马钢圆坯连铸机结晶器振动装置的改造

徐兆春　张文全　王玉龙

(马鞍山钢铁股份有限公司)

摘　要　根据马钢第一钢轧总厂圆坯连铸机结晶器振动装置的运行状况,分析了该系统存在的问题,并对其进行了技术改造,保证了结晶器振动装置的稳定性和可靠性,取得了显著的经济效益。

关键词　圆坯连铸机　结晶器振动装置　振幅　稳定性　可靠性

R eformation of the Mould Oscillation System of Masteel’s Round C aster

X u Zhaochun　Zhang Wunqu an　W ang Yulong

(Maanshan Iron&Steel Co.Ltd.)

Abstract　Based on the operation state of the mould oscillation system of the round caster at Masteel No.1Steel2 making G roup,problems existing in the system were analyzed and technical reformation was carried out,to ensure the stability and reliability of the system and having re sulted in significant economic benefits.

K ey w ords　round caster　mould o scillation system　swing　stability　reliability

0　前言

马钢第一钢轧总厂三机三流圆坯连铸机,浇铸断面为 380mm和 450mm两种,生产的钢坯主要用于马钢车轮轮箍厂轧制高速车轮。投产以来,随着产量、质量等各项指标的逐年提升,结晶器振动装置的故障率也越来越高,据2005年统计,3个流一年共发生结晶器振动故障高达70多次,其中有60%造成了停浇事故,振动装置故障频繁发生,不仅影响了铸坯质量,甚至产生漏钢,降低了连铸机的生产作业率。2006年初,针对圆坯连铸机振动系统存在的问题采取了一系列技术改进措施,使振动装置的稳定性和可靠性有很大提高。改进后通过近半年的运行,结晶器振动装置没有发生一起故障,效果较好。

1　结晶器振动装置结构与存在问题

马钢圆坯连铸机原振动系统的结构示意图如图1所示。

1.1　平衡系统问题

马钢圆坯连铸机结晶器振动装置的固定框架与振动架之间设有两个平衡气囊,作用是平衡负载、减缓振动时的冲击,由于三个流的平衡气囊共用一个气动调压回路,其不利因素有以下几点:

(1)由于各流平衡气囊直接通过管路并联相通,振动装置在运行中系统压力有波动,造成各流振动装置相互干扰。

(2)因有时各流的实际工况不同、负载不同,需

图1　振动装置(改造前)

作者简介:徐兆春,工程师,安徽省马鞍山市(243000)马钢第一钢轧总厂

65ANHUI METALL URG Y 2006年第4期　

要对各流平衡气囊的平衡力进行单独微调,而平衡气囊采用多流共同气动调压回路无法进行单独调整,使振动装置无法达到最佳平稳状态。

(3)一旦某个流的平衡装置出现故障造成振动装置无法运行,其他流也必将受到影响,也同时无法正常运行。

1.2　振幅发生机构不稳定

马钢圆坯连铸机原振幅为可调式,其结构如图2所示

。

图2　振幅调整机构

(1)振幅调整机构是由偏心轴4、偏心套2和涨紧套1等组成,振幅调整是通过改变偏心轴与偏心

套的相对位置并由涨紧套涨紧来实现的,由于涨紧套涨紧的可靠性差,生产中偏心轴与偏心套的相对位置有时变化,造成振幅不稳定,导致铸坯产生缺陷和漏钢。

(2)偏心发生机构采用单边支撑(见图1A 向视图),使偏心轴受力分布不合理,而且偏心轴与蜗轮蜗杆减速机的输出轴是一根整体轴,长895mm ,导致偏心轴易变形、断裂。偏心轴无论是产生弹性变形还是塑性变形,振幅都将产生变化。1.3　偏心机构的轴承寿命短

偏心机构轴承为23028CC/W33,轴承宽度只有53mm ,额定载荷相对偏小,振动装置在运行中,该轴承受到高频率动载荷的冲击,导致轴承使用寿命短,一般平均使用寿命仅半个月左右。1.4　润滑点供油量不够

(1)润滑点过多:马钢圆坯连铸机结晶器振动装置采用的是干油润滑,3个流的零段与结晶器共有

近200个加油点,共用一套加油站,相对于振动台来说润滑点多,供油量不够。

(2)油管孔径太细(内径为 5mm ),供油阻力大,加油脂困难,不适合生产实际。

2　振动系统的改进措施

针对马钢第一钢轧总厂三机三流圆坯连铸机原振动机构存在的问题,对连铸机振动机构进行了技术改进。

(1)每个流振动台架的两个平衡气囊改用一个共用的气动调压回路,以保证两个气囊压力相等。因每个流的气动调压回路改为独立的系统,便于各流可单独调整气囊的平衡力,各流互不干扰,可使结晶器振动装置在运行中达到最佳的平稳振动状态。 (2)简化偏心发生机构,振幅大小直接由偏心轴的偏心量产生,振幅设计为不可调,若想改变振幅,可快速更快相应的偏心机构。这种机构承载力大、结构简单、且振幅精度高,振幅稳定可靠。

(3)偏心机构的支撑由单边支撑改为双边支撑,使偏心轴的受力状况趋于合理,减速机的蜗轮轴与偏心轴分开,两轴通过鼓形齿联轴器连接,改善了偏心轴受力状况,彻底改变了偏心轴变形、断轴现象,见图3

。

图3　振动系统传动装置示意图(改造后)

对改造前后的偏心点进行载荷简析如图4和图

5所示。

5　2006年第4期安　徽　冶　金

通过改造,偏心点的剪力减少为原来的1/4,弯矩只有改造前的1/2,大大改善了偏心点的受力状

况,消除了该点变形扭曲、轴承损坏以及停振现象。 (4)偏心机构的轴承由23028CC/W33改为23128CC/W33,轴承额定动态负载增大了40%,使轴承的使用寿命大大延长

。

图4　改造前受力、图5　改造后受力、剪力图、弯矩图剪力图、弯矩图

(5)改造振动台润滑系统,将振动台润滑供油与零段分开,设单独供油站供油;另外将轴管孔径由

5mm 改为 8mm ,减少了润滑阻力,润滑次数及每次的供油量得到了保证,使运动部件的磨损减小,提高了振动装置的稳定性及部件的使用寿命。

(6)提高偏心轴及其他部件的加工精度,以及提高各部件的装配精度、安装精度,减小振动偏差,增加振动系统的稳定性。

3　实施效果

2006年4月26日完成上述改造后,振动机构的性能有很大提高,消除了振幅不稳定、偏振、冲击现象,杜绝了偏心轴变形、断轴情况的发生,大大提高了设备的可靠性,经过近半年使用,故障率为零,使铸机作业率提高了10%,铸坯质量提高1.5%。设备改造总投入费用不超过20万,与2004年初设计的将原机械振动方式改为液压振动方式的方案,需投入费用80万相比较,几乎没有投入,而且一年减少备件费用及人工费用50多万元;年综合经济效益约1000多万元。由于通过技术改造,振动装置的性能得到了很大改善,为今后提高工作拉速奠定了基础。

4　结语

马钢第一钢轧总厂圆坯连铸机振动装置经过技

术改造,其经济效益显著,设备运行可靠,生产稳定,其结构合理,振幅精度高,使用寿命长,安装方便,具有投资省、见效快等特点。

(收稿日期　2006-09-28)

(上接第32页)

油流出,而完好的液压缸待残油流完后不再有油流出;或者内泄严重的缸较内泄轻微的缸流出的油多。

4　结语

上述故障排除方法在以后的多次同类故障处理时得到了验证,快捷而且准确,节省了处理故障的时

间。当然,如果现场空间允许的话,每个液压缸的进出油管安装阀门,那问题会变得更简单,对于其他机械故障很容易发现和解决。

(收稿日期　2006-09-28)

85ANHUI METALL URG Y 2006年第4期　

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

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.

连铸结晶器总成

结晶器结晶器(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置的驱动功率，并使结晶器振动平稳。分类按拉坯方向上断面内壁的线型分结晶器的型式有弧形和直形两种；按其总体结构，不论弧形或直形均有套管式和组合式两种。套管式内壁铜管、内外水套组成的冷却水套和足辊是它的主要构件(图1)。直形或弧形的铜管外面由冷却水套、法兰和密封元件等组成供水、供油系统。为了保证铸坯有规整的外形尺寸，在结晶器底部安装了2～3组足辊，以利于提高拉速和防止铸坯脱方(见鼓肚与菱变)。图l 弧形套管式结晶器

1一结晶器罩}2一内水套；3一润滑油盖；4一内壁铜管 5一放射源容器；6一盖板；7一外水套；8一进水管； 9一回水管；10一接收装置；l l一水环； 12一足辊；13一定位销组合式由宽面及窄面4块复合壁板及外框架组成。多用于板坯连铸、大断面方坯连铸及异型坯连铸。组合结晶器的每块复合壁板又由用螺柱联结的内壁铜板(外侧面铣有冷却水沟)和外壁钢制水箱组成。内壁铜板和外壁间构成冷却水缝，以通水冷却。4块复合壁之间用夹紧机构压紧。为了实现结晶器在线调宽以及形成所要求的倒锥度，在结晶器的窄面壁板的上、下部分别装有4组调整装置。当组装好的结晶器及外框架放到振动台架上时，所有进、出水管自行接通。为了更好地保护结晶器的下口、防止过早过快产生大的磨损，紧挨着结晶器下口装有足辊或保护栅板。足辊或保护栅板与结晶器一起振动。结晶器与二冷第一段(直线段或扇形段)通过振动框架直接对中，便于结晶器与二冷第一段的准确定位。二者形成一个整体，可快速吊运。结构参数和尺寸设计结晶器的结构参数主要有断面尺寸、倒锥度、长度、水缝面积及铜壁的厚度等。图2板坯组合式结晶器 1～窄面调整机构；2一窄面铜板}3一外框架；4一水管；5一宽面调整机构； 6一宽面铜板；7、8一足辊

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。

板坯连铸机

连铸机基本操作规程 1、主要工艺参数：机型：立弯式直弧型连铸机弯曲半径：Ｒ＝6.5m～18m 铸机流数：一机一流浇注断面：150mm×650mm 流间距：1.7m 铸坯定尺：3000----9000mm 拉速范围：0.5----2.5m/min 结晶器型式：板式结晶器，水缝4mm，铜板长900mm 结晶器铜板长度：900mm 结晶器振幅：0---±4mm 振动方式：半板簧正弦振动振动频率：0～250次/min 引锭杆型式：柔性引锭杆送引锭杆速度：最大2m/min 中间包容量：7～8t 中间包浇注方式：浸入式水口保护浇注 2、浇注前的准备： 2.1中间包的准备 2.1.1中间包绝热保温材料，需选用涂抹保温材料 2.1.2砌制调整好的中间包必须先采用天然气小火烘烤 3.5小时后在开浇前采用大火烘烤2小时，确保中间包内温度达1100℃ 2.1.3浇钢前的浸入式水口需要乙炔或丙烷烘烤 2.1.4浇钢前必须检查塞棒调整情况以及水口有无堵塞，有堵塞必须及时清理 2.2结晶器及引锭设备 2.2.1检查浇钢操作箱（P3）按纽指示针是否正常 2.2.2检查结晶器内腔工作面应无渗水情况，进水总压力应在 0.6---0.8Mpa，并调整好结晶器水流量。 2.2.3检查结晶器振动是否正常 2.2.4检查结晶器保护渣的准备情况，必须使用烘烤干燥后的保护渣 2.2.5送引锭之前必须检查引锭杆是否严重变形，并应将引锭头上的冷钢，油污清理干净 2.2.6浇钢工应检查足辊段是否有冷钢，足辊是否活动，无间距后，方可通知送引锭 2.2.7放入结晶器内的引锭用冷料，必须事先烘烤。 2.3主控室操作准备 2.3.1 连铸开浇前30分钟，由主控工通知连铸水处理泵房送净循环水，并作好记录 2.3.2 操作台电源指示灯亮后，检查主控室操作台的电信号指示情况 2.3.3 联系值班主任与AOD炉前做好浇铸前的准备工作，保证水、气、电及合格钢水的供应 2.3.4浇钢工必须在送到引锭前严格检查结晶器冷却水情况和二冷段

结晶器介绍

结晶器结晶器-正文用于结晶操作的设备。结晶器的类型很多，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。常用的结晶器有：结晶槽一种槽形容器，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。强制循环蒸发结晶器一种晶浆循环式连续结晶器（图1）。操作时,料液自循环管下部加入，与离开结晶室底部的晶浆混合后，由泵送往加热室。晶浆在加热室内升温（通常为2～6℃），但不发生蒸发。热晶浆进入结晶室后沸腾，使溶液达到过饱和状态，于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上，使晶体长大。作为产品的晶浆从循环管上部排出。强制循环蒸发结晶器生产能力大，但产品的粒度分布较宽。

DTB型蒸发结晶器即导流筒-挡板蒸发结晶器，也是一种晶浆循环式结晶器（见彩图）。器下部接有淘析柱，器内设有导流筒和筒形挡板，操作时热饱和料液连续加到循环管下部，与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至加热器。加热后的溶液在导流筒底部附近流入结晶器，并由缓慢转动的螺旋桨沿导流筒送至液面。溶液在液面蒸发冷却，达过饱和状态，其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积，使晶体长大。在环形挡板外围还有一个沉降区。在沉降区内大颗粒沉降，而小颗粒则随母液入循环管并受热溶解。晶体于结晶器底部入淘析柱。为使结晶产品的粒度尽量均匀，将沉降区来的部分母液加到淘析柱底部，利用水力分级的作用，使小颗粒随液流返回结晶器，而结晶产品从淘析柱下部卸出（图2）。

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

常规板坯连铸机结晶器技术

常规板坯连铸机结晶器技术【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2006-12-07 11-07 杨拉道刘洪王永洪刘赵卫邢彩萍田松林 (西安重型机械研究所) 结晶器是连铸机中的铸坯成型设备, 是连铸机的核心设备之一。其作用是将连续不断地注入其内腔的钢液通过水冷铜壁强制冷却,导出钢液的热量,使之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯,并使这种芯部仍为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出，为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中，结晶器一直承受着钢水静压力、摩檫力、钢水热量的传递等诸多因素引起的的影响，使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下，工作条件极为恶劣，在此恶劣条件下结晶器长时间地工作，其使用状况直接关系到连铸机的性能，并与铸坯的质量与产量密切相关。因此，除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外，合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命的基础和关键。板坯连铸机一般采用四壁组合式（亦称板式）结晶器，也有一个结晶器浇多流铸坯的插装式结构。结晶器主要参数的确定 1 结晶器长度H 结晶器长度主要根据结晶器出口的坯壳最小厚度确定。若坯壳过薄，铸坯就会出现鼓肚变形，对于板坯连铸机，要求坯壳厚度大于10～15mm。结晶器长度也可按下式进行核算： H=(δ/K)2Vc＋S1＋S2 (mm)

式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度，mm K——凝固系数，一般取K=18～22 mm/min0.5 Vc——拉速，mm/min S1——结晶器铜板顶面至液面的距离，多取S1=100 mm S2——安全余量，S=50～100 mm 对常规板坯连铸机可参考下述经验：当浇铸速度≤2.0m/min时，结晶器长度可采用900～950mm。当浇铸速度2.0～3.0m/min时，结晶器长度可采用950～1100mm。当浇铸速度≥3.0m/min时，结晶器长度可采用1100～1200mm。 2 结晶器铜板厚度h 铜板厚度的确定是依据热量传热原理和高温下的使用性能，具体说，与铜板材质、镀层、机械性能、拉速、冷却水量的大小和分布等有关。研究表明，拉速高，铜板应随之减薄；反之，拉速低，铜板应随之增厚。在考虑上述诸多因素后，铜板的厚度可由下式确定：

结晶器原理

结晶器原理结晶是一个重要的化工过程，是物质提纯的主要手段之一。众多化工、医药产品及中间产品都是以晶体形态出现的，结晶往往是大规模生产它们的最好又最经济的方法。结晶过程是一个复杂的传热、传质过程。在溶液和晶体并存的悬浮液中，溶液中的溶质分子向晶体转移（结晶），同时晶体的分子也在向溶液扩散（溶解）。在未饱和溶液中溶解速度大于结晶速度，从宏观上看这个过程就是溶解；在过饱和溶液中结晶速度大于溶解速度，从宏观上看这个过程就是结晶。所以，结晶的前提是溶液必须有一定的过饱和度。连续结晶器和间歇结晶器相比具有以下优点：连续结晶具有收率高、能耗低、母液少、产品质量好、自动化程度高、设备占地面积小及操作人员少等优点。由于连续结晶器具有较高的生产效率，一套连续结晶器往往可以取代数套乃至数十套间歇结晶器，相应配套设备的数量也大大减少。对于医药产品的结晶，由于连续结晶器都是全密闭的，结晶器可以布置在GMP车间的外面，而仅将离心机、烘干和包装布置在GMP车间的里面，这将极大地减少GMP车间的面积，从而降低整个工程的投资。连续结晶器可以方便地和机械压缩泵组合，在低温下进行蒸发结晶，不但不需要蒸汽，而且无需冷冻水。节能的同时也避免了庞大的冷冻机投资。

过饱和度是结晶的一个重要参数。根据大量试验的结果证实，溶液的过饱和与结晶的关系可用上图1表示；图中的AB 线为普通的溶解度曲线，CD 线代表溶液过饱和而能自发地产生晶核的浓度曲线（超溶解度曲线），它与溶解度曲线大致平行。这两根曲线将浓度——温度图分割为三个区城。在AB 曲线以下是稳定区，在此区中溶液尚未达到饱和，因此没有结晶的可能。AB 线以上为过饱和溶液区，此区又分为两部分：在AB 与CD 线之间称为介稳区，在这个区域中，不会自发地产生晶核，但如果溶液中已加了晶种，这些晶种就会长大。CD 线以上是不稳区，在此区域中，溶液能自发地产生晶核。若原始浓度为 E 的洁净溶液在没有溶剂损失的情况下冷却到 F 点，溶液刚好达到饱和，但不能结晶，因为它还缺乏作推动力的过饱和度。从F 点继续冷却到G 点的一段期间，溶液经过介稳区，虽已处于过饱和状态，但仍不能自发地产生晶核。只有冷却到G 点后，溶液中才能自发地产生晶核，越深入不稳区（例如达到H 点），自发产生的晶核也越多。由此可见，超溶解度曲线及介稳区、不稳区这些概念对于结晶过程有重要意义。把溶液中的溶剂蒸发一部分，也能使溶液达到过饱和状态，图中EF ’ G’线代表此恒温蒸发过程。在工业结晶中往合并使用冷却和蒸发，此过程可由EG’’线代表。晶体成长的速率与过饱和度的关系如上图2所示。当然，结晶器出来的最终的晶体的尺寸不仅仅与晶体成长的速率相关，还与成核速率、耗散速率等有关。成核速率也与过饱和度相关，且受过饱和度影响要较成长速率受其影响来的大，从下图3我们可以看出来。

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

关于结晶器

18.什么是“凸形”结晶器? 答：“凸形”结晶器是康卡斯特公司推出的一种高效方坯结晶器技术，又名Convex结晶器。它的基本特征是：结晶器上部内腔铜壁面向外凸出而不是平的，即上口内圆角大于90°,往下沿整个结晶器长度方向上逐渐变为平面，即至铜管出口处内圆角又恢复到90°角,康卡斯特公司认为：上部凸面区传热效率高，角部气隙小，能使坯壳与结晶器尽量可能保持良好接触，坯壳向下运行时，逐渐冷却收缩并自然过渡到平面段。结晶器下部壁面呈平面正好适应了坯壳本身的自然收缩，使结晶器传热效率大为改善。 19．什么是自适应结晶器? 答：自适应结晶器是达涅利(Danieli)公司开发的一种高效方坯结晶器，又称Danam结晶器。其具体做法如下；采用薄型铜管，加大并调节结晶器冷却水压，使薄铜壁紧粘坯壳以消除气隙，实现高拉速。在Danam结晶器里，通过调节水压，使其上部对铸坯侧面和角部采取不同的横向冷却，来控制气隙的形成，确保坯壳均匀凝固。 20．什么是“钻石”结晶器? 答：“钻石”结晶器是VAI公司推出一种高效方坯结晶器，又称DIAMOND。VAI采用的技术解决办法如下：VAI认为提高拉速，坯壳在结晶器内生长的均匀性和增加坯壳厚度很重要，解决结晶器内坯壳生长均匀性问题，其本质就是如何降低结晶器内气隙热阻。VAI 采用比常规抛物线锥度大一些的新抛物线形锥度，提高整个结晶器长度上坯壳与结晶器的接触性，方便坯壳在结晶器内均匀生长。增加坯壳厚度的有效办法是延长结晶器长度，增加结晶器中铸坯质点在结晶器内的生长时间。VAI经过计算，认为铜管延长至1000mm长较好。采用过大的抛物线锥度和延长铜管至100mm后，会使结晶下部摩擦力增加很大，不利于拉坯。VAI通过研究，发现摩擦力过分增大的压力峰值出现在结晶器下部四角边沿区域。为了减小摩擦力，VAI采用从距结晶器顶部300～400mm处开始，一直到下口为直结晶器角部区域没有锥度，而且愈往下角部无锥度区域也增大。这种方法既确保了结晶器内坯壳的均匀生长，又有效防止了结晶器中尤其下部摩擦力的过分增大。VAI认为由于结晶器角部区域为二维热传递，因此在这个区域中小方坯角部区域的直接接触没有绝对必要，因为这个区域中的坯壳总能充分生长。 21．什么是压力水膜结晶器? 答：压力水膜结晶器是比利时冶金研究中心(CRM)和阿贝德厂(Arbed)联合开发的一种高效结晶器技术。具体做法如下：在结晶器下口固定有四块钢板，水从每块钢板上加工的狭缝喷射出来，钢板与结晶器面成直线放置，并与铸坯表面间留有小间隙，间隙使高速流动着的水充满并形成一层水膜。钢板上的狭缝向下倾斜，使得从中流出来的水能朝下流动。水膜既起强冷作用，又起支撑铸坯作用，这就是压力水膜结晶器。 22．什么是曲面结晶器? 答：曲面结晶器是中冶连铸开发的一种高效方坯结晶器技术。该技术是从传热角度，根据气隙产生的主要原因，通过对结晶器热变形和小方坯收缩的分析开发出来的。其基本特征如下：

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。

结晶器简介全解

结晶器简介连铸结晶器结构有哪几种型式按连铸机型式不同，结晶器可分为直的和弧形的两大类。按铸坯规格和形状来分，有小方坯、大方坯、板坯和异形坯结晶器。按结晶器本身结构来说，可分为3种类型：管式结晶器：它是用壁厚为6～12mm的铜管制成所需要的断面，在铜管外面，套有套管以形成5～7mm的冷却水通路，保证冷却水流速为每分钟6～10m。这种结晶器结构简单，制造方便，广泛用于小方坯连铸机上。整体式结晶器：它是用整块铜锭刨削制成的，在其内腔四周钻有许多小孔用以通冷却水。这种结晶器刚性好，易维护，寿命较长，但制造成本高，耗铜多，近几年已不采用。组合结晶器：它是由4块铜板组合成所需要的内腔。在20～50㎜的钢板上刨槽，并与一块钢板联结起来，冷却水在槽中通过。大方坯和板坯连铸机都用这种形式的结晶器。连铸结晶器应具有哪些性能结晶器是连铸机的重要部件。钢液在结晶器中凝固成型，结成一定厚度的坯壳并被连续拉出进入二次冷却区。良好的结晶器应具有下列性能： (1)良好的导热性，能使钢液快速凝固。每lkg钢水浇注成坯并冷却到室温，放出的热量约为1340kJ/kg，而结晶器约带走5～10％，即67～134kJ/kg，若板坯尺寸为250×1700mm，拉速为lm/min时，结晶器每分钟带走的热量多达20万kJ。而结晶器长度又较短，一般不超过lm，在这样短的距离内要能带走大量的热量，要求它必须具有良好的导热性能。若导热性能差，会使出结晶器的铸坯坯壳变薄，为防止拉漏，只好降低拉速，因此结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提。 (2)结构刚性要好。结晶器内壁与高温金属接触，外壁通冷却水，而它的壁厚又很薄(仅有10～20mm)，因此在它的厚度方向温度梯度极大，热应力相当可观，其结构必须具有较大的刚度，以适应大的热应力。 (3)装拆和调整方便。为了能快速改变铸坯尺寸或快速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结晶器都采用了整体吊装或在线调宽技术。 (4)工作寿命长。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度。

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