[發(fā)明專利]一種確定結(jié)晶器非正弦振動工藝參數(shù)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410342721.0
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104117640A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曦;侯娜娜;張成武;江兵;李雪;潘麗瑋;史小藝;倪秋野
• 申請（專利權(quán)）人: 麥格瑞冶金工程技術(shù)（北京）有限公司
• 主分類號: B22D11/053
• 分類號: B22D11/053;B22D11/18
• 代理公司: 北京紐樂康知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11210
• 代理人: 史靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及連鑄振動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種確定結(jié)晶器非正弦振動工藝參數(shù)的方法。

背景技術(shù)

作為連鑄生產(chǎn)的核心，結(jié)晶器內(nèi)的連鑄過程對生產(chǎn)的順行以及鑄坯質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用；生產(chǎn)過程中，由于鋼液在結(jié)晶器內(nèi)與壁面迅速發(fā)生換熱降溫過程，形成初生坯殼并緊密貼合在結(jié)晶器壁面上；為了避免粘結(jié)，實現(xiàn)順利脫模，由此開發(fā)出隨時間變化的結(jié)晶器振動曲線，并逐漸發(fā)展成標(biāo)準(zhǔn)的正弦振動規(guī)律曲線；但是在連續(xù)振動過程中，結(jié)晶器和坯殼之間必然存在相對運動，進而對坯殼造成摩擦，并在其表面上形成振痕和裂紋，這將在一定程度上危及連鑄生產(chǎn)的順行并影響鑄坯質(zhì)量。

非正弦振動作為一種新型的振動方式，能夠在獲得較長正滑動時間的基礎(chǔ)上減輕振痕的深度，增加保護渣消耗，優(yōu)化結(jié)晶器與坯殼之間的潤滑效果；同時，通過降低正滑動速度，能夠減少結(jié)晶器作用在坯殼上的應(yīng)力，降低拉裂等事故發(fā)生的幾率；此外，非正弦振動方式帶來較強的負滑動作用，有利于鑄坯的脫模和拉裂坯殼的愈合，在一定程度上將提高連鑄的拉坯速度。

為實現(xiàn)高頻、小振幅，并產(chǎn)生一定量的負滑動，現(xiàn)今在連鑄機上應(yīng)用的非正弦振動方法普遍采用分段函數(shù)，此方法操作簡單，比較容易控制；由于結(jié)晶器的振動質(zhì)量較大、振動頻率較高，因此在構(gòu)造非正弦振動波形函數(shù)時，除了必須使其具有最佳振動模型的全部特征以滿足非正弦振動裝置工藝動作的要求外，還必須具有良好的動力學(xué)特性；良好的動力學(xué)特性有利于提高振動裝置工作的平穩(wěn)性；由機構(gòu)學(xué)可知，如果速度曲線不連續(xù)將導(dǎo)致剛性沖擊；若加速度不連續(xù)則引起柔性沖擊；所以振動波形必須保證結(jié)晶器在振動過程中既不產(chǎn)生剛性沖擊，又不產(chǎn)生柔性沖擊；分段函數(shù)表示的非正弦波形，速度曲線是連續(xù)的，所以不會產(chǎn)生剛性沖擊；其加速度曲線也是連續(xù)的，所以不會產(chǎn)生柔性沖擊，且現(xiàn)場操作性好，如圖1所示；但從其加速度函數(shù)表達式和曲線可看出，分段函數(shù)表示的非正弦波的加速度的變化率在A點和B點，圖1已標(biāo)出，不連續(xù)，有突變，所以振動質(zhì)量慣性力的變化有突變，這也對振動平穩(wěn)性產(chǎn)生不利影響；整體函數(shù)表示的非正弦波形，整體函數(shù)非正弦波的速度曲線是連續(xù)的，不會引起剛性沖擊；整體函數(shù)非正弦波的加速度是連續(xù)的，故不存在柔性沖擊，而且其加速度的變化率也是連續(xù)的，故其動力學(xué)特性優(yōu)于分段函數(shù)表示的非正弦波，但是有關(guān)整體函數(shù)的工藝參數(shù)的確定方法尚未見文獻報道，這在一定程度上限制了非正弦振動整體函數(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種確定結(jié)晶器非正弦振動工藝參數(shù)的方法，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種確定結(jié)晶器非正弦振動工藝參數(shù)的方法，包括整體函數(shù)表達的非正弦波的五個參數(shù)，分別為（1）C1：零拉速時的振頻，Hz；（2）C2：振頻/拉速系數(shù)；（3）C3：零拉速時的振幅，mm；（4）C4：振幅/拉速系數(shù)；（5）α：非正弦因數(shù)，包括以下四個步驟，即

步驟一：位置、速度及加速度計算公式如下：

；

；

；

其中：振動頻率為：，其中為拉速；

??????振動幅值為：；

步驟二：當(dāng)結(jié)晶器運動所經(jīng)歷的時間為t_m時，結(jié)晶器向下運動的速度與拉坯速度相等，得出負滑動時間的表達式：

t_N=（T/2-t_m）×2；??????????????

式中，t_N：負滑動時間，s；

??????t_m：負滑動開始時間，s；

??????T：結(jié)晶器振動周期，s；

步驟三：當(dāng)時間為t_m時，結(jié)晶器振動速度與拉速相等，也就是負滑動開始的時間，即為：；

則t_N=（T/2-t_m）×2；

負滑動率的表達式為：

；

式中，：拉坯速度，m/min；

：結(jié)晶器振動平均速度，m/min；

步驟四：由負滑動率的表達式中可知需要計算出數(shù)值，結(jié)晶器的振動速度表達式為：

；

將A和的數(shù)值帶入速度公式中，根據(jù)C++語言程序，利用步進迭代算法求出結(jié)晶器振動速度的平均值，而后帶入負滑動率公式中，即可求出負滑動率。

進一步的，在非正弦振動中，所述負滑動時間t_N保持在0.07~0.25s。