连铸机结晶器振动装置
液压伺服驱动式铸坯结晶器振动装置设计
摘要
结晶器振动装置是连铸中的关键设备,其振动形式、控制方式以及在线监测与调整,对连铸质量具有重要影响。因此,研究连铸结晶器振动装置及控制技术具有重要的现实意义。本文通过对连铸机结晶器技术发展及结晶器振动方式演变的阐述，提出了电液伺服驱动，并对其振动形式及其工作原理进行了实质性的分析。然后绘制了机构简图，并对其运动参数及工艺参数进行了分析计算！最后通过校核、机构的仿真分析完成了本次设计！
关键词：连铸机；结晶器；正弦振动；电液伺服控制；振动装置
Desigh of the hydraulic pressure servo actuation type casts the semifinished product crystallizer shake-out equipment
Abstract
The crystallizer shake-out equipment is in the continuous casting key equipment, its vibration form, the control mode as well as the online monitor and the adjustment, have the material effect to the continuous casting quality. Therefore, the research continuous casting crystallizer shake-out equipment and the control technology have the vital practical significance. This article through the elaboration which evolves to the continue caster crystallizer technological development and the crystallizer vibration way, proposed the battery solution servo actuates, and has carried on the substantive analysis to its vibration form and the principle of work. Then has drawn up the organization diagram, and has carried on the analysis computation to its parameter of movement and the technological parameter! Finally through the examination, the organization simulation analysis has completed this design!
Keywords: mould; sinusoidal oscillation; electro-hydraulic;
目录
摘要.................................................................................................................................I Abstract ......................................................................................................................... II 目录.............................................................................................................................. I II 第二章.结晶器振动技术.. (1)
2.1结晶器振动技术发展的历史 (1)
2.2 连铸机结晶器振动简介 (1)
2.3结晶器振动规律的演变 (2)
2.4结晶器振动和润滑的关系............................................. 错误！未定义书签。
2.4.1 结晶器振动与保护渣的关系..................................... 错误！未定义书签。
2.4.2结晶器的润滑机理..................................................... 错误！未定义书签。
2.4.3 结晶器中摩擦力的分布.................................... 错误！未定义书签。第三章结晶器振动方案的比较、论证、确定及经济性分析. (5)
3.1 本课题研究的目的........................................................ 错误！未定义书签。
3.2 课题研究内容................................................................ 错误！未定义书签。
3.3 课题方案的选择............................................................ 错误！未定义书签。
3.3.1 振动机构简介 (5)
3.3.2 振动机构的选择 (9)
第四章结晶器正弦振动的参数分析 (12)
4.1 负滑脱量计算 (12)
4.2 频率与周期 (12)
4.3 结晶器的运动速度和加速度........................................ 错误！未定义书签。
4.4 负滑脱时间的确定........................................................ 错误！未定义书签。第五章液压伺服系统的设计.................................................... 错误！未定义书签。
5.1 液压伺服系统的静态设计............................................ 错误！未定义书签。
5.1.1、确定最大功率.................................................... 错误！未定义书签。
5.2 确定液压系统的主要参数，压力P，流量Q ............ 错误！未定义书签。
5.2.1初选系统的压力................................................... 错误！未定义书签。
5.2.2 计算液压缸的主要参数...................................... 错误！未定义书签。
5.2.3 拟定液压系统图.................................................. 错误！未定义书签。
5.2.4 液压元件的设计................................................ 错误！未定义书签。
5.3 液压系统的验算............................................................ 错误！未定义书签。
5.3.1 系统压力损失的计算.......................................... 错误！未定义书签。第六章机械设计........................................................................ 错误！未定义书签。
6.1受力分析......................................................................... 错误！未定义书签。
6.2强度校核......................................................................... 错误！未定义书签。
6.2.1 轴Ⅰ的校核.......................................................... 错误！未定义书签。
6.2.1.1中间截面校核............................................. 错误！未定义书签。
6.2.1.2截面1校核................................................. 错误！未定义书签。
6.2.2 轴Ⅱ的校核.......................................................... 错误！未定义书签。
6.2.2.1中间截面校核............................................. 错误！未定义书签。
6.2.2.2 截面1校核................................................ 错误！未定义书签。
6.3 轴承校核........................................................................ 错误！未定义书签。
6.3.1 轴Ⅰ轴承校核...................................................... 错误！未定义书签。
6.4 运动分析........................................................................ 错误！未定义书签。第七章控制系统 (13)
7.1连铸机结晶器振动系统的PLC控制 (13)
7.1.1连铸机结晶器振动系统控制原理 (13)
致谢.............................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献. (14)
第二章.结晶器振动技术
2.1结晶器振动技术发展的历史
最初的连铸机结晶器是静止不动的，在拉坯的过程中坯壳很容易与结晶器内壁产生粘结，从而出现坯壳“拉不动”或拉漏钢水的事故发生。因此，静止不动的结晶器限制了连铸生产的工业化发展。直到1933年现代连铸的奠基人一德国的西格弗里德·容汉斯开发了结晶器振动装置，并成功地将它应用于有色金属黄铜的连铸。
1949年S·容汉斯的合伙人美国的艾尔文·罗西(Irving Rossi )获得了容汉斯结晶器振动技术专利的使用权，并首次在美国约阿·勒德隆钢公司厂的一台方坯连铸试验机上采用了振动结晶器。与此同时，容汉斯振动结晶器又被西德曼内斯(Mannesmann)公司胡金根厂的一台连续铸钢试验连铸机上成功应用结晶器振动技术在这两台连铸机上的成功应用，为结晶器振动技术的广泛应用打下了坚实的基础。
2.2 连铸机结晶器振动简介
在连铸技术的发展过程中，只有采用了结晶器振动装置后，连铸才能成功。结晶器振动的目的是防止拉坯坯壳与结晶器粘结，同时获得良好的铸坯表面，因而结晶器向上运动时，减少新生的坯壳与铜壁产生粘结，以防止坯壳受到较大的应力，使铸坯表面出现裂纹;而当结晶器向下运动时，借助摩擦，在坯壳上施加一定的压力，愈合结晶器上升时拉出的裂痕，这就要求向下的运动速度大于拉坯速度，形成负滑脱。
机械振动的振动装置由直流电动机驱动，通过万向联轴器，分两端传动两个蜗轮减速机，其中一端装有可调节轴套，蜗轮减速机后面再通过万向联轴器，连接两个滚动轴承支持的偏心轴，在每个偏心轮处装有带滚动轴承的曲柄，并通过带橡胶轴承的振动连杆支撑振动台，产生振动。
在新型连铸生产工艺中，采用带有数字波形发生器的结晶器电液伺服振动控制是保证连铸生产质量的关键技术之一。国外的应用情况表明，采用连铸结晶器非正弦伺服振动，能够有效地减少铸坯与结晶器间的摩擦力，从而防止坯壳与结晶器粘结而被拉裂，减小铸坯振痕，提高铸坯质量川一〔9l 。带有数字波形发生器的结晶器电液伺服振动控制装置和传统的结晶器振动装置相比，可以方便地实现多种波形振动、实现连铸过程监督和实时显示振动波形，并能在线修改非振动方式及振动频率和幅值等参数，实现控制过程的平稳过度。
2.3结晶器振动规律的演变
结晶器振动技术的发展过程来看，结晶器振动技术先后经历了矩形速度规律、梯形速度规律值到目前应用最广泛的正弦振动规律以及近几年更为先进的非正弦振动规律。
结晶器振动速度随时间的变化规律即为结晶器振动规律，结晶器振动规律是结晶器振动技术中最基本的内容。因为从结晶器振动技术发展的历史过程来看，每当结晶器采用了一种新的振动规律时，新的振动规律都较过去的振动规律更为合理，而且都对铸坯的连续浇注、铸坯的表面质量及拉坯速度的提高产生了重大的影响。
(1)矩形速度规律
从结晶器振动技术发展历史来看，矩形速度规律是最早出现的一种结晶器振动方式，如图2-1中的曲线1所示即为它速度变化规律[3]。矩形速度规律的主要特点是:结晶器在向下振动时与拉坯速度相同，即结晶器与铸坯做同步运动，然后结晶器又以3倍的拉坯速度向上运动。其表达式如下：
s
v f c 43
式中：f —结晶器振动频率 cpm
S —振幅 mm
c v —拉坯速度 mm/min
图 2-1 矩形振动规律
生产实践证明，矩形振动方式对铸坯的脱模是有效的，相比静止不动的结晶器，这种振动方式大大提高了铸坯的表面质量，提高了连铸的生产效率，在早期得到广泛应用。但此种振动方式的存在的缺点是:该振动规律的实现是用凸轮来实现的，但是凸轮的加工制造比较麻烦;为了保证结晶器与铸坯之间速度严格的同步运动，结晶器振动机构与拉坯机构之间要实行严格的电器连锁;结晶器振动速度在上升和下降时的转折点处变化很大，其加速度在理论上等于无穷大。虽然凸轮曲线在上升和下降之间有过渡连接曲线使结晶器振动的加速度达不到无穷大，但是仍然很大。过大加速度对铸坯的表面质量和振动系统的正常运转都是不利的，将对设备产生强大的冲击，因而也不能采用高频率振动方式。
(2)梯形速度规律
梯形速度规律是在矩形速度规律的基础上进行了一些改进，如图2-2中的曲线2所示即为梯形速度变化规律。梯形速度规律的主要特点是:结晶器在向下振动的过程中有一段较长时间其速度略大于铸坯的拉坯速速，即现在所称的“负滑动运动”。负滑动运动可以在坯壳中产生压应力，可以使结晶器里已经断裂的坯壳被压合，并且能够使粘结在结晶器内壁上的坯壳强制脱模;从图1.1中曲线2可以看出结晶器振动速度在上升和下降的转折点处，变化比较缓和，这将有利于提高结晶器振动的平稳性。
生产实践证明，梯形速度规律是一种相对比较好的振动规律，因此这种振动规律被使用了许多年。后来才被更为合理的正弦振动规律所取代。
(3)正弦速度规律
正弦速度规律如图2-2的曲线所示(正弦速度与余弦速度相同)。之所以选择正弦规律的主要原因有两个:一是正弦速度规律打破了前两种速度振动规律结
晶器和铸坯之间有一定的速度关系的框架，重点发挥结晶器的脱模作用;二是速度规律的实现用偏心轮取代了之前使用的凸轮。
图2-2 正弦和非正弦振动规律
结晶器振动的正弦速度规律曲线的数学表达式为：
??? ??=t f fh
v m 602sin 1000ππ 式中 m v — 结晶器运动的速度 m/min
h —振动冲程（俩倍振幅）， mm
f —振动频率， 1/min
从图2-2中的曲线可以看出正弦速度规律的主要特点如下：
1)结晶器与铸坯之间没有同步运动阶段，但结晶器仍然有一小段负滑动运动，这有利于拉裂坯壳的“愈合”和粘结坯壳的脱模。
2)由于结晶器振动速度是按正弦曲线变化，其加速度就是按照余弦曲线变化的。因此速度与加速度的变化都很平稳，这也使结晶器的振动很平稳。
3)由于结晶器振动的加速度较小，因此可以采用较高频率的振动，这有利于消除坯壳与结晶器壁的粘结，也就提高了结晶器的脱模作用。
4)结晶器正弦振动规律是用偏心机构来实现的，采用偏心机构比凸轮机构具有加工制造容易、运动精度高、润滑密封方便、易于采用高频振动的优点。基于正弦振动规律上述的优点，它是目前国内外应用最为广泛的一种结晶器振动规律。它在方坯、板坯及薄板坯连铸机上都有最广泛的应用。
(4)非正弦速度规律
如图2-2的非正弦速度规律[4]。它是近年来出现的一种新型振动方式。非正弦速度规律主要特点是:负滑动时间比较短，这有利于减轻铸坯表面振动痕迹的深度，提高铸坯表面质量;较长的正滑动时间可增加保护渣的消耗量，有利于提高结晶器的润滑条件，减小拉坯阻力;结晶器向上振动速度与拉坯速度之差较小，有利于减小结晶器施加给铸坯向上作用的摩擦力，即可减小坯壳中的拉应力，减小铸坯拉裂事故的发生。这些都有利于拉坯速度的提高，有利于连铸生产效率的提高。
第三章结晶器振动方案的比较、论证、确定及经济性分析3.1 振动机构简介
结晶器的振动是由振动装置来实现的，振动机构是振动装置的核心。结晶器对振动机构的要求主要有两点：一是使结晶器按一定的速度规律振动，二是使结晶器准确地沿着一定的轨迹振动。因为在传统的振动规律如梯形规律、正弦规律的条件下，满足后一个要求比满足前一个要难，所有振动机构一般都是以结晶器振动轨迹的方式来称呼的。
（1）长臂振动机构
在弧形连铸机中，它是把结晶器安装在一个与铸机圆弧半径相同的振动臂上。这种振动机构的振动轨迹在理论上是正确的。但如果振动臂较长，则因加工制造误差、受热膨胀、受力变形而使结晶器产生较大的振动轨迹误差。所有它只使用于圆弧半径较小的连铸机上。
在连铸发展的初期这种机构被用于生产，但随着连铸机圆弧半径的增大而被其他振动机构所代替。不过，由于连铸技术的发展，近年来出现了所谓的“超低
矮型”连铸机，该机型的基本圆弧半径较小，采用多点矫直，如矫直点数为7~19。由于基本圆弧半径较小而使长臂振动机构又获得了应用。
（2）导轨式振动机构
这种振动机构可以实现弧形运动，也可以实现直线运动。由于导轨式振动机构避免了长振动臂，结构也比较简单，因此早期应用较多。但由于导轨不易获得充分润滑，又不易保持清洁，所以磨损较严重，影响运动轨迹精度，因而逐渐被其他振动机构所替代。
虽然近年来导轨式振动机构又在罗可普连铸机上得到了应用，但是导轨式振动机构所固有的缺点在生产中依旧暴露无遗，使一些生产厂家不得不对其进行改造。
（3）差动齿轮振动机构
差动齿轮振动机构是我国60年代中期开发并应用于生产的弧线轨迹振动机构。结晶器固定在由弹簧支撑的振动框架上，用凸轮或偏心轮强迫框架下降，利用弹簧的反力使其上升。振动框架的内、外弧侧面，装有齿条，分别与节圆半径相等的小齿轮相啮合。装在小齿轮轴上的扇形齿轮有不同的节圆半径，内弧侧的节园半径比较大，相互啮合的扇形齿轮摆动时，就时与其相连的两个小齿轮曳不一样，因而可使结晶器产生弧线运动，由于它结构复杂，齿轮和导向件磨损较严重等原因而未被得到推广。但差动原理却在后来的四偏心结结机构上得到了应用。其结构如图3-1所示。
图3-1差动式振动机构
在结晶器的振动框架1上，固定有导轨和齿条2，在距离为A 的两侧装有两根长轴3，轴支撑在轴承12上，轴上装有齿轮4和导轮5，以及不同节圆半径的扇形齿轮6及7.，在振动框架1两端还装着导向块8，在扇形齿轮6上装有连杆9，和与传动机构相连的偏心轮10，振动框架1下面还支撑有弹簧11，目的是平衡一部分负荷并使振动框架1产生一个向上的恢复力，两个轴3就产生反复的转动，齿轮4厕通过齿条啮合关系使振动框架1产生振动，但由于扇形齿轮6和7的节圆半径不同，所以两侧齿轮4的角速度也不同，则振动框架将产生弧线振动。
圆弧半径为R ，框架1两侧齿条节线间距离为W ，两齿轮4的中心距为A ，节圆半径为4R ，扇形齿轮6和7的节圆半径为5R 、3R ，则： 42A W
R -= （3-1）
53R R A += （3-2）
30.550.5R R W R R W
+=- （3-3） 正确的选择W 、A 及5R 、3R 的值，便可以得到要求的R 值。
（4） 四连杆振动机构
它是一种双摇杆机构，它的两个摇杆可以装设在连铸机的外弧侧，也可装在内弧侧，如图3-2示。后者适用于小方坯连铸机，前者适用于板坯连铸机，便于拆装二冷区的扇形段。当使两摇杆AD 和BC 平行且等长时，四连杆振动机构可用于直弧形或立式连铸机。
不论是装在铸机的内弧侧还是外弧侧，四连杆机构ABCD 中的CD 连杆在某一瞬间的运动是绕瞬心O 的转动。因此，只要使两摇杆AD 和BC 的延长线交 于铸机的圆弧中心O ，由于结晶器的振幅与圆弧半径相比较小，因此瞬心位置变化所造成的运动轨迹误差很小。
一般在给连铸机圆弧半径、结晶器振幅及四连杆机构参数的合理约束条件下，通过优化设计，能够使板坯连铸机结晶器振动轨迹误差ΔR ≤0.1mm ，小方坯的ΔR ≤0.02mm 。
图3-2连杆振动机构
由于四连杆振动机构的摇杆长度较短，因此结晶器运动的轨迹精度受温度、载荷及加工误差的影响较小。因此，它被广泛应用于各种连铸机。四连杆振动机构的主要缺点是各杆件只做摆动运动，轴承易形成局部磨损。特别是在高频率、小振幅的条件下，将产生较严重的局部磨损。
（5）四偏心振动机构
四偏心振动机构是在连铸机结晶器振动装置中的应用广泛的一种振动机构，具有一些独特的优点。其工作原理如图3-3图中2为振动台架，7为结晶器，其中1为结晶器外弧中心点，1、3为偏心轴。在每根偏心轴上都装有两个偏心套，通过内外侧各两根连杆4和5将振动台架在四个角铰接，并用板式弹簧6实现结晶器仿弧线定中。只要合理确定偏心轴、偏心套、连杆、板式弹簧的长
度及安装尺寸就可以实现结晶器的近似圆弧摆动。
图3-3四偏心振动机构
3.2 振动机构的选择
结晶器振动技术是连铸的一个基本特征，基于不同的理论，结晶器振动技术也经历了复杂的过程，早期主要由凸轮实现的正弦振动，由于波形单一，
在线不能调节，未能实现振动波形的优化;由于采用偏心机构使机械动作更加
简便，故结晶器正弦振动得到了发展，并不断地对其振动参数进行优化，实现高频振动以改善铸坯表面质量;目前开发的液压振动，波形选择范围宽，并且
调节容易，振动机构具有很高的稳定性，对于改善结晶器内的润滑效果，降低摩擦阻力以及为初始凝壳的顺利形成创造了最合适的条件，可以实现连铸过程振动的最优化。对于改善铸坯表面质量，提高拉坯速度，液压振动技术将以其突出的优越性在连铸生产中获得广泛地应用。
如何控制结晶器按给定波形规律进行振动是连铸生产过程中的关键技术迄今为至，工业中仍在广泛使用直流电动机或交流变频电动机通过偏心轮驱动双摇杆机构实现结晶器振动。和传统的结晶器振动装置相比，电液伺服驱动的连铸机结晶器振动装置可以很方便地产生各种振动规律、实现连铸过程监督、实时显示振动波形并可根据拉坯速度实时修改振动参数、布置方便和可很方便地实现多连铸机共用泵站节能及群控等优点。为了解决传统的电动机驱动偏心凸轮结晶器振动装置存在的难以在线改变振动波形和响应速度慢等问题、本文开发研制了采用电液伺服控制实现的结晶器振动装置及其计算机控制系统。为了满足连铸工艺对跟踪非正弦给定振动波形的要求，结合结晶器电液伺服振动系统的特点，基于智
能控制的基本思想对一些控制方法进行了有机组合，有效地抑制了非对称负载造成的静差并提高了系统的相频宽在小方坯连铸机上的试验表明了所开发的结晶器电液伺服振动装置及其计算机控制系统可以满足连铸工艺的要
求，达到了提高连铸自动化水平的目的。
所开发研制的结晶器电液伺服振动装置结构组成如图3-5所示。相应的计算机控制系统方块图如图3-6示。采用阀控缸驱动双摇杆机构实现结晶器的往复振动，将液压缸的位置(或结晶器鞍座的位置)通过位移传感器反彼到综合端与指令信号比较得到误差信号，然后由计算机算得控制量并经过D/A和电流负反彼放大器后驱动电液伺服阀构成闭环控制系统。利用计算机产生各种指令信号(期望振动规律)，通过选择适当的控制律使系统枪出跟踪指令信号从而获得所要求的振动规律。
图 3-5晶器电液伺服振动装置示意图
图 3-6 结晶器振动波型计算机控制系统方块图
用阀控缸驱动双摇杆机构实现结晶器的往复振动，将液压缸的位置通过位移传感器反馈到综合端与指令信号比较得到误差信号，然后由计算机算得控制量并经过D/A和电流负反馈放大器后驱动电液伺服阀构成闭环控制系统。利用计算机产生各种指令信号，通过选择适当的控制律使系统输出跟踪指令信号从而获得所要求的振动规律。
液压振动的动力装置为液压动力站，它作为动力源向振动液压缸提供稳定的压力和流量的油液。液压动力站的信号有主站室内的计算机通过PLC系统来控制，液压振动的核心控制装置为振动伺服阀。振动伺服阀灵敏度高，液压动力站提供动力如有波动，伺服阀的动作就会失真，造成振动时运动不平稳和振动波形失真。为此，要在系统中设置蓄能器以吸收各类波动和冲击，以保证整个系统压力稳定。
正弦和非正弦曲线振动靠振动伺服阀控制，而振动伺服阀的空子信号来自曲线生成器，主控室的计算机通过PLC控制曲线生成器设定振动曲线（同时也设定振幅和频率）。曲线生成器通过液压缸传来的压力信号和位置反馈信号来修正振幅和频率。经过修正的振动曲线信号转换成电信号来控制伺服阀。只要改变曲线生成器即可改变振动波形、振幅和频率。曲线生成器输入信号的波形、振幅和频率可在线任意设定好振动曲线信号传给伺服阀，即可控制振动液压缸按设定参数振动。在软件编程中，同时还设置多种报警和保护措施以避免重大事故的发生。这种在线任意调整振动波形、振幅和频率是通常机械振动所不能实现的。
第四章 结晶器正弦振动的参数分析
4.1 负滑脱量计算
在结晶器下振速度大于拉坯速度时，称为“负滑脱”。负滑脱量α的定义为：
max 100%v v v α-=?拉拉
式中 α-------------负滑脱量，%；
m a x v -------------结晶器振动时的最大速度，m/min;
v 拉------------拉坯速度，4m/min 。
负滑脱能帮助“脱模”，有利于拉裂坯壳的愈合。正玄振动的α选30%～40%时效果较好。在这里选取α为30%。则由公式：
max 100%v v v α-=?拉拉
可得出结晶器的最大振动速max v 为：
max v =v 拉?（1+α）则
max v =4?（1+30%）
=5.2m/min=0.086m/s
4.2 频率与周期
结晶器上下振动一次的时间称为振动周期T ，单位s 。一分钟内振动的次数为频率f ，单位次/min 。求解频率的公式为：
max 2v f π=A
式中 f ---------------结晶器振动频率
A ---------------振幅，3mm
m a x v ----------------结晶器振动的最大速度，5.2m/min
故 35.2/m i n 2310m f m π-=
??=275.8次/min=4.6次/s 周期T=1f =14.6
=0.22s 圆频率2228.50.22w T ππ=
== 较为有利。
第七章 控制系统
7.1连铸机结晶器振动系统的PLC 控制
7.1.1连铸机结晶器振动系统控制原理
本设计中的结晶器采用液压振动，结晶器振动装置由二个缸驱动结晶器做上下运动以防止在浇钢过程中钢水与结晶器铜板发生粘连。根据钢种、断面、拉速的不同，结晶器振动的频率和振幅也有变化。液压振动的动力装置为液压动力站。它作为动力源向振动液压缸提供稳定压力和流量的油液。液压动力站的信号由主站室内的计算机通过PLC 系统来控制。液压振动的核心控制装置为电液伺服阀。电液伺服阀灵敏度高，液压动力站提供的动力如有波动，伺服阀的动作就会失真，造成振动时运动不平稳和振动波形失真。为此，要在系统中设置蓄能器以吸收各类波动和冲击，保证整个系统的压力稳定。
二级机模型根据钢种、断面等浇铸参数将相应的振动频率和振幅的表号传送给结晶器振动PLC ，然后结晶器振动PLC 根据二级机给出的表号确定不同拉速时的振动频率、振幅和非正弦系数给定值，形成振动曲线。
正弦曲线振动靠伺服阀控制，而振动伺服阀的控制信号来自曲线生成器，主控室的计算机通过PLC 控制曲线生成器设定振动曲线(同时也设定振幅和频率)。曲线生成器通过液压缸传来的压力信号和位置反馈信号来修正振幅和频率。经过修正的振动曲线信号转换成电信号来控制伺服阀。只要改变曲线生成器即可改变振动波形、振幅和频率。曲线生成器输入信号的波形、振幅和频率可在线任意设
定，设定好的振动曲线信号传给伺服阀，伺服阀即可控制振动液压缸按给定参数
振动。在软件编制过程中，同时还设置多种报警和保护措施以避免重大事故的发生。其振动控制原理如下图所示。
图7-1 液压振动装置组成及控制原理
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结晶器振动装置的应用与发展
结晶器振动装置的应用与发展 郭春香 （包头北雷连铸工程技术有限公司,包头014010） 摘要：介绍了结晶器振动装置在连续铸钢中的重要作用，两种振动方式（正弦振动与非正弦振动）的特点及采用的实现机构，分别分析了三种振动机构的特点、原理及应用。 关键词：结晶器振动装置；正弦振动；非正弦振动；四连杆振动机构；四偏心振动机构；液压振动机构Application and Development of the Mold Oscillation Equipment Guo Chunxiang (Baotou Beilei Continuous Casting Engineering and Research Corporation,Baotou014010) Abstract:Mold oscillation equipment is very important for CC.Distinguishing feature between sinusoidal oscillation and non-sinusoidal oscillation was introduced,and introduced main device to achieve.Distinguishing feature,fundamentals and applications of three kind oscillation mechanism was analyzed individually. Keywords:mold oscillation equipment;sinusoidal oscillation;non-sinusoidal oscillation;four-bar linkage oscillation mechanism;four-eccentric oscillation mechanism;hydraulic oscillation mechanism 1概述 结晶器是连续铸钢中的铸坯成型设备，是连铸机的核心部件，称之为连铸机的心脏设备。它是一个水冷的钢锭模，功能是将连续不断地注入其内腔的高温钢水通过水冷铜壁强烈冷却，导出其热量，使之逐渐凝固成为具有所要求断面形状和坯壳厚度的铸坯。并使这种芯部仍为液态的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出，为其在以后的二次冷却区域内完全凝固创造条件。由于凝固过程是在坯壳与结晶器壁连续、相对运动下进行的，所以为防止坯壳与结晶器壁粘结而采用的结晶器振动装置是连铸过程中的一个非常重要的生产装置。 结晶器振动装置可用来支撑结晶器，其主要功能是使结晶器上下往复振动，确切地说，是使结晶器按给定的振幅、频率和波形偏斜特性沿连铸机半径作仿弧运动，使脱模更为容易。具体来说，连铸过程中，当铸坯与结晶器壁发生粘结时，如果结晶器是固定的，就可能出现坯壳被拉断造成漏钢。而当结晶器向上振动时，粘结部分和结晶器一起上升，坯壳被拉裂，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，裂纹被愈合，重新连接起来，同时铸坯被强制消除粘结，得到“脱模”。同时，由于结晶器上下振动，周期性地改变液面与结晶器壁的相对位置，有利于用于结晶器润滑的润滑油和保护渣向结晶器壁与坯壳间的渗漏，因而改善了润滑条件，减少拉坯摩擦阻力，防止铸坯在凝固过程中与结晶器铜壁发生粘结而被拉裂，从而出现粘结漏钢事故。 2结晶器振动方式 目前，结晶器振动主要有正弦振动和非正弦振动两种方式。 正弦振动，即振动的速度与时间的关系为一条正弦曲线，如图1中点划线所示。正弦振动方式的上下振动时间相等，上下振动的最大速度也相同。在整个振动周期中，铸坯与结晶器之间始终存在相对运动，而且结晶器下降过程中，有一小段下降速度大于拉坯速度，因而可以防止和消除坯壳与结晶器内壁间的粘结，并能对被拉裂的坯壳起到愈合作
板坯连铸机结晶器振动液压装置的设计及计算
板坯连铸机结晶器振动液压装置的设计及计算 文章介绍了某型不锈钢板坯连铸机组结晶器振动液压装置的设计计算过程。计算系统所需流量，配置核心液压元件型号规格，对循环冷却系统进行了精确计算。 标签：连铸结晶器；振动；液压 引言 结晶器是板坯连铸机组的核心设备，而结晶器振动装置又是结晶器设备重要装置之一。当结晶器上下振动时，钢水液面与结晶器壁面相对位置也随之改变。其目的在于防止坯材在凝固过程中与结晶器铜壁发生粘连而出现拉漏、拉裂事故，同时有利于脱坯，改善坯壳与结晶器壁的润滑性等[1]。结晶器液压振动因其能在线调整振动参数，近期有广泛的发展和推广。文章即围绕国内某型板坯连铸机组的结晶器液压振动装置，对其进行分析计算和设计。 1 系统原理 连铸机的结晶器液壓振动装置由两个液压缸推动整个机架做垂直方向上的非正弦曲线。 非正弦曲线运动的周期、振幅与正弦曲线其实是一致的，只是在半周期内由两条周期不同的正弦曲线（全周期为T，上升段周期为T+，下降为T-）拼接而成。定义非对称系数C=T+/T，当C=0.5，曲线即为对称的正弦曲线；当0.5≤C≤1，比如C=0.6，则T+=0.6T，T-=0.4T，使得结晶器上振时间长，而下振时间短。实际生产中C值大于0.5，一般在0.5～0.6。 振动装置由两部分组成：液压站和振动执行器。液压站向振动执行器提供油。振动执行器包括缸旁伺服阀和振动液压缸。 2 工作泵流量计算及选择 工作泵的选择取决于液压缸运动所需的流量，因此先计算各个工况下所需流量。 （1）对称正弦运动（C=0.5）时，振动所需的平均供油流量 振动液压缸参数为Φ125/Φ90。单个液压缸的最大振幅Am为6.5mm，最大频率160次/min，在1/4个周期内，其平均速度Vp=Am/（T/4）=69（mm/s）。此速度下单缸塞腔供油平均流量为51L/min。两个液压缸同时工作则需要102L/min，取效率系数0.8，得127 L/min。
结晶器振动技术
内蒙古科技大学 实习论文 题目：结晶器振动技术姓名 学号： 班级 日期：
目录 内蒙古科技大学煤炭学院 (1) 目录 (2) 一、摘要 (3) 二、前言 (3) 三、结晶器振动技术 (5) 3.1正弦振动 (5) 3.2非正弦振动 (6) 3.4结晶器振动参数设置 (9) 3.5振动伺服阀 (10) 3.6结论 (10)
一、摘要 连铸连轧结晶器振动技术的发展历史和现状，简单分析了结晶器正弦振动和非正弦振动形式，并讨论了结晶器振动和润滑的关系。 关键词：结晶器；振动；润滑；振动参数；振动伺服阀； 二、前言 结晶器振动是连铸技术的一个基本特征。连铸过程中，结晶器和坯壳间的相互作用影响着坯壳的生长和脱膜，其控制因素是结晶器的振动和润滑。连铸在采用固定结晶器浇注时，连铸直接从结晶器向下拉出，由于缺乏润滑，易与结晶器发生粘结，从而导致出现拉不动或者拉漏事故，很难进行浇注。结晶器振动对于改善铸坯和结晶器界面间的润滑是非常有效的，振动结晶器的发明引进，工业上大规模应用连铸技术才得以实现。可以说，结晶器振动是浇注成功的先决条件，十年来发展的重要里程碑。近年来，冶金工业的迅速发展，要求连铸提高拉速和增加连铸机的生产能力，人们对结晶器振动的认识也在不断深入和发展。 连铸机结晶器振动的目的是防止拉坯时坯壳与结晶器黏结,同时获得良好的铸坯表面。结晶器向上运动时,减少新生坯壳与铜壁产生黏着,以防止坯壳受到较大的应力,使铸坯表面出现裂纹;而当结晶器向下运动时,借助摩擦,在坯壳上施加一定的压力,愈合结晶器上升时拉出的裂痕,要求向下运动的速度大于拉坯速度,形成负滑脱。结晶器壁与运动坯壳之间存在摩擦力,此摩擦力被认为是撕裂坯壳进而限制浇注速度的基本因素。在初生坯壳与结晶器壁之间存在液体渣膜,此处的摩擦为黏滞摩擦,即摩擦力大小正比于相对运动速度,渣膜黏度,反比于渣膜厚度。在结晶器振动正滑脱期间摩擦力及其引起的对坯壳的拉应力就较大,可能将初生坯壳拉裂,为此开发了采用负滑脱的非正弦振动技术来减小这一摩擦力。理论研究及模拟实验表明,适当选择非正弦振动参数(偏斜率)可减小摩擦力50% ~60%。在结晶器液压伺服非正弦振动出现之前都是采用机械式振动装置的,机械
连铸结晶器总成(英)
结晶器(mould) 承接从中间罐注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备。它是连铸机最关键的部件，其结构、材质和性能参数对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性作用。开浇时引锭杆头部即是结晶器的活动内底，钢水注入结晶器逐渐冷凝成一定厚度坯壳并被连续拉出，此时，结晶器内壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用，其工作条件极为恶劣。为了能获得合格的铸坯，结晶器应满足的基本条件有：(1)具有良好的导热性，以使钢水快速冷凝成形。(2)有良好的耐磨性，以延长结晶器的寿命，减少维修工作量和更换结晶器的时间，提高连铸机的作业率。(3)有足够的刚度，特别在激冷激热、温度梯度大的情况下需有小的变形。(4)结构简单、紧凑，易于制造，拆装方便、调整容易，冷却水路能自行接通、以便于快速更换；自重小，以减小结晶器振动时的惯性力和减少振动装臵的驱动功率，并使结晶器振动平稳。 Can take from the middle of the molten steel into the required section and shape into a solid billet solidification of continuous casting equipment shells. Continuous casting machine which is the most critical components, its structure, texture and performance parameters on the quality and slab caster plays a decisive role in production capacity. When open pouring dummy bar head mold that is at the end of the activities, of molten steel into the mold gradually condensed into a certain thickness and continuous billet shell out, at this time, mold wall temperature under the static pressure of molten steel and billet shell, such as the relative movement of the friction generated by mechanical stress and thermal stress of the combined effects, the extremely bad working conditions. In order to obtain qualified casting, mold should be to meet the basic conditions are: (1) has a good thermal conductivity to enable rapid condensation forming molten steel. (2) good wear resistance to extend the life of mold to reduce the workload of maintenance and replacement of the time mold and improve the operating rate of continuous casting machine. (3) have sufficient rigidity, especially in the cold shock-induced heat, large temperature gradient would be required under a small deformation. (4) structure is simple, compact, easy to manufacture, easy disassembly, easy adjustment, cooling water can be connected to in order to facilitate the rapid replacement; self-small, to reduce vibration at the time of mold and reduce the vibration of the inertial force of the drive power devices and a smooth mold vibration.
连铸机结晶器振动装置设计
摘要 结晶器是连铸机的心脏部件。它的主要作用就是对结晶器中的钢水提供快速而且均匀的冷却环境，促使坯壳的快速均匀生长，以形成质量良好的坯壳，保证连铸过程正常而稳定的进行。在浇注钢水时，若结晶器静止不动，坯壳容易与结晶器内壁产生粘结，这就增大了拉坯时的阻力，导致出现坯壳“拉不动”或者钢水被拉漏事故发生，很难进行浇注。而当结晶器以一定的规律振动时，这就能使其内壁获得比较良好的润滑条件，从而减少了摩擦阻力又能防止钢水和结晶器内壁的粘结，同时还可以改善铸坯的表面质量，因此结晶器振动装置具有重要的作用。 本文通过对连铸发展历史，以及结晶器振动技术的发展和结晶器振动方式的改进进行了阐述，提出了电液伺服装置驱动，并对其振动规律及工作原理做出了分析。然后绘制了机械简图，并对其工艺参数和运动参数进行了分析计算，最终完成了本次设计。 本文主要的设计内容包括： 1.结晶器振动正弦参数的确定 通过负滑脱量、频率和周期、结晶器运动的速度和加速度以及负滑脱时间的计算，来确定铸坯的工艺参数。 2.结晶器振动装置机械计算 设计校核了双摇杆机构的主要部分，并根据经验推出机架结构。 3.结晶器振动装置伺服系统的设计计算 由系统所需动力选择恰当的液压缸及液压泵。并对系统的辅助原件进行了计算和选择，同时提出了同步回路电液伺服系统。 4.结晶器振动装置的三维设计 关键词：连铸；结晶器；振动装置；振动规律；电液伺服装置
Abstract The mould is the heart part of continuous casting machine. Its main role is to mould the steel in providing rapid and uniform cooling environment, promote the rapid and uniform shell growth, to form a good quality of billet shell, guarantee the normal and stable for continuous casting process. In pouring molten steel in crystallizer, motionless, shell and the mold wall to produce a cohesive, which increases the casting the resistance, led to the emergence of billet shell" sticks" or molten steel is breakout occurs, it is difficult to cast. When the mould in regular vibration, which can make the inner wall is obtained in comparison with good lubrication condition, thereby reducing the friction resistance and can prevent the molten steel and the inner wall of the crystallizer is bonded, but also can improve the surface quality of billet crystallizer vibration device, therefore has an important role. Based on the history and development of continuous casting crystallizer vibration technique, development and improvement of crystallizer vibration mode undertook elaborating, put forward to the electro-hydraulic servo device driver, and the vibration regularity and working principle are analyzed. Then draw the mechanical model, and the process parameters and motion parameters are analyzed and calculated, the final completion of the design. The main design content includes: 1.crystallizer vibration sinusoidal parameters Through the negative slip quantity, frequency and cycle, mold movement velocity and acceleration and negative strip time calculation, to determine the process parameters of casting billet. 2.The device of vibration of crystallizer mechanical calculation Design of the double rocker mechanism the main part, and according to the experience introduction of frame structure. 3.The device of vibration of crystallizer of servo system design By the system the power required by the proper selection of hydraulic cylinder and hydraulic pump. And the system of auxiliary components were calculated and selected, simultaneously proposed synchronous electro-hydraulic servo system. 4.dimensional design of crystallizer vibration device
连铸结晶器振动参数取值限度问题
连铸结晶器振动参数取值限度问题 1 前言 随着连铸技术的发展,结晶器振动技术亦不断发展,主要表现在振动参数的选择更加灵 活,振动的工艺效果更好,尤其是振动参数更适合连铸高拉速的工艺要求。结晶器振动的每一次完善都是突破原有振动参数的取值限度,以适应连铸更高的工艺要求。随着结晶器非正弦振动形式的开发,本文讨论振动参数的取值限度问题。 2 结晶器振动参数的影响 拉速Vc是连铸工艺控制的一个最关键的参数,因此结晶器振动参数的选择亦必须适合 拉速的要求。结晶器振动工艺参数对其工艺效果的影响如下: 1)结晶器振动的负滑脱时TN控制铸坯表面的振痕深度,即两者呈增函数关系。TN越 长,振痕越深。 2)保护渣的消耗量与结晶器振动的正滑脱时间呈增函数关系,正滑脱时间越长,保护 渣消耗量越大。 3)结晶器振动的负滑脱时间率、负滑动量、结晶器上振的最大速度都反映结晶器振动 的工艺效果,但它们不是独立的参数,而且随着结晶器振动形式的确定,一般以其正、负滑脱时间来判定结晶器振动的工艺效果。 基于上述几点,为控制铸坯的振痕深度,希望TN短;而为保证结晶器的润滑效果,增 加保护渣的消耗量,希望正滑脱时间长,为此目的开发了结晶器的非正弦振动形式,从而突破了结晶器正弦振动参数的取值限度。 3 问题的提出 在结晶器非正弦振动中引入波形偏斜率α这一基本参数,增加了振动的独立参数,使振 动参数的选择更灵活,更适合高速连铸的工艺要求。即在一定的VC条件下,采用非正弦振 动可以明显地降低振动频率f ,即可以保持f 不变,通过调整α来适合Vc的要求。此外, 非正弦振动可以分别构造结晶器的上振和下振速度曲线。由此提出:在一定的Vc下,可否 通过不断地增加α而无限地降低f 。 图1示出在一定VC和振幅S时,不同α所对应的tN–f 曲线。可见α增加,tN–f 曲线
结晶器正弦振动装置的形式及其特点
现代连铸技术讨论课 结晶器正弦振动装置的形式及其特点 班级： 姓名： 课程名称：现代连铸技术 指导教师： 2013年11月7日
目录 1、结晶器振动技术的发展历史 (1) 2、结晶器的正弦振动 (1) 2.1正弦振动的定义 (1) 2.2正弦振动的特点 (1) 2.3正弦振动机构满足的条件 (1) 2.4结晶器实现弧形的轨迹方式 (2) 3、结晶器导向机构 (2) 3.1 长臂振动机构 (2) 3.2 导轨式振动机构 (3) 3.3 差动齿轮振动机构 (3) 3.4 四连杆振动机构 (4) 3.5 四偏心振动机构 (6) 4、机械驱动结晶器正弦振动振幅调整 (7) 5、同步控制模型 (8) 5.1 f=av模型 (8) 5.2 f=av+b模型控制 (8) 5.3 f=b模型 (8) 5.4 f=-av+b (8)
现代连铸技术讨论课 1、结晶器振动技术的发展历史 结晶器振动是连铸技术的一个基本特征。连铸过程中,结晶器和坯壳间的相互作用影响着坯壳的生长和脱膜,其控制因素是结晶器的振动和润滑。连铸在采用固定结晶器浇注时,铸坯直接从结晶器向下拉出,由于缺乏润滑,易与结晶器发生粘结,从而导致出现拉不动或者拉漏事故,很难进行浇注。结晶器振动对于改善铸坯和结晶器界面间的润滑是非常有效的,振动结晶器的发明引进,工业上大规模应用连铸技术才得以实现。可以说,结晶器振动是浇注成功的先决条件,是连铸发展的一个重要里程碑。近年来,冶金工业的迅速发展,要求连铸提高拉速和增加连铸机的生产能力,人们对结晶器振动的认识也在不断深入和发展。结晶器振动经历了早期的非正弦振动方式到正弦振动方式,目前又发展到非正弦振动方式的过程。当然,现在所采用的非正弦振动与早期的非正弦振动虽然振动波形同为非正弦,但其目的和实现方式上二者有本质的区别。 2、结晶器的正弦振动 2.1正弦振动的定义 当结晶器的运动速度与时间的关系为一条正弦曲线时称这种振动为正弦振动。2.2正弦振动的特点 正弦振动的主要特点是：结晶器在整个振动过程中速度一直是变化的，即铸坯与结晶器间时刻都在相对运动。在结晶器下降时还有一小段负滑动，因此能消除和防止粘结。另外，由于结晶器的运动速度是按正弦规律变化的，加速度则必然按余弦规律变化，所以，过度比较平稳，冲击比较小。它与梯速振动相比，坯壳处于负滑动状态的时间较短，且结晶器上升时间占振动周期的一半，故增加了坯壳断裂的可能性。为了弥补这一弱点应充分发挥加速度较小的长处，亦可采用高频率振动以提高脱模的效果。 2.3正弦振动机构满足的条件 正弦振动机构满足的两个条件： ①使结晶器准确地沿一定的轨迹振动； ②使结晶器按一定规律振动。
连铸各种振动装置的优缺点比较
二连铸车间三台连铸机振动装置差异和优缺点 摘要: 结晶器振动装置是连铸机的重要设备之一，其主要作用是防止钢水与铜管内壁的粘结，改善铸坯的表面质量，当粘结发生时，则通过振动强制脱模，消除粘结；振动装置即是带动结晶器产生脱模所需的机械振动，本文通过对首钢水钢二炼钢厂的三台连铸机振动装置差异及优缺点的分析比较，充分了解各台铸机振动装置性能，做到心中有数，以便在以后的生产中趋利避害，对生产起到一定的指导和参考作用。 关键词：结晶器振动装置正弦振动非正弦振动四连杆镭目非正弦大扭矩直驱电机
目录 摘要 (2) 1、二连铸3台连铸机振动装置概况 (4) 1.1 1#连铸机振动装置概况 (4) 1.1.1 技术参数 (4) 1.1.2 振动装置结构 (4) 1.1.3 振动装置工作原理 (4) 1.2 2#连铸机振动装置概况 (5) 1.2.1 技术参数 (5) 1.2.2 振动装置结构 (5) 1.2.3 振动装置工作原理 (6) 1.3 3#连铸机振动装置概况 (6) 1.3.1 技术参数 (6) 1.3.2 振动装置结构.............................., (7) 1.3.3 振动装置工作原理 (7) 2、3台连铸机振动装置的差异及优缺点比较 (8) 2.1 振动波形 (8) 2.2 振动特点 (8) 2.2.1 1#机振动特点 (8) 2.2.2 2#机振动特点 (10) 2.2.3 3#机振动特点 (11) 3、结论 (13)
3.1 3台连铸机振动装置的差异 (13) 3.2 3台连铸机振动装置的优缺点 (13)
1、二连铸3台连铸机振动装置概况 1.1 1#连铸机振动装置概况： 1.1.1 技术参数： 振动曲线：正弦 电机：YTSP160M-4-B3 功率：11KW,转速：1440r/min 频率：64-300cpm（圈/每分钟） 振幅：±3mm、±4mm 减速机：锥包络蜗轮减速机 速比：7.75 [1] 1.1.2 振动装置结构： 1#连铸机振动装置为四连杆机构，振动机构为内弧布置，主要由交流电动机、减速机、偏心轮、连杆、振动臂、导向臂和振动台几大部分组成，这种装置的最大优点是将传动装置移到二冷室之外，振动机构为板簧四连杆，振动台不直接受连杆传动，而是把振动臂一端延长，形成传动臂，显然机构得到了进一步简化，电动机减速器的工作环境条件得到了大幅度改善。 1.1.3 振动装置工作原理： 1#连铸机振动装置采用变频器进行交流变频调速产生正弦振动，再用偏心机构将圆周运动转换成上下振动，带动连杆机构驱动振动台，通过调节偏心机构的偏心距调整振幅，就像汽车调档一样，不过此偏心机构只有两个振幅档可以调，分别为±3mm和±4mm，且只能
结晶器振动装置故障原因分析
结晶器振动装置故障原因分析 [摘要]结晶器振动装置主要是利用计算机数据采集分析的系统，可以更好地观察连铸过程，改善连铸性能。本文主要是分析了结晶器连铸机结晶器振动装置发生的故障原因,并给出了合理的解决。 前言 结晶器监控系统是计算机数据采集与分析的可视化系统。通过采集结晶器的相关数据，结晶器液面高度、铜板出现粘结温度、振幅、振动频率、冷却水量、水温等，操作人员对透视结晶器观察连铸过程，便于更好改善连铸性能。 一、结晶器监控的系统 我们所说的结晶器监控系统主要是由部分结晶器和部分工艺组成的。部分结晶器、振动装置的数据采集和自动化系统数据的显示，通过系统的核心来处理数据的服务器。部分是工艺的可以经过数据采集、数据算法、软件包进行可视化处理振动软件包。 结晶器是连铸设备的“心脏”。在连铸机中起着不可估量的作用，结晶器主要是通过结晶槽可用作蒸发结晶器或冷却结晶器。为提高晶体生产强度，可在槽内增设搅拌器。结晶槽可用于连续操作或间歇操作。间歇操作得到的晶体较大，但晶体易连成晶簇，夹带母液，影响产品纯度。这种结晶器结构简单，生产强度较低，适用于小批量产品（如化学试剂和生化试剂等）的生产。 结晶器不仅可以使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳；还可以通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢；进行调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷；必须保证坯壳均匀稳定的生成。 二、连铸机结晶器安装方圆坯连铸结晶器安装 1.结晶器离线时设备检修、铜管检查、试压、对弧、喷嘴检测等各项工作已经完成且达到上线要求，在此前提下结晶器吊运到浇注平台上进行结晶器安装工作。 2.结晶器若有内置式电磁搅拌则需在离线时检测完毕，若采用结晶器外置式电磁搅拌则在安装结晶器时，需先将电磁搅拌放置在在线的搅拌器安装托架上，不同的连铸机供应商有不同的设计理念，搅拌器的安装位置是有区别的。 3.在线的结晶器电磁搅拌装置安装完毕后，将结晶器吊装在振动装置上，振动装置与结晶器冷却水气的联接通常是自动联通的，根据振动装置上的定位销确定结晶器的安装位置，采用对弧装置对弧，使结晶器铜管的弧与连铸机基本弧半径吻合，若超出误差允许范围内，则需对结晶器进行相应调整，调整完毕后用固定装置锁死。 4.在线接通结晶器冷却水检查结晶器与振动装置接水板是否密封，是否有漏水现象，启动振动装置，观察结晶器是否有未锁紧或是偏摆现象。 5.检查完毕后盖上结晶器罩完成安装工作。启动二次水系统，检查足辊区的冷却管路是否通畅。 6.整个检查过程均没有问题，可以进行模拟浇注等工作，待模拟完成，引锭杆送到结晶器下口最终位置，利用压缩吹干铜管内冷却水，开始装冷料以准备开浇。 三、连铸机配置和故障 连铸机配置连铸设备主要包括钢包及钢包回转台-中间包-引锭装置-结晶器
连铸结晶器
连铸结晶器 结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模。称之为连铸设备的“心脏”。 结晶器的定义：一种槽形容器，器壁设有夹套或器内装有蛇管，用以加热或冷却槽内溶液。结晶槽可用作蒸发结晶器或冷却结晶器。为提高晶体生产强度，可在槽内增设搅拌器。结晶槽可用于连续操作或间歇操作。间歇操作得到的晶体较大，但晶体易连成晶簇，夹带母液，影响产品纯度。这种结晶器结构简单，生产强度较低，适用于小批量产品（如化学试剂和生化试剂等）的生产。 结晶器的作用： （1）使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳； （2）通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢； （3）通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷； （4）保证坯壳均匀稳定的生成。 结晶器的类型 （1）结晶器的类型按其内壁形状，可分为直形及弧形等 1）直型结晶器。直形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性能良好，坯壳冷却均匀。 该类型结晶器还有利于提高坯壳的质量和拉坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试方便；夹 杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连铸机的高度和投资增加。直形结晶器用于立式和立弯式 及直弧连铸机。 2）弧形结晶器。弧形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，因此铸坯不易产生弯曲裂纹；但导热性比直形结晶器差；夹杂物分布不均，偏向坯壳内弧侧。弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。 （2）按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器；按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆（即母液和晶体的混合物）循环结晶器；按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。 通俗的讲连铸结晶器： 就是一个钢水制冷成型设备。基本由框架，水箱和铜板（背板与铜板），调整系统（调整装置，减速机等）；润滑系统（油管油路），冷却系统和喷淋等设备组成。 连铸结晶器需要和连铸结晶器保护材料（渣）一同使用。 保护材料用途： 1.确保连铸工艺顺行； 2.改善铸坯表面质量 连铸结晶器钢水流动控制技术 1、连铸板坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。伴随着连铸机拉速的提高，结晶器内液面波动加剧，容易产生卷渣，造成铸坯质量恶化。采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流场形态，抑制出料速度以平稳液面，促进夹杂物上浮。用于
连铸机结晶器振动装置
液压伺服驱动式铸坯结晶器振动装置设计 摘要 结晶器振动装置是连铸中的关键设备,其振动形式、控制方式以及在线监测与调整,对连铸质量具有重要影响。因此,研究连铸结晶器振动装置及控制技术具有重要的现实意义。本文通过对连铸机结晶器技术发展及结晶器振动方式演变的阐述，提出了电液伺服驱动，并对其振动形式及其工作原理进行了实质性的分析。然后绘制了机构简图，并对其运动参数及工艺参数进行了分析计算！最后通过校核、机构的仿真分析完成了本次设计！ 关键词：连铸机；结晶器；正弦振动；电液伺服控制；振动装置
Desigh of the hydraulic pressure servo actuation type casts the semifinished product crystallizer shake-out equipment Abstract The crystallizer shake-out equipment is in the continuous casting key equipment, its vibration form, the control mode as well as the online monitor and the adjustment, have the material effect to the continuous casting quality. Therefore, the research continuous casting crystallizer shake-out equipment and the control technology have the vital practical significance. This article through the elaboration which evolves to the continue caster crystallizer technological development and the crystallizer vibration way, proposed the battery solution servo actuates, and has carried on the substantive analysis to its vibration form and the principle of work. Then has drawn up the organization diagram, and has carried on the analysis computation to its parameter of movement and the technological parameter! Finally through the examination, the organization simulation analysis has completed this design! Keywords: mould; sinusoidal oscillation; electro-hydraulic;
连铸机结晶器振动装置导向板的计算验证
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/dd7834272.html, 连铸机结晶器振动装置导向板的计算验证 作者：张锡玉 来源：《中国新技术新产品》2014年第13期 摘要：本文介绍了连铸机结晶器振动装置导向板的计算验证。运用材料力学的理论及方法，将振动装置导向板简化为二次超静定问题，计算导向板内部应力，判断已选材料的强度是否满足要求。 关键词：连铸；结晶器振动装置；导向板 中图分类号：TF34 文献标识码：A 1 前言 连铸设备是决定炼钢厂产能及质量的最关键因素之一。结晶器振动装置又是连铸设备中的关键设备之一。现在使用的连铸机大部分用的是液压振动。使用液压振动装置来支撑结晶器，有助于在整个浇铸过程中使结晶器精确定位。方便调整振动振幅，频率及负滑脱率等。 2 振动装置结构及功能 液压振动装置由振动底座、结晶器振动台、振动驱动装置、振动导向装置组成。底座是焊接箱式结构，用于支撑结晶器台导向、振动驱动、结晶器台和结晶器。底座被放在振动装置基础框架上，并且通过定位销自动按照铸流导向定位。结晶器振动台和底座之间装有平衡重量的螺旋弹簧。结晶器的振动运动由驱动液压缸来产生。振动驱动装置是由两个固定在底座上的液压缸组成，液压缸由伺服阀和控制装置进行同步控制。 振动导向装置包括板式弹簧和夹紧板。它们布置在底座和结晶器平台的横向侧，用于结晶器平台和结晶器的垂直导向。每个板式弹簧的两个纵向端固定在底座上，板式弹簧的中部用螺栓固定在结晶器振动平台上，当发生振动时，板式弹簧对结晶器平台在板簧铅垂方向进行导向。 3 计算过程 振动装置导向板的质量对振动曲线有很大的影响。因此，如何选择振动装置导向板是连铸设备设计的一个很重要的工作。下面以液压振动装置的导向板为例，说明一下选用材料强度的计算方法。 首先将结晶器振动装置简化成如图1模型。
2#连铸机结晶器液压振动系统电气控制概述
2#连铸机结晶器液压振动系统电气控制概述 炼钢厂：张曙光 摘要：本文主要介绍了结晶器液压振动电气控制的系统组成与控制方式，并且对该系统投产以来发生的主要故障进行了分析。 关键字：液压振动；电气控制；系统组态 1、引言 进入21世纪以来，随着连铸机技术的不断进步，使得对连铸机使用的高效化与浇铸的快速化有了更高的要求，导致了对板坯连铸过程中采用的结晶器振动方式的发展与变革。液压技术的快速发展使得液压振动装置不断成熟，与传统的机械偏心轮式振动台相比，它具有无以伦比的优势。目前欧美、日本等许多国家的大型连铸机振动台都采用液压振动方式，我国许多钢厂的连铸机也都逐渐取替了传统的机械偏心轮式振动台。炼钢厂于2007年11月对2#连铸机机械式结晶器振动台进行了改造，采用液压振动方式。目前液压振动台运行平稳，本文主要介绍液压振动系统中的电气自动化的组成与控制。 2、系统介绍 2#连铸机液压振动台自动化控制系统由一套PLC(S7-400)与ET200M远程站组成，并且有一套手提式离线检修箱。人机交互监控画面在原有的HMI监控系统中增加。PLC控制柜在PLC室增加。电气控制柜在MCC电气室新增一组控制柜。 其中系统主PLC组态由图1可知，PLC4控制柜由4P框架和4A框架组成，LC036液压站远程操作箱(4R框架)布置在液压站。它们之间采用PROFIBUS DP 通讯协议通讯，通过IM153进行扩展.PLC4与铸流PLC采用以太网通讯。
图1 系统组态 S7系列PLC的CPU具有高速的数据处理能力和逻辑运算能力，而且拥有梯形图、语句表和流程图三种编程语言和可视化窗口界面，易于使用，方便灵活。所选用的模板类型如下： （1）中央处理器(CPU)与通讯处理器 S7-400中央处理器为CPU416，控制程序的执行、运算和储存，通讯处理器为CP443以太网处理器，用于网络连接和数据通讯从而分担CPU的通讯负担，通过CP443与铸流PLC、监控站进行通讯。 (2) 输入/输出模板 DI模板选用DC24×32，DO模板选用DC24V×32，AI模板采用8点模拟量输入模块，12BIT，24VDC。 (3)功能模板 ①FM438 由于液压振动系统需要非常强的实时性，需要快速响应，并可执行多任务。因此选用SIEMENS的FM458CPU功能模板，FM458能够完成高动态响应的开环和闭环控制功能，它架构于S7-400 4P框架内，作为从节点，通过背板总线的P总线和K总线与主CPU通讯。 FM458CPU功能模板能够完成的高水平的闭环位置控制。结合FM458的通
连铸设备主要技术参数
2010连铸设备及岗位职能 love 2010-1-5
1.设备主要技术参数 1.1.设备主要技术参数： 连铸机型式弧形小方坯连铸机 弧形半径 R=6000mm 流数三机三流 流间距 1200mm 铸坯断面 120×120mm 150×150mm Φ110-Φ160mm 铸坯定尺长度 3.7-12米 钢水罐支撑方式钢包回转台 中间罐车台数 2台 中间罐型式、容量电动缸自动控制塞棒开闭式，容量12t 结晶器结构形式铜管水套组合式 铸坯导向装置上段为活动段下段为固定段 拉矫机拉速范围 0.6-6.0m/min 铸坯切断方式火焰切割机 出坯方式轨道，双层翻转冷床，翻缸机，移缸机和推钢机 轨道速度 32m/min 移钢能力 3.2t 钢结构平台 上层平台面标高 +6.700m（轨道面标高+0.60m） 上层平台面长宽 23800×13100mm 下层平台面标高 +4.05mm 连铸机长度（基准线至固定挡板面） 39680mm 1.2 主要设备技术性能 1.2.1钢包回转台 承载能力 2×80t（钢水重40t，钢包重40t） 回转半径 3500mm 旋转速度正常1r/min，启、制动0.1r/min
旋转角度±180°；故障时±360° 旋转用电机 YZR160MB-6 AC 8.5KW 930r/min 单轴伸 IM1001 380V H级绝缘 IP54 事故旋转速度 0.5rpm 事故旋转角度 180° 事故旋转油马达斜轴式轴向柱塞马达A2F63W2P1 P=10-13MPa 471r/min N=5.2-6.8KW 放钢包时冲击系数 2 干油润滑系统： 1.2.1.1齿轮润滑系统 多点干油泵 ZB-2型 N=18KW 工作压力 31.5MPa 贮油容积 30L 给油量 3.2立方厘米/min DC24V 喷射嘴 GPZ-135型（JB/ZQ4538-86） 空气压力 0.45-0.6MPa 喷射直径 135mm 喷嘴与润滑表面距离 200mm 气动三联件 398.263 二位二通电磁阀 DF-10 DC24V 润滑介质连铸机专用脂 空气工作压力 0.45-0.6MPa 1.2.1.2 轴承圈润滑系统 电动干油泵 DRB4-M120Z 换向阀 24EJF-M（JB/ZQ4584-86） 压差开关 YCK-M5 （JB/ZQ4585-86） 双线分配器 4SSP2-M1.5（JB/ZQ4583-86） 2SSP2-M1.5（JB/ZQ4583-86）
结晶器液压振动装置
结晶器液压振动装置在 板坯连铸机上的应用及实践 1 前言 安钢第三炼钢厂于1999年11月投产，采用结晶器液压振动装置的板坯连铸机。本文对液压振动及运行情况进行简介，分析和探讨振动参数及出现的铸坯表面质量问题，并对液压振动参数进行优化，从而提高了铸坯表面质量，使表面横裂纹大幅度减少。 2 板坯连铸机主要参数 第三炼钢厂现有100t超高功率电弧炉一座，LF精炼炉一座，一台液压振动的直结晶器弧形板坯连铸机，铸机的主要参数如下： 基本弧半径8m； 结晶器长度900m； 浇注断面厚150mm、宽950 ~ 1250mm， 厚200mm、宽1200 ~ 1500mm， 厚250mm、宽1200 ~ 1500mm； 工作拉速 150mm 1.6~1.7m/min， 200mm 1.2~1.4m/min， min； 250mm 1.0m/ 结晶器液面控制电磁涡流控制， 液面波动±3mm； 结晶器振动方式液压伺服控制振动； 设计年产量67万t / a 。 3 液压振动装置简介 液压振动装置由两个相互独立的机械单元组成，两单元可互换，并用C - 型框架相连，通过直接采用液压缸和耐磨损板簧导向系统，可实现高振频下的最小水平位移。 结晶器液压伺服振动装置由电气控制部分和液压驱动部分组成。电气控制部分组如图1[1]所示。
图1 功能发生器组成框图 液压振动电气控制部分是一个单独的子系统，结晶器的液压振动参数可一级或二级MMI（人机接口）上设定，设定值通过H1网上的铸流PLC或下载二级过程机控制系统的数据发送给液压振动装置的电气控制单元。液压驱动部分由基础框架支撑，框架用螺栓固定在基础上，振动驱动液压缸直接放置在结晶器台架下，液压缸为直接伺服驱动型。 4 液压伺服控制的结晶器振动技术 由奥钢联设计的液压振动装置可通过在线调整振动参数，以调整振频和振幅，得到正弦或非正弦两种振动方式，甚至可实现反向振动。正弦与非正弦的振动波形如图2所示。 图2正弦与非正弦示意图 实际生产中波形为锯齿波，使结晶器慢上快下，上升时间占整个周期的比例大，下降时间占比例小；由于上下移动距离相同，下降速度高，从而实现了负滑脱；并可通过调整上下所占时间比例来调节负滑脱时间和距离。 文献[2][3]均认为，应用液压伺服结晶器非正弦振动技术，具有降低结晶器与初始疑固坯壳之间的摩阻力、降低漏钢率、大幅度提高拉速和铸坯表面质量的优点。