CN114309503A - 一种测定连铸结晶器振动系统偏移量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定连铸结晶器振动系统偏移量的方法，利用百分表的特点，对连铸结晶器振动的偏移量进行测量，灵敏度高，可以将结晶器振动极微小的偏移量放大，通过百分表的刻度直观地显示，提高结晶器振动偏移量测量的精确度。本发明百分表检测法能精确检测结晶器振动装置的侧向偏移与晃动量以及垂直方向振动状况。本发明着重从现场解决结晶器振动晃动、偏摆的问题，提前检测、发现结晶器振动精度问题，杜绝连铸质量、生产事故。
Description
技术领域
本发明涉及一种测定连铸结晶器振动系统偏移量的方法。
背景技术
方坯连铸生产是将液态高温钢水浇注成根据设计需要的连铸方坯过程。而且要求方坯坯形尺寸、公差、内部、外部质量完全符合轧制要求。这个过程是连续作业、节奏性、可靠性要求都很高，整个连铸过程会受到很多因素的影响，比如钢水的温度、拉速、钢水在一个炉次连铸过程的温降、保护渣的化学、物理性能、连铸系统的设备运行状况等，其中设备的运行状况是一个最关键的因素。
由于钢水连铸结晶器的振动是一种负滑脱振动，负滑脱可用下行程时的速度差、时间差，位移差和时间比来表示，连铸结晶器的导前（即下行程时结晶器导前铸坯的距离）。
结晶器的导前=Ssin(πftn)-vctn；
其中S为振程；f为振动频率；tn为负滑脱时间；vc为铸坯拉速。为保证连铸坯的质量，结晶器的振动采用高频率小振幅，频率最高可以达到300次/分钟，在高频率振动下，惯性力是必然存在并是不可忽视的。过大的惯性力严重影响结晶器的运动轨迹和运行精度。
结晶器振动系统是连续铸钢过程中，为防止铸坯的初生坯壳与结晶器内壁间发生粘结而被拉裂，使结晶器的润滑剂或结晶器保护渣进入坯壳与铜板内壁的间隙进行润滑，保证生产出振痕均匀而且比较浅的无缺陷铸坯。由于结晶器振动装置处于高温，蒸汽，灰尘等较为复杂的环境中，设备的连续运转也会造成设备运行精度的降低。
在连铸过程中,如果结晶器是固定的,就可能出现坯壳被拉断造成漏钢。图1中a表示结晶器2内坯壳3的正常形成过程。如果不发生意外,铸坯就被连续拉出结晶器。倘若由于润滑不良，坯壳的A段与结晶器壁粘连,而且C处坯壳的抗拉强度又小于A段的粘结力和摩擦力,则在拉坯力的作用下,C处的坏壳被拉断。A段粘在结晶器壁不动,B段则继续向下运动,此时钢水将填充在AB段之间形成新的坯壳,如图1中b所示。把A、B两段连接起来。倘若新坯壳的连接强度足以克服A段的粘结力和摩擦力,A段随铸坯被拉下,坯壳断裂处便可愈合,拉坯即可继续进行。但是在新坯壳的生长过程中,B段是在不断向下运动,而且新生坏壳的强度又较弱,这就无法使AB两段牢固地连接起来;当铸坯B段被拉出结晶器时,便会发生漏钢事故，如图1中c所示。
倘若铸坯与结晶器壁发生粘结时,结晶器向上振动,则粘结部分和结晶器一起上升,坏壳被拉裂,未凝固的钢水立即填充到断裂处,开始形成新的凝固层；等到结晶器向下振动,且振动速度大于拉坯速度时,坯壳处于受压状态,裂纹愈合,重新连接起来,同时铸坯被强制消除粘结,得到“脱模”。由于结晶器上下振动,周期性地改变着液面与结晶器壁的相对位置,有利于润滑油和保护渣向结晶器壁与坯壳间渗漏,因而改善了润滑条件,减少了拉坯摩擦阻力和粘结的可能,所以连铸生产得以顺行。
原来连铸机结晶器振动偏移量普遍采用一碗水检测的方法，操作方法是将一只装有大半碗水的平底碗放置在结晶器的上表面小法兰上,观察这碗水中液面的波动及波纹的变化情况,来判定结晶器振动装置振动状况的优、劣水平。这种检测结晶器振动装置偏移量的方法准确度差，不能定量反应结晶器振动装置的偏移量，造成检测精度差。
检索文献：检索发现有《结晶器振动偏移和相位差的在线检测与计算方法》在《测控技术》2000年001期，其它未检索到此类论文及专利。
发明内容
本发明的目的是提供一种测定连铸结晶器振动系统偏移量的方法，为设备下线维护和检修精度提供依据，进一步提高结晶器振动设备精度和使用寿命。
本发明采用的技术方案是，一种测定连铸结晶器振动系统偏移量的方法，使用连铸结晶器振动偏移量百分表对其侧向偏移、晃动量、垂直方向的振动频率进行检测：
1）、侧向偏移与晃动量的检测，操作方法是将百分表的表座稳定吸附在振动装置吊板或结晶器振动平台框架固定物件上,然后将百分表安装在表座上,将其测头垂前贴靠在振动框架前后偏移测量点的加工平面上,或左右偏移测量点的加工平面上,并做好百分表零点位置的调整,接着启动振动装置并测量百分表指针的摆动数值，对于垂直振动的结晶器振动装置的前后偏移量不大于±0.2mm,左右偏移量为不大于±0.15mm;如果经百分表的检测,振动框架的侧向偏移量在上述标准范围内,则可认为该振动装置的振动侧向偏移状况良好、能够满足连铸浇注的振动精度要求,否则可认为该振动装置的振动侧向偏移状况不满足工艺要求；
2）、垂直方向的振动状态检测，操作方法是将百分表表座稳定吸附在振动装置吊板或振动平台框架固定物件上，然后将百分表安装在表座上,将其测头垂直贴靠在振动框架四个角部位置振幅、波形测量点加工平面上,并做好百分表零点位置的调整,接着启动振动装置并测量百分表指针的摆动变化数值，如果百分表指针的摆动变化随着振动框架的振动起伏而连续、有节律地进行,则认为这一测量点的垂直振动状态是比较好的;如果百分表指针的摆动变化出现不连续、没有节律的状态,则说明这一测量点的垂直振动状态不符合工艺要求。
百分表是利用精密齿条齿轮机构制成的表式通用长度测量工具。百分表的工作原理，是将被测物体引起的测杆微小直线移动，经过齿轮传动放大，变为指针在刻度盘上的转动，从而读出被测尺寸的大小。百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动，将测杆的直线位移变为指针
的角位移的计量器具。
本发明利用百分表的特点，对连铸结晶器振动的偏移量进行测量，灵敏度高，可以将结晶器振动极微小的偏移量放大，通过百分表的刻度直观地显示，提高结晶器振动偏移量测量的精确度。
本发明百分表检测法能精确检测结晶器振动装置的侧向偏移与晃动量以及垂直方向振动状况。本发明着重从现场解决结晶器振动晃动、偏摆的问题，提前检测、发现结晶器振动精度问题，杜绝连铸质量、生产事故。本方法适用于同类型钢铁企业，可以精确测量连铸机结晶器振动装置的侧向偏移与晃动量以及垂直方向振动状况，提高检测精度，减少了设备更换及维护量，减少人工及设备费用的支出，保证了连铸机设备的正常运行。
附图说明
图1为结晶器坯壳拉断与粘结情况示意图；
图2为连铸机结晶器振动装置示意图。
图1中序号1为钢水注流；2为结晶器；3为坯壳。
具体实施方式
一种测定连铸结晶器振动系统偏移量的方法，使用连铸结晶器振动偏移量百分表对其侧向偏移、晃动量、垂直方向的振动频率进行检测：
1）、侧向偏移与晃动量的检测，操作方法是将百分表的表座稳定吸附在振动装置吊板或结晶器振动平台框架固定物件上,如图2所示的框架。然后将百分表安装在表座上,将其测头垂前贴靠在振动框架前后偏移测量点的加工平面上,或左右偏移测量点的加工平面上,并做好百分表零点位置的调整,接着启动振动装置并测量百分表指针的摆动数值，对于垂直振动的结晶器振动装置的前后偏移量不大于±0.2mm,左右偏移量为不大于±0.15mm;如果经百分表的检测,振动框架的侧向偏移量在上述标准范围内,则可认为该振动装置的振动侧向偏移状况良好、能够满足连铸浇注的振动精度要求,否则可认为该振动装置的振动侧向偏移状况不满足工艺要求；
2）、垂直方向的振动状态检测，操作方法是将百分表表座稳定吸附在振动装置吊板或振动平台框架固定物件上，如图2所示的框架。然后将百分表安装在表座上,将其测头垂直贴靠在振动框架四个角部位置振幅、波形测量点加工平面上,并做好百分表零点位置的调整,接着启动振动装置并测量百分表指针的摆动变化数值，如果百分表指针的摆动变化随着振动框架的振动起伏而连续、有节律地进行,则认为这一测量点的垂直振动状态是比较好的;如果百分表指针的摆动变化出现不连续、没有节律的状态,则说明这一测量点的垂直振动状态不符合工艺要求。
Claims (1)
1.一种测定连铸结晶器振动系统偏移量的方法，其特征在于使用连铸结晶器振动偏移量百分表对其侧向偏移、晃动量、垂直方向的振动频率进行检测：
1）、侧向偏移与晃动量的检测，操作方法是将百分表的表座稳定吸附在振动装置吊板或结晶器振动平台框架固定物件上,然后将百分表安装在表座上,将其测头垂前贴靠在振动框架前后偏移测量点的加工平面上,或左右偏移测量点的加工平面上,并做好百分表零点位置的调整,接着启动振动装置并测量百分表指针的摆动数值，对于垂直振动的结晶器振动装置的前后偏移量不大于±0.2mm,左右偏移量为不大于±0.15mm;如果经百分表的检测,振动框架的侧向偏移量在上述标准范围内,则可认为该振动装置的振动侧向偏移状况良好、能够满足连铸浇注的振动精度要求,否则可认为该振动装置的振动侧向偏移状况不满足工艺要求；
2）、垂直方向的振动状态检测，操作方法是将百分表表座稳定吸附在振动装置吊板或振动平台框架固定物件上，然后将百分表安装在表座上,将其测头垂直贴靠在振动框架四个角部位置振幅、波形测量点加工平面上,并做好百分表零点位置的调整,接着启动振动装置并测量百分表指针的摆动变化数值，如果百分表指针的摆动变化随着振动框架的振动起伏而连续、有节律地进行,则认为这一测量点的垂直振动状态是比较好的;如果百分表指针的摆动变化出现不连续、没有节律的状态,则说明这一测量点的垂直振动状态不符合工艺要求。
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| 吕瑞国等, 冶金工业出版社 * |
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