正弦波。不断深入和发展。1.3分段波形一、结晶器振动技术的发展历史在此把非正弦振动视为正弦振动的演结晶器振动技术早期只应用于有色金变，其相对正弦振动的改变用分段波形偏斜属的浇注,由于没有弄清与结晶器润滑的关率系数a=4tm/T
4、表示(见图3)。图4中非正弦系,结晶器振动的概念也经历了各种变化。直振动的速度曲线设定由水平直线段AB、余到1949年,S·容汉斯和I·罗西第一次将其弦曲线段BC、正弦曲线段CDE及EF、水应用于钢的浇注,目的就是为了有效地改善平直线段FG光滑连接(连接点处具有公切铸坯和结晶器壁间的润滑条件。这一成果对线)而成。非正弦振动位移、速度波形如图5于推动连铸技术的发展,使其从实验室走所示。可以看出a越大，非正弦振动波形越向工业化应用做出了开拓性的贡献。表1示偏离正弦振动波形；同时，当a=0时，非正出了连铸结晶器振
5、动技术的发展演变情况。弦振动波转化为正弦振动波形。从表1结晶器振动技术的发展来看,结晶器1.4整体波形振动经历了早期的非正弦振动方式到正弦非正弦振动位移曲线向上达到峰值的振动方式,目前又发展到非正弦振动方式的时间相对正弦振动位移曲线有一个时间滞过程。当然,现在所采用的非正弦振动与早期后，优化波形后构造出一个用整体函数表示的非正弦振动虽然振动波形同为非正弦,但的非正弦振动波。其振动位移及速度曲线如【1】其目的和实现方式上二者有本质的区别。图6所示，可以看出△与a的效果类似，△二、结晶器非正弦振动的发展越大，非
6、正弦振动波形越偏离正弦振动波1、结晶器非正弦振动几种典型波形形，当△=0时，非正弦振动波形转化为正【4】1.1索拉克波形弦振动波形。法国索拉克公司弗洛朗日钢厂2号板坯1.5复合波形连铸机采用的是三角形一非正弦振动波形，采用运动迭加原理构造了一个由两个其位移曲线为三角形波，速度曲线为矩形正弦波形迭加而成的非正弦振动波形函数【5】。给定h、f和σ后，非正弦振动波形就被确位移函数：定如图7，同样σ与a效果类似，σ越大，非S=h[sin(2πft)+σsin(4πft+π)]正弦振动波形越偏离正弦振动波形。当σ=0
7、速度函数：时，非正弦振动波形同样转化为正弦振动波v=2πft[cos(2πft)+2σcos(4πft+π)]。形。表1结晶器振动技术的发展过程图8电液连铸结晶器非正弦振动系统液压控制原理2、非正弦振动驱动方式的发展现各种不同振动波形的特点。与液压驱动的2.1电液伺服系统驱动结晶器振动装置相比，该装置还具有结构简电液连铸结晶器非正弦振动系统液压单、易于制造和维修，特别适用于原有连铸【7】控制原理如图8所示，电液连铸结晶器非正机改造的特点。以四偏心式结晶器振动结弦振动系统具有精度高、功能齐全、操作方构为例。图
8、9所示为四偏心式振动机械的机便、人-机界面友好等特点。它可提供正弦构筒图。波、直线与圆弧组合的非正弦波供用户选2.2.2椭圆齿轮驱动择．采用直线、圆弧分段组合的非正弦振动椭圆齿轮驱动的四连杆式结晶器非正波形具有较大的正滑脱时间、较小的负滑脱弦振动系统的工作原理如图10所示。椭圆时间、足够大的负滑动量NSA，还可使振齿轮副将主动齿轮的匀速转动变为从动齿动转折处的速度变化较小，从而有效地减小轮的变角速转动，通过偏心轴
