结晶器液压振动装置

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连铸机施工方案

目录一工程概况1．工程简介2．主要工艺流程3．主要设备实物量4．主要设备技术性能5．工程特点二施工前准备1．技术资料准备2．施工现场准备3．工、机具的准备4．劳动力需用计划和施工进度三设备安装方法1．安装工艺流程2．连铸机设备安装断面图3．主要设备安装要点目录四设备安装的技术要求1．结晶器振动装置2．扇形段安装五质量保证指标六安全措施一、工程概况1、工程简介：100t电炉炼钢连铸工程是为了适应安钢九五发展规划，解决已改造完成的2800mm中板轧机坯料供应而建。

板坯连铸机是其主要设备之一。

连铸车间由浇注跨、铸机跨、设备维修跨及出坯跨组成。

见施工平面图（一）。

浇铸跨布置有连铸机的钢包回转台、浇注平台、中间罐车、结晶器及振动装置，扇形段等主机设备，主要进行连铸机的浇注操作。

铸机跨设有连铸机的出坯辊道、一、二次火焰切割机、引锭杆存放装置、打号机、推钢机、垛板台等设备。

该跨主要进行铸坯的切割、打号和出坯操作。

2．主要工艺流程：3、主要设备实物量（在线设备）4、主要设备的技术性能4.1连铸机的主要技术性能机型：V AI直结晶器连续弯曲连续矫直弧形坂坯连铸机连铸机台数×流数：1×1连铸机基本半径：8m浇铸断面：厚：150、200、250mm宽：950～1500mm定尺长度：1600～2500mm铸机速度范围：0～2.2m/min引锭杆装入方式：下装切割方式：在线一二次焰切割出坯方式：辊道十推钢机／垛扳台出坯辊面标高：＋0.8m浇注平台标高：＋11.3m4.2中间罐形状：巨形容量：30t(32t溢流)水口控制方式：塞棒加滑动水口塞棒机构形式：手动杠杆式（行程200mm）滑动水口形式：三板式滑动水口（液压驱动）水口直径：50～80mm4.3结晶器形式：直结晶器带自动调宽（停机时）结晶器尺寸：宽：950～1500mm厚：150、200、250mm 结晶器振动装置：液压式4.4弯曲段可浇板8坯：宽：950－1500mm厚：150、200、250mm 辊数：15对（辊径Φ150mm）4.5弧形扇形段（扇形段1、2、3、4、5段）弧形半径：8000mm弧形段数量：5段辊数：Φ250驱动辊5对Φ230mm自由辊30对辊缝：130mm～350mm4.6矫直扇形段（6、7段）矫直扇形段段数：2段可浇板坯：950～1500mm150、200、250mm辊数：驱动辊2对自由辊6对辊径：300mm4.7水平扇形段（8、9、10段）可浇板坯：宽：950～1500mm厚：150、200、250mm水平扇形段数量：3段辊径：Φ300辊数：驱动辊3对自由辊18对5、工程特点：5.1工程量大连铸机在线设备就近2000t设备,另外还有维修跨设备、起重机设备安装、钢结构安装等。

液压振动在双流板坯连铸的应用

１３．功能说明
量漏油。针对这一情况，密封形式和接头进行改造，带对用
有骨架的组合垫代替Ｏ型圈，时将接头的结构形式重新同进行了设计，造后接头与油缸之间的因为密封件损坏的改漏油现象基本消除。另外，由于振动台的防护不好，旦发～生漏钢，会烫坏振动台的液压设备；据现场环境，振将根对动台进行保护性遮挡，足振动台液压设备的使用环境要满
流，动单元可以互换；幅Ｏ８振振～ｍｍ（４ ± ｍｍ）振动频率；范围，计范围０４０次／ｎ操作范围４～３０次／ｎ设￣０ｍｉ．Ｏ０ｍｉ；振动曲线，弦和非正弦．正弦最大系数为０７结晶器导正非．；向系统的设计形式．性预拉力板簧在２个水平面中引导挠结晶器；却水连接．动器与供水采用法兰连接形式；冷振导向精度，坯宽度方向在士０１铸．ｍｍ之间，坯厚度方向在铸土０１．ｍｍ之间；正弦系数（ｕ最大０７非ｔ）ａ．。
作原理见图１。
（）动参数：幅、率、正弦系数等在线调节；１振振频非（）缸直接与结晶器振动台连接，此在系统中没有２油因弹性形变，控精度高；可（）动运动采用标准的液压控制阀；３振（）确、４准耐磨和低维护的结晶器导向系统；（）螺旋弹簧补偿重量来减少油缸载荷。５用

连铸结晶器液压振动系统的H∞混合灵敏度控制与仿真

ｅｔｄｌｗｅｅｅｔｌｈｄＨｍｉｅｅｓｔｉｐｒａｈＷｄｐｅｏｓｍｕａｅｔｅｕｃｒｉｔｓｏｙｒｕｉｓｒｏｏｃｌｔｇｍａｉｍｏｅｓｒｓａｉｅ．ｃｂｓｘｄｓｎｉｖｔａｐｏｃａａｏｔｄｔｉｌｔｈｎｅｔｎｉｆｈｄａｌｅｖｓｉａｉｉｙｓａｅｃｌｎ
摘要：连铸机结晶器振动装置可以保证在浇铸过程中板坯与结晶器壁不发生粘结以获得良好的铸坯表面质量，所以要求液压振动系统运动轨迹准确，精度高，稳定性好。本文通过建立相应的结晶器液压伺服系统的数学模型，采用Ｈ控制
对液压系统参数摄动等的不确定性因素进行了仿真，结果表明所设计的Ｈ控制器具有良好的跟踪特性和对参数摄动的鲁
ｓｓｅｕｃａａｔｓｄｉｔｒｎｃ．ＳｍｕａｉｎｒｓｔｈｗｈｔｔｏｕｓｙｔｍｓｓｈａｐｒｍｅｅｒｓｕｂａｅｉｌｔｅｕｌｓｓｏｔａｈｅｒｂｔＨｍｔｌｓｏｘｄｓｎｉｉｉｙｃｎｒｌａｍｋｈｎｒｅｎｏ
ＣｏｔｎｕｕｓｎｏｄｎｉｏｓＣａｔｇＭｕｉｌ
Ｆｉｊｎ，Ｌｉｇｈｎ．ＴＮｈｏａ。ｕＸｎｉＩｎｃｕＯＧＣａｎｎｇａＹ（．ｅａｍｎｏｏｐｔｒｎｕｏａｉ，ＩｆｍｔｎＳｉｃｎｅｈｏｇｎｖｒｔ，１ＤｐｒｅｔｆｍｕｅｄＡｔｍｔｎｎｏａｉｃｅｅａｄＴｃｎｌｙＵｉｓｙｔＣａｏｒｏｎｏｅｉ

连铸机结晶器液压振动停振现象分析

作者简介：张友坡（９９。。１７一）男山东郓城人。０１２０年毕业于东北大学流体传动及控制专业。现为济钢第三炼钢厂助理工程师，从事液压
２停振现象分析
４２翻钢机改造．将由一根分为两根，方便安装和调整；钢板加厚，增加梁的强度和刚度。在翻钢机拨爪两侧焊加两块三角加强板，增强抗变形能力。
能满足一般的伺服系统，但由于本系统中的伺服阀尺寸不大，该过滤器难以达到理想效果。
过滤器
应伺服阀的阀芯位置故障报警。停振故障发生后，如果立即将操作开关复位后，再重新启动故障有时会消除。
表１２００６年结晶器振动停振的统计项目第１季度
改造前
改造后
构简单，护方便，证了钢坯的热装热送，大降维保大低了后续工序的能源消耗，提高了产能。
图３拨爪改造前后对比
７８
维普资讯 ຫໍສະໝຸດ 张友坡连铸机结晶器液压振动停振现象分析
２００７年第４期
中圈分类号：Ｆ４．Ｔ３１６文献标识码：Ｂ文章编号：０４４２（０７０－０８０１０－６０２０）４０７－２
济南钢铁（团）司第三炼钢厂连铸结晶器振集公动是从国外引进的先进技术。该系统自投入使用以来，直存在着突发性的停振现象，一容易造成铸机断流、断浇的事故发生，响了连铸机的正常生产。影
０．５～±６ｍ，频为４ｍ）振０～３０次，ｉ，０ｍｎ自动无级可调。振动液压缸尺寸为１５ｄ９ｍＸ２ｍ，２／ｐ０ｍ５ｍ液压系统工作压力２ａ０ＭＰ。

用于结晶器振动的电液控制步进液压缸研究

工作。
图１频率５Ｈｚ幅３１１正弦振动负载特性曲线振１１１１
８６
液压与气动
２１第３期０１年
对于板坯连铸结晶器振动，可以采用外置电液还伺服阀控制非对称伺服油缸与位移传感器闭环伺服系统来实现。这种方案的优点是采用模块化设计，系统
１概述
４技术方案
电液控制步进液压缸是集成精密机械、液压、电气
根据结晶器振动以重力为主以交变惯性力为辅的
于一体的高技术专用产品，于板坯连铸结晶器振动。用
在板坯连铸结晶器振动中，一般情况下大吨位结晶器用双缸同步驱动，小吨位的结晶器用单缸驱动。本较文将结晶器总的运动质量当量分配到单台油缸上，然
６ｏｏ
５００Ｚ０４０
由步进电机驱动、珠丝杠螺母传动的三通大流滚量伺服阀，直动式伺服阀，样可减少系统控制环为这
节，高工作可靠性。大 Nhomakorabea量直动式伺服阀的唯一缺提
点就是阀芯液动力较大，可以通过合理设计滚珠丝这杠与步进电机的技术参数来满足驱动阀芯运动的动力
要求。
３００
２００
】０Ｏ０
收稿日期：０００－２１－８３０作者简介：尚增温（９９）河北巨鹿人，究员，要从事１５一，研主

连铸机结晶器振动液压系统通用模型分析

ｆｏｒｔｈｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆｃｙｓｒｔｌａｌｉｚｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｅｒ；Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｒ；Ｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；ＰＩｃｏｎｔｒｏｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｒｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｅａｃｈｐａｒｔｗａｓｄｅ — ｄｕｅｅｄ．Ｔｈｅｇｅｎｅｒｌａｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｎｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｉｎｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎｄ￣ｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｗｅｒｅｍａｄｅ．Ｔｈｅ
ＨＵＡＮＧＳｏｎｇ，ＸＵＹｉｍｉｎ，ＤＵＣｈａｎｇｙｕａｎ，ＺＨＯＵＦｅｉｙｉ，ＦＡＮＧＸｉａｏｌｉ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）

连续铸钢技术项目设计方案

连续铸钢技术项目设计方案1.1 连铸技术的发展概况连续铸钢是钢铁冶金领域内发展最快、最受重视和最为成功的技术之一，其原因在于连铸技术具有显著的技术经济优越性，是钢铁生产流程中结构优化的重要环节。

转炉的发明者亨利·贝塞麦(Herry Bessemer)于1846年首先提出了连续浇注的概念并于1857 年获得专利权。

从那时以来，近一个世纪的时间里，世界上的一些冶金工作者在连续浇铸技术方面进行了有益的探索，上世纪三十代，德国人容汉斯开创性的提出结晶器振动法，浇注铜铝合金获得成功，使有色合金的连续铸造应用于生产，金属(铜、铝)的连续铸造获得了工业应用。

但钢液的连续浇铸却始终没有获得工业化[1]。

钢的连铸取得突破性进展是由1945 年，容汉斯(S.Junghans)及其合作者罗西(I.Rossi)采用了振动式结晶器代替以前的固定式结晶器，解决了固定式结晶器拉坯漏钢的难题，钢水的连铸才首次获得成功。

1950 年容汉斯和曼内斯曼(Mannesmann)公司合作，建成了世界上第一台能浇铸 5 t 钢水的连铸机[2]。

钢水连铸获得巨大成功的另一重要的技术关键是英国人哈里德(Halliday)提出的“负滑脱(Negative Slip)”的概念。

“负滑脱”能够有效地防止了凝固壳与结晶器的粘结和更好地改善润滑。

20 世纪40 年代，德国建成了第一台浇注钢水的实验性连铸机。

连铸技术在20 世纪50 年代初开始步入工业应用阶段，70 年代以后钢的连铸技术迅速发展，80 年代连铸技术日臻完善，一个国家的连铸技术水平的高低己成为衡量其钢铁工业现代化程度的重要标志。

20 世纪90 年代，随着钢的连铸技术的日益成熟，连铸技术又有新的重大发展。

从那时以来，薄板坯连铸(连轧)技术在世界上获得了重大发展;薄带连铸技术也受到广泛重视，进行了深入研究；高效连铸技术随之出现，并获得了迅速发展。

今天，钢的连铸技术无论从深度和广度上，都远远超过了20 世纪80年代的水平。

液压结晶器振动台的伺服阀分析及修复

，
，
发出修正指令由伺服阀根据需要向液压缸提供压力和
，
流量直到实际动作曲线与样本曲线
，
，
一
致
。
其次液压结晶器振动台允许在浇铸过程中改变由
，
浇铸速度决定的振动频率行程高度和振动曲线形状；而
浅谈电梯限速器校验
王国华。
赵杨
，
( 大连市特种设备监督检验所辽宁大连
l 16 0 2 0
J
硬速器的安全性能大大降低
￡损加剧或者金属元件疲劳保养清洁不到位等都会造成限速器调磨为此文中介绍了电梯限速器的校验仪
、
频率乃
至振动曲线的功能在邯钢连铸连轧 ( C S P ) 的生产实践中
发现液压结晶器振动台出现两端液压缸不同步振动有
，
、
偏差振动台不动作无位置信号等影响生产现象究其
、、
，
原因这些故障大多是由伺服阀引起的
。
一
境中造成伺服阀的振动响应曲线变坏
，
用频率为
。
5Hz
、
切又都是由计算机借助于液压伺服阀来实现
控制系统向伺服阀
幅值为
1 0 ％的正

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结晶器液压振动装置在
板坯连铸机上的应用及实践

1 前言
安钢第三炼钢厂于1999年11月投产，采用结晶器液压振动装置的板坯连铸机。本文对
液压振动及运行情况进行简介，分析和探讨振动参数及出现的铸坯表面质量问题，并对液压
振动参数进行优化，从而提高了铸坯表面质量，使表面横裂纹大幅度减少。

2 板坯连铸机主要参数
第三炼钢厂现有100t超高功率电弧炉一座，LF精炼炉一座，一台液压振动的直结晶器
弧形板坯连铸机，铸机的主要参数如下：
基本弧半径 8m；
结晶器长度 900m；
浇注断面厚150mm、宽950 ~ 1250mm，
厚200mm、宽1200 ~ 1500mm，
厚250mm、宽1200 ~ 1500mm；
工作拉速 150mm 1.6~1.7m/min，
200mm 1.2~1.4m/min，
250mm 1.0m/ min；
结晶器液面控制电磁涡流控制，
液面波动±3mm；
结晶器振动方式液压伺服控制振动；
设计年产量 67万t / a 。

3 液压振动装置简介
液压振动装置由两个相互独立的机械单元组成，两单元可互换，并用C - 型框架相连，
通过直接采用液压缸和耐磨损板簧导向系统，可实现高振频下的最小水平位移。
结晶器液压伺服振动装置由电气控制部分和液压驱动部分组成。电气控制部分组如图
1
[1]
所示。
振幅/频率/非正弦系数
运行/较正/事故故障/安全循环阀
模式/状态/报警一级PLC

VDC
230VAC

液压系统
伺服和传
感器现场
单元

伺服控
制PID
单元
设定/显示

单元

接口单元
功能发生器

16微处理器
控制单元

图1 功能发生器组成框图
液压振动电气控制部分是一个单独的子系统，结晶器的液压振动参数可一级或二级
MMI（人机接口）上设定，设定值通过H1网上的铸流PLC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。液压驱动部分由基础框架支撑，框架用螺栓固定
在基础上，振动驱动液压缸直接放置在结晶器台架下，液压缸为直接伺服驱动型。

4 液压伺服控制的结晶器振动技术
由奥钢联设计的液压振动装置可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2所示。

t
y

正弦
非正弦

图2 正弦与非正弦示意图
实际生产中波形为锯齿波，使结晶器慢上快下，上升时间占整个周期的比例大，下降时
间占比例小；由于上下移动距离相同，下降速度高，从而实现了负滑脱；并可通过调整上下
所占时间比例来调节负滑脱时间和距离。
文献
[2][3]
均认为，应用液压伺服结晶器非正弦振动技术，具有降低结晶器与初始疑固坯

壳之间的摩阻力、降低漏钢率、大幅度提高拉速和铸坯表面质量的优点。
5 结晶器振动参数的优化
1）奥钢联（VAI）设计的液压振动基本参数基本控制参数有：
C1 零速时振频；
C2 振频/拉速综合系数；
C3 零速时振幅；
C4 振幅/拉速系数。
振频的计算公式 f = C1 + C2 ×V ；
振幅的计算公式 S= C3 + C4 ×V ；
其中 C2是S的函数C2 = f（S）。
通过在一级或二级MMI上改变C1到C4参数值，可以调振幅S、振频f的大小。
2）液压非正弦振动在生产中应用及出现的问题
板坯生产初期，按照外方提供的振动控制参数，选择表1所示的一组参数（优化前），
非正弦系数C6 = 0.6和0.65，其振幅、振频与拉速V的关系如图3。

表1 优化前后振动参数对照表
C1 C2 C3 C4
优化前
170 -15 1 4
优化后
170 10 4 0

图3 振幅、振频与拉速的关系
由图3可看出，在此振动参数条件下，振幅随拉速增加而增大，如V = 1.4m/min时S =
6.6mm；振频随拉速增加而减小，V = 1.4m/min时，f降至149c/min；由公式OMS = V/f可
知，其振痕间距将随拉速增加而增大，如在V = 1.4m/min时，OMS = 9.4mm。
在上述振动参数条件下生产的铸坯，经酸洗后发现窄面的振痕较深，用扫描仪测量深度
情况如图4所示。平均振痕深度为0.50mm，最深达1.4mm，并在铸坯宽面及角部有大量不
规则柳叶形深振痕，在深振痕处都存在长度不一的横向裂纹，特别是角部横向裂纹更明显。
中板轧制后出现大量的板材横裂纹及边裂废品和协议材，使2000年四季度每月由于横裂纹
和边裂造成的废品量均在900t左右。

6
4 4 4 4
2 2

出
现
次
烽
/
个

0.68 0.64 0.47 0.51 0.55 振痕深度/mm 0.59 0.42 0.38 0.34 0
.
2
5

12
10
8
6
4
2
0

图4 振痕深度统计
3）液压振动参数的优化及使用效果
研究指出
[4]
，铸坯振痕深度与角横裂纹发生率存在如图5所示的关系。即随着振痕

深度的增加，角横裂纹的发生率也随之增加，而结晶器的振动频率、振幅影响都影响振
痕深度[4]，如图6所示。同时，振痕深度也随着振痕间距的增加而增加[4]。
对振动输入参数进行优化，以期提高振频、降低振幅、减小振痕间距，采用表1所
示优化后的振动参数，优化后振频、振幅与拉速的关系如图7。
优化前后振频、振幅及振痕间距对照如表2所示。

图5 振痕深度与角横裂纹的关系
图6 振幅、振频与振痕深度的关系
图7 优化后振频、振幅与拉速的关系
表2 优化前后振频、振幅及振痕间距对照表
拉速/m・min-1 振幅/mm 振频/ c・min 振痕间距/mm
1.2 优化前 5.8 152 7.9
优化后
4 182 6.6
1.4 优化前 6.6 149 9.4
优化后
4 184 7.6

使用优化参数生产的铸坯经酸洗后发现，振痕深度大大减小，平均均0.25mm，＞0.4mm
的深振痕数量显著下降，由原平均20~30个/ m（如图4所示），减少至＜5个/ m；横裂纹长
度由原平均10~45mm/个，减为2~5mm/个；振频增加后，振痕谷底平滑不易产生表面横裂
纹的振痕上升80%~95%；原占99%以上的钩形振痕基本消除。中板轧制后，横裂造成的废
品量及废品率均显著下降，表3是中板两周轧制结果。
表3 中板两周轧制结果
周第一周（2.1-2.7）第二周（2.10-2.17）
废品量/ t
105 98

在使用优化振动参数的基础上，进一步提高振频，采用以下振动参数：C1 = 185、C2 =
10、C3 = 4、C2 = 0 ，同时适当降低结晶器水量和二次冷却强度。其振幅、振频和振痕间距
见表4。

表4 提高振频后的振幅和振痕间距
拉速/m・min-1 振幅/mm 振频/ c・min-1 振痕间距/mm
1.2 4 197 6.1
1.4 4 199
7.0

采用上述措施后基本消除了横裂纹废品，三月上旬的横裂纹废品只有23t 。
7 结束语
1）安钢板坯连铸生产，采用低振频、高振幅的振动方式不能适应实际的生产需要。
2）优化后的振动参数采用高振频、小振幅，将振频随拉速增加而减小改为振频随拉速
增加而增大，振幅随拉速增加而增加改为振幅随拉速增加而减少。提高了铸坯的表面质量，
基本适应板坯连铸的生产需要。

参考文献
1 张长征等. 现代板坯连铸机中结晶器液压振动装置 . 河南冶金，2000,2 : 35~36 .
2 A.Wagner, A.Ganter, J.Watzinger. 奥钢联（VAI）中等厚度板坯连铸技术最新进展.钢铁,1999中国钢铁年
会论文集.
3 施永敏等. 连铸结晶器中等技术的发展 . 连铸, 1997,2 : 3~7.
4 王新华 . 安钢板坯振痕度测定报告.