CN106552905A - 一种结晶器非正弦振动参数确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结晶器非正弦振动参数确定方法，依据本方法给出的结晶器非正弦振动参数，可以获得良好的工艺性能，保证了速度曲线的光滑性和柔性冲击，同时减小振动的最大加速度，缩短负滑动时间，因此可以有效的保证铸坯的质量。

Description

一种结晶器非正弦振动参数确定方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种结晶器振动参数确定方法。

背景技术

结晶器的振动波形主要分为正弦和非正弦两种形式。随着结晶器技术的不断提升，拉漏钢水的事故已经可以有效的避免，各个生产厂家都在追求生产出高质量的铸坯。目前大多数的结晶器依然采用的是传统的正弦振动方法。正弦振动方式虽然缩短了振动周期，但其不利于保护渣的消耗和结晶器与坯壳之间的润滑。非正弦振动可以改变结晶器上，下对称振动，实现可以选择和构造结晶器的上振和下振两个过程不同的波形曲线。通过增加独立振动参量的个数，增大了振动波形曲线的调节能力，有效的改善铸坯与结晶器之间的润滑调节，从而保证铸坯的质量。

中国专利201310258729.4，发明名称为连铸结晶器液压振动方法，本发明公开了一种连铸结晶器液压振动方法，尤其涉及一种浇铸时连铸结晶器的振动方法。浇铸时连铸结晶器以如下的曲线进行的振动，振动曲线用位移和速度进行表述的振动曲线方程。本发明连铸结晶器液压振动方法给出了一个精确设定的非正弦振动曲线模型，通过该振动曲线模型能够在生产中根据铸坯所需要的质量和出现的问题调整振动曲线模型中的参数，从而提高铸坯的质量；经过实际生产表明，浇铸所得到的铸坯振痕深浅均匀，并能减小振痕间距20％，降低振痕深度30％以上，有利于结晶器的润滑，同时减小坯壳中的拉应力，减少拉裂，能够高效的对铸坯质量进行改进。其不足是无法进一步计算负滑动时间。

中国专利201410342721.0，发明名称为一种确定结晶器非正弦振动工艺参数的方法，本发明涉及一种确定结晶器非正弦振动工艺参数的方法，包括整体函数表达的非正弦波的五

个参数为C1：零拉速时的振频；C2：振频/拉速系数；C3：零拉速时的振幅；C4：振幅/拉速系数；α：非正弦因数，通过以上五个参数，根据公式可得出振动频率和振动幅值A，根据位移、速度和加速度与振动幅值A和振动频率的关系，可求得位移、速度和加速度的参数值，进一步可计算出负滑动时间和负滑动率等参数信息。本发明的有益效果为：使非正弦振动装置实现了振幅的正弦/非正弦在线的切换。其不足是依赖于具体的数学模型，不能有效的针对所有结晶器。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是给出一种结晶器振动参数确定方法，为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

连铸中为保证铸坯质量，减少漏钢事故，应减小振动过程中结晶器的摩擦，增加保护渣消耗量以改善润滑调节，还应在角度负滑移时间内产生合适的负滑移量，既使得振痕深度变浅，又对坯壳施加压应力，达到强制脱模和愈合撕裂坯壳的目的。因此，以振动中心为初始位置，以振动周期中个相位段内应具有的最佳振动模式特点为：上振速度平缓，正滑脱相对速度差小，显著降低结晶器壁与坯壳间的最大摩擦力：延长正滑脱时间，增加渣耗量；下振某段时间内振动速度大于拉速，产生一定负滑脱量，对铸坯表面施加压应力利用强制脱模和裂纹愈合，尽量缩短负滑移时间，改善表面质量。

步骤1：首先需要设定速度波形函数。

式中：v为结晶器振动速度m/min；t为时间min；r₁,r₂为待定常数；T为振动周期min；k为振动周期，代表最大加速度；a₁,b₁,a₂,b₂为大于0的参数；v_B为AB段的速度m/min。t_B,t_c,t_D,t_F,t_G,t_H分别为B,C,D,F,G,H点对应的时间min。

步骤2：依据结晶器的振动的周期性，确定出每个振动过程的时间长度。

v_B＝r₁-b₁

式中：振动频率为f，h为振幅。由以上式子可以求出待定常数r₁,a₁,b₁。

步骤3：结晶器振动速度与拉速相等，也就是滑动开始的时间为。

式中：t_N为滑移时间min，v_c为拉速m/min，f为振动频率，h为振幅，α为振动偏斜率，n为振动周期数。

步骤4：依据步骤3所述的滑动开始时间可得到最终的速度和位移曲线方程。

式中：v为振动速度m/min，y为位移m，f为振动频率，h为振幅，α为振动偏斜率，t为时间min。

具体实施方式

以QH6-12全弧形板坯连铸机为例，结晶器浇铸的钢种选择为SWRCH82B，结晶器所用保护渣批号为020365。

步骤1：首先需要设定速度波形函数。

式中：v为结晶器振动速度m/min；t为时间min；r₁,r₂为待定常数；T为振动周期min；k为振动周期，代表最大加速度；a₁,b₁,a₂,b₂为大于0的参数；v_B为AB段的速度m/min。t_B,t_c,t_D,t_F,t_G,t_H分别为B,C,D,F,G,H点对应的时间min。

步骤2：依据结晶器的振动的周期性，确定出每个振动过程的时间长度。

v_B＝r₁-b₁

式中：振动频率为f，h为振幅，β为参数。由以上式子可以求出待定常数r₁,a₁,b₁。

所述的振幅h通常选为5(mm)。

所述的振动频率f选为80(1/min)。

步骤3：结晶器振动速度与拉速相等，也就是滑动开始的时间为。

式中：t_N为滑移时间min，v_c为拉速m/min，f为振动频率，h为振幅，α为振动偏斜率，n为振动周期数。

所述的振动偏斜率α选择为0.2。

步骤4：依据步骤3所述的滑动开始时间可得到最终的速度和位移曲线方程。

式中：v为振动速度m/min，y为位移m，f为振动频率，h为振幅，α为振动偏斜率，t为时间min。

依据本方法给出的结晶器非正弦振动参数，可以获得良好的工艺性能，保证了速度曲线的光滑性和柔性冲击，同时减小振动的最大加速度，缩短负滑动时间，因此可以有效的保证铸坯的质量。

Claims (1)

1.一种结晶器非正弦振动参数确定方法，包含以下特征：

步骤1：首先需要设定速度波形：

$\left\{\begin{array}{c}v=v_B,0\≤t\≤t_B\\ {(v+b_1)}^2+{(t-a_1)}^2=r_1^2,t_B\≤t\≤t_c\\ v=k(t-t_c),t_c\≤t\≤t_D\\ {(v+b_2)}^2+{(t-a_2)}^2=r_2^2,t_D\≤t\≤t_F\\ v=-k(t-t_G),t_F\≤t\≤t_G\\ {(v+b_1)}^2+{(t-T+a_1)}^2=r_1^2,t_G\≤t\≤t_H\\ v=v_B,t_H\≤t\≤T\end{array}\right.$

式中：v为结晶器振动速度m/min；t为时间min；r₁,r₂为待定常数；T为振动周期min；k为振动周期，代表最大加速度；a₁,b₁,a₂,b₂为大于0的参数；v_B为AB段的速度m/min；t_B,t_c,t_D,t_F,t_G,t_H分别为B,C,D,F,G,H点对应的时间min；

步骤2：依据结晶器的振动的周期性，确定出每个振动过程的时间长度：

v_B＝r₁-b₁

$b_1=\sqrt{r_1^2-{(t_c-a_1)}^2}=\sqrt{r_1^2-{(\frac{1+\mathrm{\α}}{4f}-a_1)}^2}$

$a_1=t_c-\sqrt{\frac{k^2{r}_1^2}{1+k^2}}=\frac{1+\mathrm{\α}}{4f}--\sqrt{\frac{k^2{r}_1^2}{1+k^2}}$

$h=a_1(r_1-b_1)+\frac{{\mathrm{\πr}}_1^2\mathrm{\β}}{2}-\frac{1}{2}\×(\frac{1+\mathrm{\α}}{4f}-a_1)b_1$

式中：振动频率为f，h为振幅，由以上式子可以求出待定常数r₁,a₁,b₁

步骤3：结晶器振动速度与拉速相等，也就是滑动开始的时间为：

$t_N=\frac{1-\mathrm{\α}}{2f}+\frac{v_c{(1-\mathrm{\α})}^2}{16f^{2}nh}$

式中：t_N为滑移时间min，v_c为拉速m/min，f为振动频率，h为振幅，α为振动偏斜率，n为振动周期数；

步骤4：依据步骤3所述的滑动开始时间可得到最终的速度和位移曲线方程：

$y=hcos(\frac{2\mathrm{\π}ft}{60}+\frac{4\mathrm{\π}\mathrm{\α}}{12-{\mathrm{\π\α}}^2}sin\frac{2\mathrm{\π}ft}{60})$

$v=\frac{2\mathrm{\π}fh}{500}(2+\frac{4\mathrm{\π}\mathrm{\α}}{12-{\mathrm{\π\α}}^2}sin\frac{2\mathrm{\π}ft}{60})sin(\frac{2\mathrm{\π}ft}{60}-\frac{4\mathrm{\π}\mathrm{\α}}{12-{\mathrm{\π\α}}^2}sin\frac{2\mathrm{\π}ft}{60})$

式中：v为振动速度m/min，y为位移m，f为振动频率，h为振幅，α为振动偏斜率，t为时间min。