CN1062203C - 保持连铸拉速与结晶器振动频率相匹配的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使连铸拉速与结晶器振动频率保持匹配的方法，主要由连铸拉速Vc调节系统和结晶振动器振动频率fz调节系统组成，其特点是在连铸开始时所给定的拉速Vg经过信号处理后分别送到拉矫机调速控制系统与结晶振动器调速控制系统及其相应机构，在拉速Vc变化情况下，振动频率应依照fz＝fo+k·a·Vc自动变化，并保持最佳匹配状态。此方法还可应用于轧钢、包装、纺织及皮带运输等行业。
Description
本发明公开了生种在钢水连续铸造过程中保持连铸拉速与结晶器振动频率相匹配的方法，属于B22D11/06类。
在连铸生产工艺中，调节好连铸拉速Vc与结晶器振动频率fz相匹配是保证铸坯表面质量与内在质量的重要工作。在本发明公开之前，调节连铸坯拉速Vc与结晶器振动频率fz一般是通过人工调节或机械调节来实现的。人工调节与机械调节虽然能做到拉速Vc与振动频率fz之间处于较好状态，但它们很难保证Vc与fz之间的最佳匹配，尤其是在钢种和铸坯断面尺寸经常发生变化时要同时调节好拉速Vc与振动频率fz使它们之间处于最佳匹配状态就更难了。根据现有的专利文献资料介绍，还没有一种方法可实现在连铸坯拉速Vc变化时对结晶器振动频率fz进行同步自动调节。
本发明之目的在于给人们提供一种新方法——保持连铸坯拉速Vc与结晶器振动器频率fz相匹配的方法，即在连铸坯拉速Vc变化时结晶器振动频率fz也同步自动变化，要使它们之间处于最佳匹配状况，且能保证铸坯质量及钢水不被拉漏。
本发明的实施方案如下：
一、得出最佳负滑脱率Ns
结晶器在向下移动时的平均速度
Vz大于连铸坯拉速Vc，且把(Vz-Vc)/Vc100％定义为负滑脱率Ns，这种滑动式振动称作为负滑动式振动，发展到今天的模型是正弦式负滑动式振动，它的主要参数是振幅S和频率fz，频率越高脱模作用越好，但不利于铸坯愈合，而振幅越大有利愈合，但振痕越深，不利于提高铸坯表面质量。经过实践得出负滑脱率Ns＝(
Vz-Vc)/Vc100％的数据在35％左右即可解决振动频率fz、振幅s之间的矛盾。
二、推算出结晶器振动频率fz、振幅s及铸坯拉速Vc的关系。
根据现有公式得到4fz·S＝Vc(1+Ns)，取Ns＝35％时，即可保证(S·fz)/Vc＝135％/4。为了满足此式，必须控制好Vc、fz和s，而振幅s和振动频率fz可由结晶器振动装置的偏心轮和振动机构的传动比来确定。在理想状况下，拉速Vc不变时，如上公式很易成立；然而在实际操作过程中，由于种种原因(如连铸中间包钢水温度的变化等等)铸坯拉速Vc会随各种因素的变化而变化。我国目前连铸结晶器的振动频率fz是固定不变的，虽然个别结晶器装置带有手动调频环节，但它不能随拉速Vc的变化而调整。所以在连铸生产过程中，随着拉速Vc的变化负滑脱率Ns也被迫发生变化，不能保持一个最佳参数Ns＝35％。为了保证负滑脱率Ns＝35％，也就是保证(s·fz)/Vc＝135％/4，即最佳负滑脱率Ns＝(4s·fz)/(Vc-1)成立。从中可知，不管拉速Vc如何变化，只要(s·fz/Vc不变，就可保证Ns不变。在s一定时，控制fz/Vc总是一个常数即可实现。
三、推算出连铸坯拉速Vc、结晶器振动频率fz及振幅s与机械系统及电气控制系统的关系。
从前面的分析知道振幅s是可假设不变的，在生产实践中振幅s是按照高频低振幅的原则调定好的，可不与电气控制系统发生关系。
结晶器振动频率fz实际上是偏心轮的转速nz。设振动器减速比为iz，则振动电机的转速n1＝nz/iz，振动频率fz＝nz＝iz·n1。假定拉矫机的减速比为iL，拉矫辊半径为RL，则它的周长为2πRL，拉矫机电机的转速为nL，则可得出连铸坯拉速Vc＝2πRL·iL·nL。fz/Vc＝(iz·n1)/(2πRL·iL·nL)＝(k·n1)/nL＝k·a。其中k＝iz/(2·πRL·iL)，a＝n1/nL，
振动频率fz＝k·a·Vc
通过电气控制手段使a＝n1/nL在任何拉速Vc下都为一个常数，保证fz的变化总与Vc的变化相匹配。
由于实际情况的需要在拉速Vc为零时给出一个初始振动频率fo，则上式为：
fz＝fo+k·a·Vc
这就是连铸拉速Vc与振动器振动频率fz保持最佳匹配的公式。
与现有技术相比，本发明的主要优点是解决了振动器的振动频率长期不能实现科学、合理运行的技术难题，同时解决了不同型号设备不能互换的问题……，使连铸拉速与振动器频率保持最佳匹配状况。下面结合附图对本发明作描述。
图1为本发明的控制方框图。
图2为本发明的给定信号处理的示意图。
如图1所示，本发明主要分为连铸坯拉速Vc调节系统及结晶器振动频率fz调节系统。
当钢水倒入连铸中间包时，浇铸开始，起动浇铸装置和结晶振动器。结晶振动器以初始振动频率fo开始振动，并给出一个拉速给定信号Vg，如图1所示。拉速给定信号Vg经电位器Rg1与Rg处理后分别得到连铸拉速信号Vgc结晶器振动信号Vgz。同时连铸拉速信号Vgc输送到拉矫机调速控制器，结晶器振动信号Vgz输送到结晶振动器调速控制器，如图1、图2所示。拉矫机调速控制器得到Vgc信号后，调节拉矫机电机的转速nL。在拉矫机变速器的减速比为iL、拉矫机拉矫辊半径为RL，其值一定时，可得到连铸坯拉速Vc＝2πRL·iL·nL。而结晶振动器调速控制器得到Vgz信号后，调节振动器电机的转速n1，在振动器变速器的减速比为iz时，得出变速器减速比iz与振动器电机的转速n1的乘积为iz·nL，它等于结晶振动器偏心轮的转速nz，即nz＝iz·n1。因结晶器振动频率fz实际上就是结晶振动器偏心轮的转速nz，即fz＝nz＝iz·n1。由此可得到结晶器振动频率fz与连铸坯拉速Vc的比值：fz/Vc＝nz/Vc＝iz·n1/(2πRL·iL·nL)＝k·n1/nL＝k·a。其中k＝iz/2πRL·iL，可以是一个不变的比值。所以要保持连铸坯拉速Vc与结晶器振动频率fz相匹配，关键是保持a＝n1/nL为一个常数，即在任何拉速Vc下，只要调节好结晶振动器电机的转速n1与拉矫机电机的转速nL，就可实现本发明的目的。
在给出连铸坯拉速Vc的同时也给出结晶器的振动频率fz，并使fz/Vc＝k·a，这个过程都是自动完成的，即拉坯工人在调节好拉速Vc的同时，结晶器振动频率fz按公司fz＝fo+k·a·Vc输出。
用此方法应用于冶金连铸生产，解决了一个在连铸拉速变化的情况下结晶器振动频率不能同步调节的技术难题，是当今快速连铸工艺中不可少的技术。预计在一个年产80万吨连铸坯的生产厂(车间)此技术带来的效益约为120万元。
Claims (2)
1、一种保持连铸拉速与结晶器振动频率相匹配的方法，它由连铸拉速(Vc)调节系统和结晶器振动频率(fz)调节系统组成，其特征在于连铸拉速给定仪号(Vg)经信号处理后得到连铸拉速信号(Vgc)和结晶器振动信号(Vgz)，连铸拉速信号(Vgc)输送到拉矫机调速控制器，调节拉矫机电机的转速(nL)，由拉矫机变速器的减速比、拉矫机拉矫辊半径的数值得到连铸拉速(Vc)；而结晶器振动信号(Vgz)输送到结晶振动器的调速控制器，调节结晶振动器电机的转速(n1)，由振动器变速器的减速比(iz)与振动器电机的转速(n1)的数值得到连铸结晶器振动频率(fz)，调节振动器电机的转速(n1)与拉矫机电机的转速(nL)，使它们的比值(n1/nL)保持一个常数。
2、根据权利要求1所述的保持连铸拉速与结晶器振动频率相匹配的方法，其特征在于给定信号处理是调节好电位器(Rg)与(Rg1)，使拉速给定信号(Vg)得出拉速信号(Vgc)与振动信号(Vgz)。
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