结晶器非正弦振动曲线
结晶器非正弦振动的应用与分析
· １７ ·
《结晶器非正弦振动 的应用 与分析 》
区 ｖ—ｖｃ较小 ，而在负滑动区 ｖ—ｖ 较大的振动波形， 以降低负滑动时间 ＮＳＲ或增大正滑动时间 ｔ 。
根据结 晶器振动的运动轨迹 ，可将结晶器的振 动方式 分为非 正弦 型和正 弦 型两类 。 ２．１正 弦型振 动
０
如 图 ２ 所 示 。从 下 界 曲 线 可 以 看 出 ，当
用 ，Ｆ，可 用下 式表 示 ：
２ 结 晶器 振 动 的分析 与 比较
最初 的连 铸机 结 晶 器是 静 止 的 ，在 拉 坯 过 程 中
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ·）
坯 壳 极 易 与结 晶 器壁 发 生粘 结 ，从 而 导致 拉不 动或
拉漏事故。同时 ，为 了减少拉坯摩擦力 ，避免钢水
式 中 ， 为保 护 渣 的粘 度 ，ｖ为结 晶器 的振 动速
可得 ： ＮＳ：１一 ｙｃ
由图 １可 知 ，当 ＝ 时 结 晶器 中 的坯 壳处 于 受拉和压的临界状态 。此时的负滑动率 ＮＳ＝３６．３４ ％。 此值为负滑动率 的极 限值 ，当 ＞ 时 ，即 ＮＳ＞３６．３４％ 时 ，结 晶 器 对 坯 壳 不 产 生 负 滑 动 ； ＮＳ＜３６．３４％时产 生负 滑动 。
Ｖ
图 １ 正 弦 振 动 速 度 曲线
ＮＳ： Ｖ 一１， ×１００％
（１ －
２）
式 中 ＮＳ 滑动率 ，％ ； 一拉坯速度 ，ｍ／ｍｉｎ；
厂＜ 时 ， 不 产 生 负 滑 动 ； 当 Ｚ Ｊ厂 ≤ ｚ 时，负滑动时间增大较快；当
振动平均速度： ：詈冗 ’ ｎ（ｗｅ）ｄｅ＝２ ，“
表 面裂 痕 ，并 有利 于获 得 理想 的表 面质 量 。因此 ，
《连铸结晶器非正弦振动波形分析与优化》范文
《连铸结晶器非正弦振动波形分析与优化》篇一一、引言在连铸生产过程中，结晶器的振动对于铸坯的质量具有至关重要的影响。
传统的正弦波形振动在许多情况下已经能够满足生产需求，但在某些特殊工艺条件下，非正弦振动波形可能表现出更优越的性能。
本文旨在分析连铸结晶器非正弦振动波形的特点，探讨其优化方法，以期提高铸坯的质量和生产的效率。
二、连铸结晶器非正弦振动波形分析1. 波形特征非正弦振动波形相较于传统的正弦波形，具有更加复杂的数学特征。
其波形包含了多种频率成分，能够更好地适应连铸过程中的复杂工艺条件。
非正弦波形的引入，可以有效地减少铸坯的表面裂纹和夹渣等缺陷，提高铸坯的表面质量。
2. 影响因素非正弦振动波形的形成受到多个因素的影响，包括设备的驱动系统、振动参数的设置以及结晶器与坯料的相互作用等。
其中，设备的驱动系统决定了波形的基频和幅值，而振动参数的设置则会影响波形的形状和频率分布。
此外，结晶器与坯料的相互作用也会对波形产生一定的影响。
三、非正弦振动波形的优化1. 优化目标非正弦振动波形的优化目标主要包括提高铸坯的质量、减少设备故障率以及提高生产效率。
通过优化波形，可以使得铸坯表面更加光滑，减少表面裂纹和夹渣等缺陷，同时降低设备的能耗和维护成本。
2. 优化方法（1）参数调整：通过调整设备的驱动系统和振动参数，改变波形的形状和频率分布，以达到优化目的。
（2）模型优化：建立连铸过程的数学模型，通过模拟和仿真来分析不同波形对铸坯质量的影响，从而找到最优的波形。
（3）实践验证：在生产过程中进行实践验证，通过对比不同波形的生产效果，选择最优的波形进行生产。
四、实验与结果分析为了验证非正弦振动波形的优化效果，我们进行了实验研究。
实验中，我们分别采用了传统的正弦波形和非正弦波形进行连铸生产，并对比了两种波形的生产效果。
实验结果表明，非正弦波形在减少铸坯表面裂纹和夹渣等缺陷方面表现出更优越的性能，同时提高了生产效率。
通过对实验数据的分析，我们找到了最优的非正弦波形，并将其应用于实际生产中。
非圆齿轮驱动结晶器非正弦振动的研究
鎏ｚ 羹－ 《
（ｃ）ＮＳＲ与口和ｃ的关系 图４ 振动工艺参数随参数ｃ、卢的变化趋势
‘ｗ。—‘ｒ｝
知：（６０／，）一“Ｊ
负滑动率ＮＳ为
６０
ｒ训伫］
‘８）
２
与现有非圆齿轮驱动装置的比较
椭圆、蜗线和偏心圆齿轮是三种常见的封闭
ＮＳ：１一——睾毪—一
１００叻ｃ
（９）
Ｊ。枷）／２如峨
非圆齿轮，其中前两种已应用于连铸机结晶器振 动机构，用来实现非正弦振动形式［５＿６］，并取得了 较好的工艺效果。文中提出的新式非圆齿轮与这 三种非圆齿轮相比，有两个突出的优点，更适合用 来驱动结晶器非正弦振动。 在相同的频率与振幅下，新式非圆齿轮能实
箱、偏心轴及其连杆组成，连杆Ｂ点与振动台相 连，如图１所示。
ｉ，一÷ｃ。ｓ（伫一等） 。１一了。０５【伫一言’
则结晶器最大速度段非圆齿轮的节曲线方程为
（３） （３）
房ｎ
变频电机 变速减速器 图ｌ ３
，
黼
鲫一÷［ｓｉｎ（伫一等）＋ｓｉｎ粤］１
ｒｌｌ＝Ａ／（１＋ｉ１）
｝
‘４’
铄
Ｂ１嚣
％一Ａ一，，，
Ｊ
丝研
Ｉ（Ｄ Ｉ，则结晶器振幅为偏心轴偏心距的３倍。
当电机转动时，振动台随连杆做上下往复振动。
Ｂ‘
‘
东羹
非正弦振动装置简图
（１） （２） （２’
ｍ一÷ｓｉ暗＋胁ｄ伫］
鬟紫’
ｒ２２一Ａ—ｒ１２
ｆ
ｊ
∞’
式中，Ｐ，ｚ为非匀速段非圆齿轮１的极角ｍ：、ｒ２２分别为非
匀速段非圆齿轮１、非圆齿轮２的向径。
１．２
非圆齿轮副的参数确定 非圆齿轮的节曲线由ｆ和口确定，ｃ∈（ｏ，１），
结晶器振动全解
连铸技术
结晶器振动参数对拉速的影响
研究表明，采用高频振动有利于提高拉坯速度， 而且提高拉速还有利于减少振痕。但在一定的 工艺条件下，拉坯速度受到冷却速度及设备精 度的限制，提高拉速将会导致拉漏率的上升。
23
连铸技术
2.2. 结晶器正弦振动的特性分析
目前描述负滑脱的参数较多，对于同一振幅、频率和拉 速的情况下，这些参数给出了不同的数值。但它们当 中独立的参数只有两个：负滑动率 NS 和负滑脱时间 tN。因为负滑脱参数直接关系到铸坯的脱模和铸坯的 质量，所以参数 NS和tN被称为工艺参数。 目前国外有关文献报道，大多数的负滑脱时间取值范围 在 0.1s ~ 0.25s，认为对于不同的钢种最佳负滑动 时间为 0.1s 左右。至于负滑动率 NS，国内外有关 文献报道在 NS值为-20%～240%范围内变化进行 浇铸，结果对铸坯脱模及表面质量没有任何不利影响。 可见，对于负滑动率 NS 的取值范围是很宽的，工艺 参数的确定主要是确定负滑动时间。
27
连铸技术
28
连铸技术
① 全部 tN 曲线与 Ns＝-0.024 的射线交于顶点，在一 定的拉速范围内，对于任何一拉速和 tN 曲线都有两 个交点，它们分别对应一个高频率和一个低频率。这 两个频率对应相同的负滑动时间。 ② 全部 tN、Ns 曲线相交于坐标系原点 0 点，曲线的 下部相互靠近，并重合于 Ns＝-0.3634(负滑动率极 限值)曲线。s 值越大它们越靠近，tN值越小它们重 合的线段越长，tN＝0 时与 Ns＝-0.3634 曲线全部 重合。 ③ 增大 s 值，可增大 tN 曲线在拉速 Vc轴上的投影， 因此可根据不同的工作拉速选择相应的 s 值。
4
连铸技术
1—同步式振动 2—负滑脱振动 3—正弦振动 图 1 结晶器振动方式
结晶器非正弦振动波形构造及其同步控制模型
结晶器非正弦振动波形构造及其同步控制模型1. 引言- 研究结晶器的非正弦振动波形构造及其同步控制模型的背景和意义- 综述结晶器振动控制相关研究现状2. 结晶器非正弦振动波形的构造方法- 简述传统正弦振动控制方法的缺陷- 提出基于波形合成的非正弦振动波形构造方法- 详细介绍构造方法的流程和实现过程- 对比分析非正弦振动波形与正弦波形的控制效果3. 结晶器非正弦振动波形的同步控制模型- 介绍结晶器振动同步控制的理论基础- 建立基于非正弦振动波形的同步控制模型- 分析模型的控制特性和应用效果4. 结晶器振动控制系统的设计与实现- 设计基于非正弦振动波形的控制系统- 包括硬件设计和软件实现- 详细描述实现过程和系统性能测试结果5. 实验结果及分析- 在结晶器振动控制实验平台上进行非正弦振动波形控制实验- 对实验数据进行分析和总结- 对比实验结果与模型预测结果，验证模型的有效性和可靠性6. 结论- 总结研究工作的主要成果和亮点- 展望结晶器非正弦振动波形控制的未来发展方向- 提出后续研究工作的建议和展望第一章：引言1.1 研究背景和意义结晶器是用于生产晶体材料的核心设备之一。
其振动控制是优化结晶器操作的重要措施之一。
传统的结晶器振动控制方法采用正弦波振动，但这种方法存在许多缺陷，例如波形单一、控制精度不高等。
因此，为了更好地控制结晶器振动，提高晶体生长的质量和效率，研究结晶器非正弦振动波形构造及其同步控制模型具有重要的现实意义和应用价值。
1.2 相关研究现状在结晶器振动控制领域，已经有很多学者对传统正弦波振动的缺陷和改进进行了深入的研究和探讨。
例如，利用多单元PID控制策略进行振动控制，使用非线性控制策略进行振动控制等。
此外，还有一些学者探索基于滑模控制的结晶器振动控制方法。
但是，这些方法难以实现结晶器振动波形的复杂控制，无法满足实际应用的需求。
第二章：结晶器非正弦振动波形的构造方法2.1 传统正弦振动控制方法的缺陷传统的结晶器振动控制方法采用正弦波振动的缺点在于波形单一、控制精度不高、无法实现复杂波形控制等。
《2024年连铸结晶器非正弦振动波形分析与优化》范文
《连铸结晶器非正弦振动波形分析与优化》篇一一、引言连铸技术是现代钢铁工业的重要环节，其中结晶器的振动对铸坯的质量具有决定性影响。
传统的连铸结晶器多采用正弦振动波形，但在实际生产过程中，由于多种因素的影响，非正弦振动波形变得较为常见。
本文旨在分析连铸结晶器非正弦振动波形的特点及其对铸坯质量的影响，并探讨相应的优化措施。
二、非正弦振动波形分析1. 波形特征非正弦振动波形相较于传统的正弦波形，其特点在于波形的不规律性和复杂性。
在连铸过程中，结晶器的非正弦振动通常受到设备参数、铸坯特性以及外部环境等多重因素的影响。
非正弦波形的特征参数包括波峰数、波谷数、波峰波谷的幅度比等。
2. 影响因素（1）设备参数：结晶器本身的机械性能、振动系统的稳定性等都会对非正弦波形的形成产生影响。
（2）铸坯特性：铸坯的成分、温度分布等也会影响结晶器的振动波形。
（3）外部环境：如温度、湿度等环境因素也可能导致非正弦波形的出现。
三、非正弦振动波形对铸坯质量的影响1. 铸坯表面质量非正弦振动可能导致铸坯表面出现不规则的凹凸不平，增加表面缺陷的概率。
2. 内部组织结构非正弦振动波形可能影响铸坯的冷却速率和凝固过程，从而影响其内部组织结构。
四、优化措施1. 优化设备参数通过调整结晶器及振动系统的机械参数，如振动频率、振幅等，以达到改善非正弦波形的效果。
同时，对设备进行定期维护和检修，确保其运行稳定。
2. 调整铸坯成分与温度控制根据铸坯的成分和温度分布特点，调整连铸过程中的工艺参数，如浇注温度、冷却水流量等，以减少非正弦波形的产生。
3. 引入先进控制技术采用先进的控制算法和控制系统，如模糊控制、神经网络控制等，对连铸过程中的振动波形进行实时监测和调整，以实现更精确的波形控制。
4. 强化操作管理加强操作人员的培训和管理，提高其对连铸过程的理解和操作技能，减少人为因素导致的非正弦波形问题。
五、结论连铸结晶器的非正弦振动波形是影响铸坯质量的重要因素。
结晶器非正弦振动波形构造方法
2023-11-07
目 录
• 引言 • 结晶器振动的基本原理 • 非正弦振动波形的特点 • 非正弦振动波形的设计 • 非正弦振动波形的实验验证 • 结论与展望
01
引言
研究背景和意义
结晶器是工业生产中重要的设备之一，主要用于分离和提纯物质。非正弦振动波 形能够提高结晶器的分离效率，降低能耗，具有重要的实际应用价值。
题提供了新的思路和解决方案。
研究不足与展望
• 研究不足：尽管本文已经对结晶器非正弦振动波形构造方 法进行了较为深入的研究，但在实际应用方面仍存在一些 不足之处。例如，实验中使用的结晶器模型仅为简化版， 可能无法完全模拟实际生产过程中的复杂情况。此外，对 于不同类型和规模的结晶器，该方法的效果和适用性仍需 进一步验证。
其他因素
除上述因素外，还有设备结构、物 料性质、操作条件等也会影响结晶 器的振动。
03
非正弦振动波形的特点
非正弦振动波形的基本概念
• 非正弦振动波形是指一类不是由正弦函数生成的振动波形， 这类波形具有一些独特的性质，如具有更高的频率内容，更 复杂的相位结构等。
非正弦振动波形的优点
• 非正弦振动波形具有许多优点，例如它可以有效地防止信号的谐波失真，提高信号的清晰度和纯净度。此外，非正弦振 动波形能够提供更大的动态范围，从而增加了信号的对比度。
研究不足与展望
展望：未来研究可以针对以下 几个方面进行深入探讨
1. 进一步完善结晶器非正弦振 动波形构造方法，提高波形的
多样性和适用性；
2. 将该方法应用于不同类型和 规模的结晶器中，验证其普适
性和效果；
研究不足与展望
3. 结合工业生产实际需求，将该方法与现有工艺相结 合，提高结晶器的生产效率和产品质量；
连铸结晶器非正弦振动函数及工艺参数研究
型的确定提供了参考。
关键字：连铸；结晶器；非正弦振动；波形函数；振动工艺参数
文献标志码：A
文章编号：0449-749X（2014）08-0042-06
Investigation of Non-Sinusoidal Oscillation Waveform Function and Technological Parameters for Continuous Casting Mold
Abstract：At the time of preventing the steel leaking, the non-sinusoidal Oscillation techniques can shorten the negative strip time and enhance the slab surface quality during steel continuous casting. But Non-sinusoidal vibration’s acceleration is higher than sine vibration, and it is easy to impact thus reduce the mold movement stability. To solve this problem, a new type of waveform function of the mold non-sinusoidal oscillation is constructed, in which the acceleration can be adjusted to the realistic situation to ensure the dynamic characteristics of the waveform function. For this waveform function, in the case of constant acceleration, the enlargement of the waveform deviation factor results in the shortness of negative strip time. The character of non- sinusoidal oscillation can be enlarged without affecting the movement smoothness of mold. Moreover, in the case of the constant waveform deviation factor, the shorter negative strip time makes the acceleration smaller. So at the time of enlarging the mold movement smoothness, the slab surface quality can be enhanced. By analyzing the parameters of oscillation technology, the calculation method of each oscillation technological parameter is presented, the multi- technological- parameter curves are given and provides reference for establishing the control model of casting speed and oscillation frequency. Key words：continuous casting；mold；non-sinusoidal oscillation； waveform function；oscillation technological parameters
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结晶器非正弦振动曲线的傅立叶级数解张炳奇杜素周严洪凯杨海江雷艳钗张少军
摘要：根据薄板坯连铸机结晶器的振动波形解出了一种非正弦振动曲线的级数表达式,并进行了分析。
关键词：结晶器非正弦振动
Progression Equation of Non-Sinusoidal Oscillation of Mold Zhang Bingqi Du Suzhou Yan Hongkai Yang Haijiang Lei Yanchai
（Handan Iron & Steel Corp.）
Zhang Shaojun
（University of Science & Technology, Beijing）Abstract：According to the mold oscillation wave of thin slab continuous casting machine, this paper makes out a progression equation of
non-sinusoidal oscillation wave and gives analysis on it.
Keywords：mold non-sinusoidal oscillation
1 引言
随着高速连铸和连铸连轧的发展,对结晶器的振动提出了更高的要求。
原来的机械振动机构已不能满足拉速和表面质量的要求。
主要原因是采用高频率、小振幅的机械振动机构虽然可以满足负滑脱时间的要求,但同时也减少了正滑脱时间,这样不利于结晶器的润滑。
因此,国外开发了液压伺服系统驱动的非正弦振动方式,这种振动方式可方便地改变振动波形,以达到理想的振动参数,满足生产需要。
非正弦振动波形有许多种,以邯钢引进的西马克连铸连轧生产线的连铸机结晶器振动波形为例(如图1所示)进行了数理分析,建立了振动波形的运动方程,并对振动参数进行了分析。
图1 非正弦振动的速度曲线
2 非正弦振动的运动分析
西马克公司的一条振动曲线如图1所示。
由于曲线为周期函数,可以取关于纵轴对称的一个周期的曲线进行研究,如图2所示。
图2 一个周期的非正弦曲线
西马克公司并未给出曲线的函数表达式,但通过分析,设其函数表达式为余弦曲线和直线的组合;并设其周期为2l,最大速度为Vmax,最小速度为Vmin,那么在x′-y坐标系中,其表达式为:
(1)
式中
m点坐标为曲线与x′轴交点坐标的2倍
则在x-y坐标系中,曲线b的函数表达式为:
(2)
式中c——为偏移量
将上式f(x)按傅立叶级数展开,则
令m/l=k
1(变形系数),c/=k
2
(偏移系数),
则
要使f(x)的积分即位移—时间函数也为周期函数,显然f(x)的常数
项V(1-k
1-k
2
)应等于零,因而k
1
+k
2
=1。
其意义为如果要增加变形(k
1
减小),
那么就会增加偏移量(k
2增大);反之,要减小变形(k
1
增大),就要减小偏
移量(k
2
减小)。
所以非正弦振动曲线的函数表达式为
(3)
当k→0时
f(x)即为一条与x轴重合的直线,结晶器不会振动。
当k
→1时,则
1
f(x)即为标准的余弦函数,结晶器按标准余弦曲线振动。
图3是在工况(K=2,f=3001 /min)下不同k
(分别取
1
0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0)的波形曲线。
时的波形
图3 不同k
1
3 非正弦振动和正弦振动负滑脱时间的比较
非正弦振动的负滑脱时间(见图4)
图4 非正弦振动负滑脱时间
(4)
式中K=/V
拉
——结晶器最大下降速度
V
——拉速
拉
令k
=1,即为正弦振动时的负滑脱时间Δt。
1
4 结论
即可改变振动波形,因而调整波形表非常方便。
(1)改变k
1
(2)采用这种振动方式,在不改变其他参数的条件下,减小k
可使下
1
降速度增大,故可使拉速提高。
(3)采用这种振动方式可在不改变其它参数的条件下减小负滑脱时间,同时增大正滑脱时间,有利于结晶器润滑。