板坯连铸结晶器及振动装置的研究

从传热学和结构力学角度,分析了结晶器的温度场和应力场,采用解析法和有限元法计算了结晶器的热应力和变形.针对原来的正弦振动机构存在的问题,提出了改进方案:采用椭圆齿轮变速器实现非正弦振动,并分析了改造后的结晶器的振动规律.同时,对结晶器与板坯之间的摩擦力加以分析.采用非正弦振动使负滑脱时间短,正滑脱时间长,结晶器向上运动速度与铸坯运动速度差较小.振痕深度大为减轻,减少坯壳与结晶器的摩擦力,减少粘结漏钢,提高连铸机拉坯速度,铸坯表面质量明显提高.     

连铸结晶器两种非正弦振动的比较与分析

本文对非正弦振动和三角形振动这两种不贩连铸结晶器振动方式进行比较。     

连铸结晶器正弦振动控制系统的研究

由于优化结晶器振动参数是发展高效连铸技术的重要方法,振动参数很小的变化都会对生产过程产生巨大的影响,所以通过研究了连铸结晶器正弦振动波形的数学函数表达式以及位移和速度曲线,建立结晶器振动控制系统模型,对PID控制器参数进行整定的方法来模拟振动的响应,然后通过实验验证控制系统的可行性。最终的得到合适的振动参数。     

连铸结晶器非正弦振动波形的研究

根据运动叠加原理推导出一种连铸结晶器的非正弦振动波形,分析了该波形的振幅、频率、偏斜率、动力学特性及满足拉坯速度所必需的各种工程参数,并给出了这些参数的取值范围,使之适合于实际应用.为结晶器非正弦振动技术的实际应用提供了必要的理论基础.     

连铸结晶器非正弦振动共振分析

根据谐波共振理论,连铸结晶器做非正弦振动且振频低于振动机构自然频率时,由于谐波频率是振频的整数倍,一部分幅值较大的谐波可引发共振.利用傅里叶变换对连铸结晶器非正弦振动加速度函数进行谐波分析,得该波形谐波幅值与振幅、振频、非正弦因子和谐波阶数的变化关系,从理论上给出一种削弱共振的方法.当结晶器振动机构的自然频率已知时,不同振频下可引起共振的谐波阶数是确定的.通过谐波幅值与各振动参数的变化关系,得到不同振动参数组合对应的谐波幅值.采用谐波幅值较小的振动参数组合,可削弱共振现象对连铸结晶器振动机构的不利影响,减小结晶器偏摆量,维持钢液液面稳定,改善连铸机工作状况.     

连铸结晶器的双源复合激振原理及振动同步控制模型

针对目前结晶器电动激振系统的性能缺陷,提出一种新型双源复合电动激振器.首先阐明双源复合激振器的机构原理,建立结晶器振动系统的运动模型;基于傅里叶级数建立偏心轴式激振器周期速度的表达式,给出结晶器振幅、振频和波形偏斜率的调控方法,并结合双源激振器驱动方式,提出基于双源激振器基本运动参数的工艺同步控制模型;最后以某钢厂板坯...     

结晶器液压振动系统及其控制方法

液压比例伺服阀在结晶器振动方面的应用,是一种新型的结晶器振动技术,可以取代传统的机械式振动装置。它所构成的系统简单,维护方便,可以实现很复杂的振动曲线,完美地满足不同钢种工艺需要的振动参数。本文阐述了一种结晶器液压振动控制方案,通过改造系统和变换给定的方法能够取得较好的控制效果,对结晶器液压振动的控制技术发展有参考价值。     

板坯连铸结晶器摩擦力计算与影响因素研究

结晶器摩擦力是反映坯壳与结晶器润滑摩擦状况的一个重要参数。因此提出了计算结晶器摩擦力的物理和数学模型，讨论了主要连铸工艺参数如拉坯速度、保护渣、碳质量分数、板坯尺寸和振频等对摩擦力的影响。现场监测结晶器摩擦力的结果验证表明，该模型是可行的，可为深入研究连铸坯的热力学行为提供有利手段。     

连铸结晶器摩擦力在线检测方法研究

对液压振动下的板坯连铸结晶器摩擦力检测方法——摩擦功法进行了研究,阐述了摩擦功法的检测原理和实现方法,并通过现场试验对检测方法误差进行了分析和验证.基于板坯连铸结晶器摩擦力的现场实测数据,讨论了拉速变化对摩擦力影响,并对正弦和非正弦振动方式下的摩擦力检测结果进行了分析.结果表明,运用摩擦功法进行摩擦力检测,能够很好地反映铸坯与结晶器之间的摩擦和润滑状况,为摩擦功法用于液压振动下铸坯与结晶器之间摩擦力的在线检测提供了理论参考和实验依据.     

宝钢板坯连铸结晶器平均热流

对宝钢板坯连铸过程结晶器平均热流的研究发现，当拉速增加到1．2m／min以上时，由于结晶器冷却水进、出水温差不再增加，结晶器宽边平均热流不再随拉速的增加而进一步提高．结晶器的平均热流与钢的碳含量之间有明显关系，含碳0．11％左右的钢浇铸时结晶器宽面和窄面的平均热流均最低．当拉速超过1．0m／min，在浇铸碳含量为0．002％～0．05％和0．13％～0．15％的钢时，相当数量的炉次结晶器窄边热流接近甚至超过宽边热流，表明采用较高拉速浇铸这两种碳含量钢时结晶器窄边锥度偏大．     

板坯连铸结晶器异常预报方法研究

结晶器是钢水凝固成型的核心设备,其内部的传热和摩擦直接决定铸坯的表面裂纹和满钢等各类异常.是实现高效连铸的关键因素.基于功率法检测到的板坯结晶器摩擦力实测数据,对摩擦力的异常预报方法进行了研究.建立了以BP人工神经网络为基础的异常预报模型,并开发出相应软件.对应现场的异常记录,离线预报结果表明:软件能够对满钢、水口断裂及液位波动等各类异常进行预报,并具有一定的预报提前量.证明了方法的可行性,并显示出极大的应用潜力.     

改进的主元分析法在连铸结晶器过程监测中的应用

将改进的主元分析(PCA)方法应用于连铸结晶器的过程监测.基于板坯连铸结晶器摩擦力实测数据进行仿真分析,结果表明,改进的PCA避免了Q统计量的保守性,从而能够更有效地识别过程故障与工况改变引起的T2统计量的变化.与传统的PCA方法相比,改进PCA具有更强的故障检测能力.     

板坯连铸结晶器数值模拟

运用Fluent 6.3对板坯连铸结晶器进行数值计算,研究拉速、水口浸入深度及水口开口角度对流场的影响.结果表明:对于断面1400 mm×230 mm结晶器,随拉速增加,液面最大水平和垂直流速均增加,而窄边冲击点的位置基本不变,随距液面距离增加,窄边速度先增加后减小,直至趋向于零;当拉速超过1.2 m.min-1时,液面水平速度增加明显.随水口浸入深度增加,液面最大水平流速减小,浸入深度超过140 mm时,最大水平流速变化不明显;垂直于液面方向的最大速度逐渐增加;对窄边冲击点影响较小.随水口开口向下角度增加,液面最大水平流速减小后增加,水口开口向下12.5°时液面最大水平流速最小,而水口开口向下10°～12.5°时窄边冲击点速度最小.     

高效连铸结晶器的应用实践

实践表明抛物线锥度结晶器可使拉速显著提高 ,漏钢率降低 ;采用端面密封结晶器可提高铜管寿命 ;采用固定导流水套可解决铸坯菱变问题。     

薄板坯连铸工艺因素对结晶器非稳定流场特征参数的影响

利用波高仪和粒子示踪法在1∶1的水力学模型中研究了薄板坯连铸工艺参数对结晶器内非稳定流场特征参数的影响.结果表明:流场特征参数随时间变化具有一定的周期性.随着拉坯速度增加,平均射流撞击位置下降,平均回流区中心深度下降,平均波高增加;同时,撞击点、回流区中心深度和波高的变化范围增大,周期减小,结晶器内流动不稳定程度增大.随着水口浸入深度增加,平均射流撞击位置下降,平均回流区中心深度下降,平均波高减小;同时,撞击点、回流区中心深度和波高的变化范围减小,周期增加,流场不稳定程度减小.随着水口出口角度增加,平均射流撞击位置下降,平均回流区中心深度下降,平均波高减小;对于较大的水口出口角,尽管结晶器内流场非稳定流动范围较大,但是流场的运动周期较大,液面波动的非稳定程度却较小.     

热型连铸工艺凝固过程的数值模拟

采用直接差分的方法对热型连铸工艺凝固过程的稳定温度场进行了模拟,绘制了热型连铸工艺凝固过程的温度曲线,分析了铸型出口温度、冷却条件、连铸速度和型内金属液温度对凝固温度曲线的影响．铸型出口温度、冷却条件、连铸速度依次为影响液固界面的主要因素,型内金属液温度对液固界面的影响很小．     

材料组成对薄板坯连铸保护渣消耗量影响

薄板坯保护渣的材料组成与其消耗量有很强的依赖关系,根据保护渣流淌长度与消耗量的正比关系,自行设计一种研究薄板坯连铸保护渣消耗量新实验方法。实验通过调节Li2CO3、NaF、Na2CO3、CaF2及人造冰晶石的质量分数及保护渣的碱度,测得了不同含量助熔剂情况下的保护渣的粘度和流淌长度。实验结果表明,助熔剂含量增加以后,保护渣粘度显著降低,流淌长度也得到了明显的增加;各种助熔剂对增加流淌长度的次序,即影响消耗量的次序为Li2CO3>NaF>Na2CO3>人造冰晶石>CaF2。     

保护渣对连铸二冷水中氟含量的影响

调查了使用不同氟含量保护渣时连铸二冷水中F-质量浓度的变化,并在实验室研究了保护渣组分及保护渣在水中的浸泡时间对水浸液中F-质量浓度的影响. 研究结果表明,A厂使用低氟保护渣,二冷水中F-质量浓度增幅为1.2～24.3mg*L-1,水样呈中性;B厂使用高氟保护渣,二冷水中F-质量浓度增幅为57.9*#mg*L-1,水样呈酸性. 保护渣中氟含量越高,保护渣在水中的浸泡时间越长,渣中氟向水中的转移量就越多. 控制保护渣中氟不超过2%,有利于减弱保护渣氟的浸出对二冷水的危害. 在研究的组成范围内,碱度CaO/SiO2和Li2O对渣中氟的浸出无明显影响. 增加保护渣中B2O3含量,有利于降低保护渣中氟在二冷水中的浸出.