劉　亮，徐曉文

（湘潭鋼鐵有限公司 寬厚板廠，湖南 湘潭411101）

結(jié)晶器振動(dòng)可以防止坯殼與銅板粘結(jié)而發(fā)生漏鋼事故，同時(shí)減少澆注過程銅板與坯殼之間的摩擦阻力，起到改善鑄坯表面質(zhì)量的作用。結(jié)晶器振動(dòng)目的能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵取決于振動(dòng)方式的選擇和參數(shù)的確定。從振動(dòng)參數(shù)研究入手，結(jié)合奧鋼聯(lián)板坯連鑄機(jī)本身特點(diǎn)，選擇非正弦運(yùn)動(dòng)方式，合理確定了振頻、振幅、波形偏斜率等參數(shù)，達(dá)到了穩(wěn)定生產(chǎn)、改善質(zhì)量的目的。

1　振動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)備

1.1DYNAFLEX振動(dòng)裝置

湘鋼板坯連鑄機(jī)采用VAI開發(fā)的DYNAFLEX振動(dòng)裝置，液壓缸直接連到結(jié)晶器，采用比例伺服閥控制，振動(dòng)頻率0～400 Hz，振幅0～12 mm，其振幅、振頻、負(fù)滑脫等參數(shù)可通過系統(tǒng)中在線調(diào)整，設(shè)備部件包括：板簧裝置，底板連接梁，零號(hào)扇形段耳軸座，結(jié)晶器配水板，振動(dòng)臺(tái)架，左板簧組，右板簧組，裝有伺服閥塊的液壓缸，緩沖彈簧，底板。

1.2　結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)分析

振幅的選擇應(yīng)考慮到在最大拉速下不使拉速與振幅比值過小，且在避免臨界振動(dòng)頻率過高的前提下，應(yīng)盡量采用小振幅。而在確定最小振幅時(shí)因?yàn)榭紤]到最小拉速，也不能使拉速與振幅比值過大，以保證較短的負(fù)滑動(dòng)時(shí)間。一般情況下，選擇振幅值在4～7 mm范圍內(nèi)比較合適。對(duì)于任何給定的拉速、振幅值，都有1個(gè)臨界振動(dòng)頻率［1］。如當(dāng)波形偏斜率α為0.2時(shí)，由負(fù)滑脫時(shí)間為0時(shí)，可得到臨界振動(dòng)頻率為74.3 Hz；當(dāng)結(jié)晶器振動(dòng)頻率小于臨界振動(dòng)頻率時(shí)，負(fù)滑脫時(shí)間不存在，無法控制粘結(jié)，故取振動(dòng)頻率值時(shí)應(yīng)避開振動(dòng)頻率小于臨界值的情況出現(xiàn)；在振動(dòng)頻率的可取值范圍內(nèi)，隨著波形偏斜率α的增大，負(fù)滑脫時(shí)間減少，雖然負(fù)滑動(dòng)率值有所增加，對(duì)結(jié)晶器內(nèi)脫模情況有利，但振動(dòng)加速度增大，對(duì)設(shè)備沖擊加大，不利于保持設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定，故波形偏斜率α取值宜在0.2～0.4。

1.3　結(jié)晶器振動(dòng)方式選擇

正弦振動(dòng)過程中鑄坯與結(jié)晶器之間時(shí)刻存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)速度按正弦規(guī)律變化，加速度則按余弦規(guī)律變化，所以過渡比較平穩(wěn)，沖擊力較小。與正弦振動(dòng)相比，非正弦振動(dòng)的最大特點(diǎn)是上升時(shí)間比下降時(shí)間長(zhǎng)，因而加大了保護(hù)渣的消耗量，使結(jié)晶器彎月面附近的液體摩擦力減少［1］，同時(shí)在結(jié)晶器下移過程中，非正弦振動(dòng)下移速度快、移動(dòng)時(shí)間短，有利于減小振痕深度，且在負(fù)滑脫期間，結(jié)晶器相對(duì)坯殼下移距離等于甚至大于正弦振動(dòng)時(shí)的下移距離，對(duì)坯殼有很好的壓合效果［2］。非正弦振動(dòng)較正弦振動(dòng)能獲得更好鑄坯表面質(zhì)量，其優(yōu)勢(shì)明顯。非正弦系數(shù)從0.5提升到0.65后，對(duì)應(yīng)的波形偏斜率參數(shù)達(dá)到0.3，非正弦振動(dòng)加強(qiáng)，坯殼與銅板粘結(jié)情況得到改善，鑄坯表面振痕深度明顯降低。

2　板坯連鑄機(jī)振動(dòng)優(yōu)化實(shí)踐

振痕深度是衡量鑄坯表面質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，過深的振痕會(huì)造成鑄坯表面裂紋和成分的偏析。振痕深度與負(fù)滑脫時(shí)間有關(guān)，負(fù)滑脫時(shí)間越長(zhǎng)，則振痕越深，振痕處坯殼夾渣就越嚴(yán)重，漏鋼的可能性隨之增加?？刂普窈凵疃刃杩紤]負(fù)滑脫時(shí)間和拉速、振幅的匹配關(guān)系來實(shí)現(xiàn)［3］。湘鋼板坯連鑄機(jī)在使用過程中存在坯殼與銅板粘連、振痕深度過深的情況。振動(dòng)參數(shù)及運(yùn)動(dòng)方式選擇所應(yīng)遵循的基本條件［4］：1）負(fù)滑脫時(shí)間在0.1 s左右，保證振痕深度在允許范圍之內(nèi)。2）正滑脫時(shí)間＞0.1 s，保證保護(hù)渣消耗量＞0.3 kg/m，保證結(jié)晶器內(nèi)有足夠的潤(rùn)滑，減少坯殼粘連。3）必須有一定的負(fù)滑動(dòng)超前量，能夠保證坯殼的愈合。

遵照上述原則，將原振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后振幅4～5 mm，振頻160～170 Hz，負(fù)滑脫時(shí)間0.1～0.12 s，結(jié)晶器上升時(shí)間長(zhǎng)且速度平緩，在正滑動(dòng)時(shí)間里結(jié)晶器振動(dòng)速度與拉坯速度之差減小。結(jié)晶器內(nèi)摩擦阻力減小，初生坯殼所承受的拉伸應(yīng)力減少，坯殼粘連的幾率得到降低。結(jié)晶器下降時(shí)間短且速度快,在負(fù)滑動(dòng)時(shí)間里結(jié)晶器振動(dòng)速度與拉皮速度差值加大，作用于初生坯殼的壓應(yīng)力增大，有利于脫模，且負(fù)滑脫時(shí)間短，鑄坯表面振痕深度降低，表面質(zhì)量得到改善［5］。湘鋼板坯連鑄優(yōu)化前后振動(dòng)參數(shù)如表1所示。

表1　湘鋼板坯連鑄振動(dòng)參數(shù)優(yōu)化前后對(duì)照

3　結(jié)語

優(yōu)化振動(dòng)參數(shù)，可以使鑄坯振痕深度明顯降低，杜絕粘結(jié)情況出現(xiàn)，從而使鑄坯表面質(zhì)量得到改善。振動(dòng)參數(shù)設(shè)置應(yīng)遵循一定原則，負(fù)滑脫時(shí)間越低越能降低振痕深度，現(xiàn)階段負(fù)滑脫時(shí)間在0.1 s時(shí)可以兼顧設(shè)備與工藝雙方需求。