專利名稱：保持連鑄拉速與結(jié)晶器振動(dòng)頻率相匹配的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了生種在鋼水連續(xù)鑄造過程中保持連鑄拉速與結(jié)晶器振動(dòng)頻率相匹配的方法，屬于B22D11/06類。
在連鑄生產(chǎn)工藝中，調(diào)節(jié)好連鑄拉速Vc與結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz相匹配是保證鑄坯表面質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量的重要工作。在本發(fā)明公開之前，調(diào)節(jié)連鑄坯拉速Vc與結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz一般是通過人工調(diào)節(jié)或機(jī)械調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的。人工調(diào)節(jié)與機(jī)械調(diào)節(jié)雖然能做到拉速Vc與振動(dòng)頻率fz之間處于較好狀態(tài)，但它們很難保證Vc與fz之間的最佳匹配，尤其是在鋼種和鑄坯斷面尺寸經(jīng)常發(fā)生變化時(shí)要同時(shí)調(diào)節(jié)好拉速Vc與振動(dòng)頻率fz使它們之間處于最佳匹配狀態(tài)就更難了。根據(jù)現(xiàn)有的專利文獻(xiàn)資料介紹，還沒有一種方法可實(shí)現(xiàn)在連鑄坯拉速Vc變化時(shí)對結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz進(jìn)行同步自動(dòng)調(diào)節(jié)。
本發(fā)明之目的在于給人們提供一種新方法——保持連鑄坯拉速Vc與結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz相匹配的方法，即在連鑄坯拉速Vc變化時(shí)結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz也同步自動(dòng)變化，要使它們之間處于最佳匹配狀況，且能保證鑄坯質(zhì)量及鋼水不被拉漏。
本發(fā)明的實(shí)施方案如下一、得出最佳負(fù)滑脫率Ns。
結(jié)晶器在向下移動(dòng)時(shí)的平均速度Vz大于連鑄坯拉速Vc，且把(Vz-Vc)/Vc100％定義為負(fù)滑脫率Ns，這種滑動(dòng)式振動(dòng)稱作為負(fù)滑動(dòng)式振動(dòng)，發(fā)展到今天的模型是正弦式負(fù)滑動(dòng)式振動(dòng)，它的主要參數(shù)是振幅s和頻率fz，頻率越高脫膜作用越好，但不利于鑄坯愈合，而振動(dòng)幅越大有利愈合，但振痕越深，不利于提高鑄坯表面質(zhì)量。經(jīng)過實(shí)踐得出負(fù)滑脫率Ns＝(Vz-Vc)/Vc×100％的數(shù)據(jù)在35％左右即可解決振動(dòng)頻率fz、振幅s之間的矛盾。
二、推算出結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz、振幅s及鑄坯拉速Vc的關(guān)系。
根據(jù)現(xiàn)有公式得到4fz·s＝Vc(1+Ns)，取Ns＝35％時(shí)，即可保證(s·fz)/Vc＝135％/4。為了滿足此式，必須控制好Vc、fz和s，而振幅a和振動(dòng)頻率fz可由結(jié)晶器振動(dòng)裝置的偏心輪和振動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比來確定。在理想狀況下，拉速Vc不變時(shí)，如上公式很易成立；然而在實(shí)際操作過程中，由于種種原因(如連鑄中間包鋼水溫度的變化等等)鑄坯拉速Vc會隨各種因素的變化而變化。我國目前連鑄結(jié)晶器的振動(dòng)頻率fz是固定不變的，雖然個(gè)別結(jié)晶器裝置帶有手動(dòng)調(diào)頻環(huán)節(jié)，但它不能隨拉速Vc的變化而調(diào)整。所以在連鑄生產(chǎn)過程中，隨著拉速Vc的變化負(fù)滑脫率Ns也被迫發(fā)生變化，不能保持一個(gè)最佳參數(shù)Ns＝35％。為了保證負(fù)滑脫率Ns＝35％，也就是保證(s·fz)/Vc＝135％/4，即最佳負(fù)滑脫率Ns＝(4s·fz)/(Vc-1)成立。從中可知，不管拉速Vc如何變化，只要(s·fz)/Vc不變，就可保證Ns不變。在s一定時(shí)，控制fz/Vc總是一個(gè)常數(shù)即可實(shí)現(xiàn)。
三、推算出連鑄坯拉速Vc、結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz及振幅s與機(jī)械系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的關(guān)系。
從前面的分析知道振幅s是可假設(shè)不變的，在生產(chǎn)實(shí)踐中振幅s是按照高頻低振幅的原則調(diào)定好的，可不與電氣控制系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。
結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz實(shí)際上是偏心輪的轉(zhuǎn)速nm。設(shè)振動(dòng)器減速比為im，則振動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速nl＝nm/im，振動(dòng)頻率fz＝nm＝im·nl。假定拉矯機(jī)的減速比為il，拉矯輥半徑為Rl，則它的周長為2πRl，拉籌機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為nl，則可得出鑄坯拉速Vc＝2πRl·il·nlfz/Vc＝(im·nl)/(2πRl·il·nl)＝(k·nl)/nl＝k·a其中k＝iz/(2πRl·il)a＝nl/nl振動(dòng)頻率fz＝k·a·Vc通過電氣控制手段使a＝nl/nl在任何拉速Vc下都為一個(gè)常數(shù)，保證fz的變化總與Vc的變化相匹配。
由于實(shí)際情況的需要在拉速Vc為零時(shí)給出一個(gè)初始振動(dòng)頻率fo，則上式為fz＝fo+k·a·Vc這就是連鑄拉速Vc與振動(dòng)器振動(dòng)頻率fz保持最佳匹配的公式。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是解決了振動(dòng)器的振動(dòng)頻率長期不能實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理運(yùn)行的技術(shù)難題，同時(shí)解決了不同型號設(shè)備不能互換的問題……，使連鑄拉速與振動(dòng)器頻率保持最佳匹配狀況。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作描述。


圖1為本發(fā)明的控制方框圖，同時(shí)圖1為本發(fā)明的說明書附圖。
圖2為本發(fā)明的給定信號處理的示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明主要分為連鑄坯拉速Vc調(diào)節(jié)系統(tǒng)及結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
當(dāng)鋼水倒入連鑄中間包時(shí)，澆鑄工人啟動(dòng)澆鑄裝置和結(jié)晶振動(dòng)器，且振動(dòng)器以初始振動(dòng)頻率fo開始振動(dòng)，并給出一個(gè)拉速給定信號Vg。如圖2所示，拉速給定信號Vg經(jīng)過電位器Rg與Rgl后，得到拉速信號Vgc與振動(dòng)信號Vgz，將信號Vgc送到拉矯機(jī)的調(diào)速控制器，將信號Vgz送到結(jié)晶振動(dòng)器的調(diào)速控制器，然后分別調(diào)節(jié)兩分調(diào)速控制器的給定電壓與輸出特性曲線的斜率，使振動(dòng)器電機(jī)的轉(zhuǎn)速nl與拉矯機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速nl之比nl/nl為常數(shù)a。送到拉矯機(jī)調(diào)速控制器的信號Vgc經(jīng)過信號處理后，使拉矯機(jī)的拉矯輥的線速度為連鑄坯的拉速Vc，而送到結(jié)晶振動(dòng)器調(diào)速控制器的信號Vgz經(jīng)過運(yùn)算后，調(diào)節(jié)好結(jié)晶器振動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在振動(dòng)器變速機(jī)構(gòu)的減速比為一定時(shí)，可得到振支器的振動(dòng)頻率fz，即為結(jié)晶器振動(dòng)頻率。
在給出連鑄坯拉速Vc的同時(shí)也給出結(jié)晶器的振動(dòng)頻率fz，并使fz/Vc＝k·a，這個(gè)過程都是自動(dòng)完成的，即拉坯工人在調(diào)節(jié)好拉速Vc的同時(shí)，結(jié)晶器振動(dòng)頻率fz按公式fz＝fo+k·a·Vc輸出。
用此方法應(yīng)用于冶金連鑄生產(chǎn)，解決了一個(gè)在連鑄拉速變化的情況下結(jié)晶器振動(dòng)頻率不能同步調(diào)節(jié)的技術(shù)難題，是當(dāng)今快速連鑄工藝中不可少的技術(shù)。預(yù)計(jì)在一個(gè)年產(chǎn)80萬噸連鑄坯的生產(chǎn)廠(車間)此技術(shù)帶來的效益約為120萬元。
權(quán)利要求
1.一種保持連鑄拉速與結(jié)晶器振動(dòng)頻率相匹配的方法，它由連鑄拉速(Vc)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和結(jié)晶器振動(dòng)頻率(fz)調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，其特征在于拉速給定信號(Vg)經(jīng)過給定信號處理后得到的拉速信號(Vgc)，送到拉矯機(jī)的調(diào)速控制器，另一振動(dòng)信號(Vgz)送到結(jié)晶振動(dòng)器的調(diào)速控制器，分別調(diào)節(jié)兩臺調(diào)速控制器的給定電壓與輸出特性曲線斜率，使振動(dòng)器電機(jī)的轉(zhuǎn)速(nl)與拉矯機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速(nl)之比值為常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持連鑄拉速與振動(dòng)器振動(dòng)頻率相匹配的方法，其特征在于給定信號處理是調(diào)節(jié)好電位器(Rg)與(Rgl)，使拉速給定信號(Vg)得出拉速信號(Vgc)與振動(dòng)信號(Vgz)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使連鑄拉速與結(jié)晶器振動(dòng)頻率保持匹配的方法,主要由連鑄拉速Vc調(diào)節(jié)系統(tǒng)和結(jié)晶振動(dòng)器振動(dòng)頻率fz調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成,其特點(diǎn)是在連鑄開始時(shí)所給定的拉速Vg經(jīng)過信號處理后分別送到拉矯機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)與結(jié)晶振動(dòng)器調(diào)速控制系統(tǒng)及其相應(yīng)機(jī)構(gòu),在拉速Vc變化情況下,振動(dòng)頻率應(yīng)依照fz=fo+k·a·Vc自動(dòng)變化,并保持最佳匹配狀態(tài)。此方法還可應(yīng)用于軋鋼、包裝、紡織及皮帶運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。
文檔編號B22D11/16GK1187400SQ9710818
公開日1998年7月15日 申請日期1997年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月7日
發(fā)明者文正秋, 王赫 申請人:漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司