结晶器液压振动技术在梅山高效连铸中的应用.pdf

第2 6 卷第 I 嫩 2004年 1月 上海金属 S HA NGHAI ME T A L S V o l . 2 6 . N o . 1 3 7 J a n 。2004 结晶器液压振动技术在梅山高效连铸中的应用 注洪峰沈国强 宝钢集团上海梅山炼钢厂.南京2 1 0 0 3 9 [ 摘要I为了得到较好的铸坯表面质量，满足生产高附加值、高技术含爹的钢种要 求，梅 山炼钢厂在 2 高效连铸机上引进了国际上较先进的结晶器液压振动技术、具体介绍 了该结晶器液压振动技术的基本参数和实际应用。 【 关键词」高效连铸结晶器 液压振动 非正弦 振动 A P P L I C A T I ON OF T HE MOU L D HY D R A U L I C OS C I L L A T OR T O T HE HI GH EF F I CI ENCY CCM OF ME I S HAN CO. Wa n g H o n g f e n g S h e n G u o q i a n g M e i s h a n I ro n结晶器保 护值消耗量与正滑脱时间呈增函数关系。这样， 结晶器正弦振动对于漏钢和振痕的控制相互矛 盾， 并限制了 振动波形曲线的选择， 使拉速提高 受到较大限制，成为一个不可克服的振动工艺缺 陷。正弦振动的这一工艺缺陷在低拉速的常规连 铸中尚不明显，而在高拉速、高质量的高效连铸 生产中则突出出来。因此，为获得良好的结晶器 振动工艺效果，希望下振时间短、速度快，上振 时间长、速度慢。对称性的正弦式振动不能满足 这一要求，只有通过非正弦振动由不同的上振和 下振曲线相互组合构成方可实现。为此开发了结 万方数据 3 8上海金属 第 2 6 卷 晶器非正弦振动形式，引进了结晶器液压振动技 术。这种振动形式在控制振痕深度上等同于高频 振动，在影响结晶器保护渣消耗上等同于低频振 动，从而克服了正弦振动的不足之处，实现了振 动波形曲 线选择的 灵活 性和多 样性川 。 3 结晶器液压振动技术 结晶器液压振动技术可以通过在线调整振动 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 t 所示。 结晶器液压振动技术可以大大降低结晶器与 初始凝固坯壳之间的摩擦阻力、降低漏钢率，从 而提高铸坯的表面质量和大幅度提高拉速，实现 高效连铸。 4 梅山的结晶器非正弦振动采用的液压振动 4 . 1 振动参数 振动行程1 2 m m / 一6 . O m m ;振动频 率 。 一 4 0 。 周/ 皿 n 4 . 2 振动参数选择 结晶器振动的振幅、振频和振动波形参数由 下面六个变量决定，如表 1 所示。 表 1 结晶器振动参数变. Cl倪C3C4已既 正弦 图 1 正弦与非正弦波形示意 mm/ M mm 周/ m m 周/ m in / ./ m in 实际生产中波形为锯齿波，结晶器上振速度 慢下振速度快，上升时间占整个周期的比例大， 下降时间占整个周期的比例小，因此具有较长的 正滑动时间。结晶器振动速度 V与铸机拉速 V C 之间的速度差减小 向上最大速度与 V 。 之差 ， 可以在正滑动区尽可能降低作用在坯壳上的拉伸 应力。 由于上下移动距离相同，下降速度快，因而 实现了负滑脱振动，并可通过调整上下时间所占 比例来调节负滑脱时间和距离。在负滑动区对坯 壳施加必要的压缩力，使液态摩擦减小，液态保 护渣膜的润滑范围向结晶器出口扩展。 零拉速时的振幅， 振幅/ 浇铸速度， 零拉速时的振频， 振频/ 浇铸速度， 负滑脱参数 非正弦参数 实际生产中不同钢组选用的结晶器保护渣不 同，不同钢组要求的最佳负滑脱时间也不同，因 此根据不同钢组所要求的最佳负滑脱时间和最佳 的保护渣消耗量来选择 C 1 一 C 6的取值。表2 是 低碳铝镇静钢 C 1 一C 6 参数的取值，表 3所示是 低碳铝镇静钢拉速、振幅、振频之间的关系数 据。 表 2 低碳铝镇静钢 C 1 一 C 6 参数的取值 O R 动参数 数值 cl C 2 2. 0 4. 0 C 3 C 4 1 7 0 -2 0。 C 5n .00 C 60 .50 表3 低碳铝镇静钢拉速、振幅、振频之间的关系数据 以12012c 比125110 比13590 12514570 拉速 V c / ./m i . 频率 / 周/ m m 振幅 S / m m 0 . 2 5 1 6 5 3 0 0. 5 0 1 6 0 4. 0 1 . 0 0 1 5 0 6. 0 1 . 5 0 1 4 0 8 0 由表3 可以看出 振幅满足关系式 S C 1 C 2 x V c 1 振频满足关系式 f 二C 3 C 4 xV c C 5 x V c / 2 S 2 最理想的结晶器振动平均速度应为铸机拉速 的 1 . 3 一1 . 4倍，即V o 1 . 3 一1 . 4 V c o 结晶器振动的平均速度 V o 2 s f 3 式中V .一结 晶器 振 动 的平 均 速 度，M/ n l i n; V 。 一铸机拉速，m / m i n ; 5 一结晶器振动的振幅，叫 壬 一结晶器振动的振频，周/ m i n a 由上可见，结晶器振动的频率与铸机拉速逆 向同步，即拉速高时振频低，拉速低时振频高。 万方数据 第 1 期 汪洪峰等结晶器液压振动技术在梅山高效连铸中的应用 结晶器振动的振幅与铸机拉速正向同步，即拉速 高时振幅高，拉速低时振幅低。这样，结晶器低 拉速高频振动时，降低振幅可增加正滑脱时间; 高拉速低频振动时，增加振幅可增加负滑脱时 间。这种方法可用于许多钢种的连铸达到铸坯振 痕浅，设备磨损小的效果。 4 . 3 液压振动装笠 液压振动装置由带弯曲段支架的底座框架支 承，带弯曲段支架的底座框架用螺栓固定在基础 框架上。液压动力来自于独立液压装置，每台装 置的振动传动液压缸直接布置在结晶器台下，因 此系统无弹性变形。结晶器振动由左右两侧的液 压缸驱动，板弹簧导向，用4 个螺旋弹簧进行重 量补偿，以减少液压缸作用力。 整个液压系统由计算机控制，结晶器的液压振 动参数可在一级或二级 M M I‘ 人机接口上设定。 设定值通过H 1 网上的铸流P L C 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，从而使结晶器正弦和非正弦振动，并可在任何 时候完全灵活地选择振动行程和频率。因此该液压 振动装置具有无磨损精确引导、无共振、耐磨、低 维修，元件可快速更换及自动连接、拆除时间短、 更换和维修工作方便等特点。 5 结晶器液压振动的工艺效果 梅山2 连铸机自2 0 0 3 年2月份投产以来， 低碳铝镇静钢最大工作拉速达到2 . 4 m / m i n ;中 碳钢最大工作拉速达到2 . 2 m / m i n ，达到了设计 要求。结晶器液压振动一直平稳运行，结晶器保 护渣消耗量正常，保证了2 高效连铸机的稳定 顺行。 铸坯表面质量较好。表4 是某一浇次铸坯振 痕深度的测量结果， 从中可以看出2 连铸机铸 坯振痕深度明显较 I 连铸机浅得多 I 连铸 机振痕深度达6 一 9 m m o 表4 2 连铸机某一浇次板坯振痕深度的测A结果 序号1 振痕深度/ m m 0 . 2 8。 20 .34。 40 .24。 60 .23 。 70 _23。 90 .22 。 ，状 iii0 .28 6 结束语 1 结晶器非正弦液压振动通过由不同的上 振和下振曲线相互组合构成来实现下振时间短、 速度快，上振时间长、速度慢这一振动工艺的要 求，在控制振痕深度上等同于高频振动，在影响 结晶器保护渣消耗上等同于低频振动，从而克服 了正弦振动的不足之处，为高效连铸创造了条 件。 2 按照一定的要求 即合适的S , f 选择 C 1 一C 5 值，使结晶器振动的频率与铸机拉速逆 向同步，即拉速高时振频低，拉速低时振频高; 结晶器振动的振幅与铸机拉速正向同步，即拉速 低时振幅低，拉速高时振幅高。这种方法可用于 许多钢种的连铸，从而达到铸坯振痕浅，设备磨 损小的效果。 [ 门 张洪波 11拚 齐 参 考 文 献 结晶器悲正弦振动形式的优化连铸 收稿 日期 2 0 0 3 - 3 - 2 4 上接第5 8 页 一定的环境监测力量，加强废水 废气排放情况的监测，尤其要加强排放废水的监 测。条件成熟时，宜适时进行 I S 0 1 4 0 0 1 认证， 以进一步强化和规范环境管理，切实做好环境保 护工作。 致谢在本文的写作过程中，曾得到本院冷 札不锈钢专家和主要设计人员衰希民、周光升等 同志的热情指导和帮助，在此表示诚挚的谢意 收稿 A期 2 0 0 3 - 0 2 - 1 0 万方数据