CN107511465B - 一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金技术领域，特涉及一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法。本发明在高拉速条件下，采用大振幅低频率的振动工艺来降低粘结概率，进而实现了通过振动方式的改变实现方坯的高拉速。本发明通过振动方式的优化实现了方坯的高拉速，在生产过程中比较容易实现，在对现有设备改造过程中，投资少，无需更换重压设备，故其投资少，经济效率较高。

Description

一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种小方坯高拉速振动设备及工艺选型和准则。
背景技术
小方坯高拉速的实现好处是显而易见的，可以在相同年产能和炉机匹配要求下，减少铸机流数，从而彻底降低投资成本、生产成本和维护成本。针对150×150mm、160×160mm、160×200mm、165×220mm断面，拉速能提高到3.5～6m/min，连铸完全可以只需1～2流，并且彻底实现直接热轧或者无头轧制。
目前连铸普遍的拉速基本上在4m/min以下，比如150×150mm小方坯普碳钢可以达到4.0m/min拉速，其余断面要远远低于这个拉速。现有通过在连铸机水平段对铸坯进行重压将最高速度达到5.0m/min，但以上方法还不能使铸机拉速维持在4.0～6.0m/min的水平，且当对现有设备进行改进时，需要对电机进行重新选型安装和设备进行重新布设，故改造费用十分昂贵。在高速度工作模式中，现有的二冷段长度和设计是一个限制环节，但最重要的是结晶器部分的技术，尤其是振动系统，依据传统流行的高频率低振幅的方式已经完全不可行，现有所有振动系统在振频较大时就会出现振动机构的共振现象，偏摆加大，导致生产的不稳定。在高拉速条件下，高频率带来负滑脱时间减小，小于临界负滑脱时间后，脱模不能保证，粘结几率加大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法。本发明在高拉速条件下，采用大振幅低频率的振动工艺来降低粘结概率，进而实现了通过振动方式的改变实现方坯的高拉速。在现有设备改进过程中，本发明的方法具有设备改进小，投资少等特点。
本发明的技术方案是一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，其特征在于：
根据生产铸坯的钢种和断面尺寸设定拉速v，拉速v范围在3.5m/min至6.0m/min；
根据生产铸坯的拉速，确定振动机构参数的步骤，其中振幅A＝bv，b取值为1.2，振动频率f为：f＝av-1，a为取值范围在34至37之间；振幅A单位为mm，振动频率f单位为cpm；
根据振动频率范围和不同拉速求出最优频率f1，最优频率为针对某一个拉速和振幅，负滑脱时间最大所对应的频率；在最优频率f1下，负滑脱时间不小于0.075s、正滑脱时间不小于0.2s、前移量不小于2.3mm；
根据影响铸坯凝固历程的浇注参数设定执行压下区间和压下量；
判断上述执行压下区间内是否有拉矫机，如压下区间存在拉矫机，则继续生产；如果没有拉矫机，将拉矫机调整到执行压下区间内，开始铸坯生产。
根据如上所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，其特征在于：所述的a为35。
根据如上所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，其特征在于：所述的振动机构为半板簧振动机构、电动缸或者液压缸驱动源。
根据如上所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，其特征在于：所述的振动机构为正弦振动或非正弦振动，振动的偏斜率小于0.2。
本发明的有益效果是：一是通过振动方式的优化实现了方坯的高拉速，在生产过程中比较容易实现；二是在对现有设备改造过程中，投资少，无需更换重压设备，故其投资少，经济效率较高；三是可减少铸机流数，从而彻底降低投资成本、生产成本和维护成本。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，包括以下步骤：
根据生产铸坯的钢种和断面尺寸设定拉速，拉速v范围在3.5m/min至6.0m/min；
根据生产铸坯的拉速，确定振动系统参数的步骤，其中振幅A＝bv，b取值为1.2，振幅范围为4.8mm～7.2mm，初步确定振动频率范围，其中振动频率范围和拉速的关系为：f＝av-1，其中v为拉速，f为振动频率范围，a为自然数，取值范围在34至37之间，最优取35；
根据振动频率范围和不同拉速求出最优频率f1；同时满足指标负滑脱时间不小于0.075s、正滑脱时间不小于0.2s、前移量不小于2.3mm；本发明中最优频率为针对某一个拉速和振幅，不同频率对应有不同负滑脱时间，最优频率就是在此频率下，负滑脱时间最大，而小于或者大于最优频率，负滑脱时间都不能最大。本发明中大于或小于振动最优频率，负滑脱时间会减小，尤其在小于最优频率情况下。
根据影响铸坯凝固历程的浇注参数设定执行压下区间和压下量；
判断上述执行压下区间内是否有拉矫机，如压下区间存在拉矫机，则继续生产；如果没有拉矫机，将拉矫机调整到上述执行压下区间内，开始铸坯生产，其中，所述钢种包括普碳钢和品种钢，所述执行压下区间位于连铸机的水平段。
本发明振动机构可以采用半板簧振动机构、电动缸或者液压缸驱动源，振动可以为正弦振动或非正弦振动，其中振动的偏斜率最好小于0.2，一方面能在保证负滑脱时间情况下尽可能增加前置量，从而改善脱模条件，另一方面尽可能保证振动机构的稳定性。
实施例1：针对于150×150mm小方坯
采用半板簧振动机构、电动缸驱动源，振动采用正弦，振动振幅为7mm，在4～6m/min拉速范围振频和拉速的关系为：f＝35v-1，最大振频为209cpm。
在低拉速情况，负滑脱时间不是一个限制环节，所以可以通过高振频，低振幅的方式优化铸坯表面质量；而在高拉速下，振动工艺为了保证负滑脱时间，只能提高振幅，同时采用最优频率的方式。本半板簧振动机构和电动缸驱动源可以在线实现变振幅的功能。采用在不同拉速不同振动工艺：
1.0～2.2m/min拉速，振动工艺为：振幅3.5mm，振频f＝70v+35；
2.3～3.5m/min拉速，振动工艺为：振幅4.0mm，振频f＝45v+90；
3.6～4.5m/min拉速，振动工艺为：振幅5.5mm，振频f＝35v-1；
4.5～6.0m/min拉速，振动工艺为：振幅范围为5.4mm至7.2mm，振频f＝35v-1。
实施例2：针对于165×220mm小矩形坯
采用半板簧振动机构、液压缸驱动源，振动采用非正弦，偏斜率为0.1，振动振幅为6mm，在3.5～5.5m/min拉速范围振频和拉速的关系为：f＝36.73v-0.64，最大振频为201cpm。
本发明的方法，可以满足150×150mm、160×160mm、160×200mm、165×220mm等断面拉速3.5～6m/min的振动需要。
本发明的方法振动机构不会出现共振现象，偏摆较小，确保了生产机械的稳定运行。本发明解决了高拉速结晶器振动的工艺，拉速的提高，在相同年产能和炉机匹配要求下，减少铸机流数，从而彻底降低投资成本、生产成本和维护成本。本发明的方法甚至可以实现直接轧制或者无头轧制，从而大大降低能耗和生产率。

Claims (4)

1.一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
根据生产铸坯的钢种和断面尺寸设定拉速v，拉速v范围在3.5m/min至6.0m/min；
根据生产铸坯的拉速，确定振动机构参数的步骤，其中振幅A=bv，b取值为1.2，振动频率f为：f=av-1，a为取值范围在34至37之间；振幅A单位为mm，振动频率f单位为cpm；
根据振动频率范围和不同拉速求出最优频率f1，最优频率为针对某一个拉速和振幅，负滑脱时间最大所对应的频率；在最优频率f1下，负滑脱时间不小于0.075s、正滑脱时间不小于0.2s、前移量不小于2.3mm；
根据影响铸坯凝固历程的浇注参数设定执行压下区间和压下量；
判断上述执行压下区间内是否有拉矫机，如压下区间存在拉矫机，则继续生产；如果没有拉矫机，将拉矫机调整到执行压下区间内，开始铸坯生产。
2.根据权利要求1所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，其特征在于：所述的a为35。
3.根据权利要求1所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，其特征在于：所述的振动机构为半板簧振动机构、电动缸或者液压缸驱动源。
4.根据权利要求1所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法，其特征在于：所述的振动机构为正弦振动或非正弦振动，振动的偏斜率小于0.2。
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小方坯连铸实现高拉速的技术措施;张洪波;《连铸》;19980630;全文

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