关于连铸设备结晶器负滑动理论的探讨

连铸机结晶器向下运动的速度超过拉坯速度时,铸坯对结晶器产生相对的向上滑动,此滑动称为负滑动(或负滑脱)。负滑动将使坯壳受压,有利于被拉断坯壳的愈合。 正弦振动的结晶器,速度变化平稳,可采用高频振动,有利于脱模,同时结构简单,因此近年来在连铸机上得到广泛的应用。正弦式振动比其他型式振动的负滑动时间要短,如果参数选择不当,可能不出现负滑动。负滑动的性能取决于结晶器振动频率和振幅,以及拉坯速度的大小。本文就正弦振动的结晶器,对这些参数的内在规律进行理论性探讨。     

连铸结晶器非正弦振动函数及工艺参数研究

 结晶器非正弦振动在有效避免黏结性漏钢的同时,可以获得较短的负滑动时间,有助于提高铸坯表面质量。非正弦振动的加速度比正弦振动大,容易产生冲击,降低结晶器运动的平稳性。针对此问题,构造了一种新型非正弦振动波形函数,其加速度可以根据实际情况给定,以保证良好的波形动力学特性。此波形函数可以在恒定的加速度下,通过增加波形偏斜率来减小负滑动时间,在增强非正弦振动特征的同时,不影响结晶器振动平稳性;另外,在恒定的波形偏斜率下,可以通过减小振动加速度来减小负滑动时间,在增强振动平稳性的同时,提高铸坯表面质量。通过对振动工艺参数的分析,给出了各工艺参数的计算方法,绘制了多工艺参数等值曲线,为拉速-频率同步控制模型的确定提供了参考。     

连铸结晶器电液伺服系统的研究

本文介绍电液伺服驱动连铸结晶器振动控制系统。与传统的结晶器振动装置相比,该系统能根据连铸工艺要求很方便地改变波形(正弦或非正弦),并能在线改变振动频率和振幅等参数,从而有效地改善控制精度,提高铸坯表面质量。     

连铸结晶器电液伺服系统的研究

介绍电液伺服驱动连铸结晶器振动控制系统.与传统的结晶器振动装置相比,该系统能根据连铸工艺要求很方便地改变波形(正弦或非正弦),并能在线改变振动频率和振幅等参数,从而有效地改善控制精度,提高铸坯表面质量.     

结晶器非正弦谐振技术的开发与应用

研究了非正弦振动发生装置。构造了非正弦振动的波形函数，开发了非正弦振动发生装置和结晶器谐振技术，给出了最佳谐振弹簧力的计算方法。针对首钢大板坯连铸机，优化了非正弦振动的工艺参数，减小了负滑动时间和最大相对速度差，增加了负滑动率、正滑动时间和负滑动量。此技术应用于首钢板坯连铸机，且对采用非正弦振动和正弦振动的两流铸坯进行对比分析。结果表明，此非正弦振动技术在减少粘结性拉漏、减少表面裂纹及减轻表面振痕、提高铸坯表面质量等方面均取得了明显效果。     

板坯结晶器非正弦振动参数优化

基于现场拉速提高后中碳钢、低合金钢等铸坯表面产生裂纹缺陷,对非正弦振动系统及保护渣指标进行优化,优化后振动参数配合调整后的保护渣,随拉速波动变化平稳,振幅能够随着拉速相应调整,保护渣消耗量增加0.03～0.05 kg/t,负滑脱时间稳定为0.18 s,负滑动比率稳定在36%左右,铸坯脱模效果及表面质量明显提高。     

机械驱动结晶器非正弦振动装置通过国家冶金局鉴定

由燕山大学和首钢总公司合作研制成功的“机械驱动的结晶器非正弦振动装置”,于1999年6月5日在北京通过了由国家冶金局主持召开的专家鉴定。结晶器非正弦振动是发展高效连铸的关键技术,它对提高拉坯速度、改善铸坯表面质量、减少拉裂。拉漏等方面都有明显效果。目前国外只有少数工业发达国家采用了该项技术,他们都是采用电液伺服系统驱动振动台来实现结晶器的非正弦振动。机械驱动的结晶器非正弦振动装置具有投资省（约为电液伺服系统的l／5－l／7）、设备简单、结构紧凑、对工作环境要求不高、操作简单、维护工作量少及工作可靠性高等优…     

连铸结晶器瞬态摩擦阻力的实验研究

应用连铸结晶器凝固综合模拟装置,研究了结晶器瞬态摩擦阻力随结晶器振动的变化规律。结果显示在结晶器上部,连铸坯与结晶器之间以粘性摩擦为主,摩擦阻力的变化规律与结晶器振动的速度波形一致。应用结晶器非正弦振动,在保证负滑动期间对初始凝壳的压缩作用的同时,可以大幅度降低正滑动期间的结晶器摩擦阻力。这对防止高速连铸初始坯壳的拉裂、提高拉坯速度有重要意义。     

连铸结晶器电液伺服系统的研究

介绍了电液伺服驱动连铸结晶器振动系统,建立了系统的数学模型,进行了计算机仿真和现场运行.与传统的结晶器振动装置相比,该系统能根据连铸工艺要求改变波形,在线改变振动频率和振幅等参数,有效地提高了控制精度和铸坯表面质量.     

伺服电动机驱动的连铸结晶器非正弦振动控制系统

伺服电动机驱动的连铸结晶器非正弦振动控制系统采用伺服电动机及相应的驱动控制器代替原工业现场的普通交流电动机,进而通过偏心轴连杆机构驱动连铸结晶器实现非正弦振动。由于伺服电动机按单方向、变角速度规律连续转动,因而具有节能降耗的优点。该控制系统采用S7-400 PLC+FM458高速高性能控制模块作为控制核心,以实现连铸结晶器非正弦振动波形的准确输出和跟踪。结晶器实时跟踪曲线和酸洗试验结果的比较表明,所设计的连铸结晶器振动控制系统运行平稳,铸坯表面质量得到显著改善。该控制系统适用于普通交流电动机通过偏心轴连杆机构实现的正弦振动到非正弦振动的技术改造,且保留了正弦振动的功能。     

连铸结晶器瞬态摩擦阻力的实验研究

应用连铸结晶器凝固结构模拟装置,研究了结晶器瞬态摩擦阻力随结晶器振的变化规律。结晶显示：在结晶器上部,连铸坯与结晶器之间以粘性摩擦为主,摩擦阻力的主烨规律与结晶器振动的速度波形一致。     

Dynamic Response of Mold Oscillator Interacting with Steel Slabs

A mathematical model to show the dynamic response of the mold oscillator was suggested.The model con-sidered a frictional interaction between the mold oscillator and slab as several connected nodes.The governing equa-tion considered the slab as a multi-degree-of-freedom (DoF)system,and included a hysteresis model to describe elastic-plastic behavior of the slab;the mold oscillator was given two DoF by utilizing pressure and displacement ex-periment data.Simulations indicate that the mold and slab execute various vibrations,and that mold oscillation marks are caused by a stick-and-slip phenomenon during intervals,in which the slab contacting the mold moves downward compared to the other slab (negative strip time).The slab shows the formation of mold oscillation marks to previous formation criterion equally when the mold velocity is faster than the casting speed about downward.The oscillation mark will grow up over 2 Hz exciting frequency with constant 4 mm stroke in simulations.Finally,the negative strip time was compared to the frictional force,hysteresis variable,and plastic force to investigate forma-tion mechanism of the oscillation marks.     

连铸振动结晶器内液态保护渣消耗机理

通过引入材料学中变截面悬臂梁理论,计算了连铸结晶器弯月面以下初凝坯壳受力,分析了结晶器正弦振动条件下初凝坯壳变形行为,并阐明液态保护渣消耗机理.结果表明,保护渣消耗于正滑脱中后期至下一个正滑脱前中期,包括整个负滑脱时期,负滑脱中期渣道宽度是保护渣消耗的限制性因素.通过增大黏度、振频和振幅使负滑脱时期内保护渣消耗量降低,从而增大了正滑脱时期内渣耗占整个周期内渣耗的比重,使正滑脱时期成为保护渣的主要消耗期.反之,负滑脱时期为保护渣主要消耗期.     

南钢方坯连铸结晶器振动参数优化的研究

针对南钢方坯连铸在拉速提高后,振动参数在保持原模式条件下,低拉速范围结晶器导前偏大,结晶器与铸坯间的机械作用力大;高拉速下负滑脱时间偏小,保护渣耗量低,造成铸坯振痕弯曲、外凸、严重时出现钩形振痕现象的特点,对结晶器振动参数进行了优化。实践表明,采用优化的振动参数,提高了铸坯的润滑,降低了拉坯阻力,消除了钩形振痕,振痕恢复至正常圆角凹陷形。     

连铸结晶器非正弦振动系统神经元控制研究

连铸机结晶器非正弦振动的目的是减少振动的负滑脱时间,为了提高非正弦振动的控制精度,采用了单神经元自适应PID控制,与传统PID的控制效果进行了比较。仿真及试验结果表明:单神经元自适应PID控制提高了结晶器振动的响应速度,有效地保证了结晶器振动负滑脱时间这一控制指标;减小了位置跟踪波形的畸变,使结晶器按给定非正弦振动特性曲线运动。     

Optimization of mold oscillation for high speed casting—new criteria for mold oscillation

Consistent and uniform lubrication in the mold during casting is an issue especially with high speed casting. However, criteria of mold oscillation related to lubrication, has not been clarified for critical conditions such as thin slab casting. This paper discusses the mechanism of powder penetration into the meniscus, in terms of negative strip area ratio and positive strip time, including the case of non-sinusoidal oscillation which is effective for better mold lubrication. In this context, a lubrication index is proposed as a new criteria which can be used to estimate mold powder consumption rate.     

液压伺服驱动连铸结晶器振动控制系统的设计

介绍液压伺服驱动的连铸结晶器振动计算机控制系统及其控制软件。与传统的结晶器振动控制装置相比,该系统能够根据连铸工艺要求方便地选择振动波形（正弦波或非正弦波）,并能在线改变振动频率和幅值等参数。工业实验研究结果表明,所述的计算机控制系统闭环频宽可达１０Ｈｚ,能够满足连铸生产的要求。     

A Study for Initial Solidification of Sn-Pb Alloy During Continuous Casting: Part II. Effects of Casting Parameters on Initial Solidification and Shell Surface

The initial shell solidification of liquid steel in the mold has significant influence on both surface and internal quality of the final slab, and it is mainly determined by the high transient high temperature thermodynamics occurring in the mold. This study investigated the effects of casting parameters like casting temperature, mold oscillation frequency, and stroke on the initial solidification of a Sn-Pb alloy through the use of a mold simulator to allow the clear understanding of the inter-relationship between irregular shell solidification, heat transfer, negative strip time (NST), and casting conditions. Results suggested that the shell surface oscillation marks (OMs) are strongly depending upon the fluctuations of meniscus responding temperatures and heat flux. An abrupt sudden fluctuation of high frequency temperature and heat flux at the meniscus during the NST would deteriorate the shell surface and leads to deep OMs. The fluctuations of responding temperature and heat flux are determined by the NST, meniscus solidification, and oil infiltration, which in turn are influenced by casting conditions, like casting temperature, oscillation frequency, stroke, etc.     

提高连铸结晶器振动频率、减少振幅改善铸坯质量的研究

为低碳铝镇静钢和中碳钢板坯连铸进行了减少振幅，提高振动频率的试验研究，研究结果表明，提高振频，降低振幅可以显著减少中碳钢铸坯“钩状”表面振痕，研究中还发现将振幅由3．5mm减少到2．9mm,将振幅提高到120－140min^-1后，铸坯表层大型夹杂物（＞50um)含量减少了42％－77％。