專利名稱：連續(xù)鑄造結(jié)晶器振動(dòng)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到連續(xù)鑄造。
本發(fā)明特別地涉及到在連續(xù)鑄造設(shè)備中，用于結(jié)晶器振動(dòng)的方法和裝置，特別是連續(xù)鑄鋼的設(shè)備。
在連續(xù)鑄造中，特別是連續(xù)鑄鋼期間，為往結(jié)晶內(nèi)壁與連續(xù)鑄鋼坯殼之間引入潤(rùn)滑劑，連續(xù)鑄造結(jié)晶器是振動(dòng)的。其目的是防止或減少坯殼粘到結(jié)晶器內(nèi)壁。
人們已經(jīng)提出了很多用于連續(xù)鑄鋼的振動(dòng)機(jī)構(gòu)和方法。使設(shè)備產(chǎn)生正弦運(yùn)動(dòng)的機(jī)械振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用得比較廣泛。正弦振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式已證實(shí)適宜用于較低的和中等的澆鑄速度，即拉坯速度。
從西德第2002366號(hào)專利人們知道，為了提高澆鑄速度可以按其與拉坯速度的比例提高振幅來調(diào)節(jié)正弦振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。其它出版物中也是提出根據(jù)拉坯速度提高振動(dòng)頻率。如果運(yùn)動(dòng)的坯殼與正弦振動(dòng)的結(jié)晶器之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的特性曲線按比例地轉(zhuǎn)為較高即2到6米/分之間的拉坯速度，則必須得到一相應(yīng)地增大振幅或提高振頻，或者既增加振幅也增加振頻。采用這種振動(dòng)方式，特別是對(duì)于難澆的諸如所謂較粘的鋼種不能獲得令人滿意的結(jié)果。
除正弦振動(dòng)之外的運(yùn)動(dòng)，還有許多其它的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式，例如，日本公布的61-162256號(hào)專利說明書對(duì)此進(jìn)行了介紹。通常在這些非正弦振動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式中，向上的沖程與向下的沖程的時(shí)間周期是不同的，例如，呈1∶3的比值。在一個(gè)位移與時(shí)間關(guān)系曲線圖中這些振動(dòng)方式用鋸齒形線來表示。結(jié)晶器能靠液壓裝置或相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。就振幅和頻率而言，產(chǎn)生非正弦運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置是很容易調(diào)節(jié)的。盡管如此，特別是對(duì)于指定的較粘的鋼種來說，由于澆鑄速度很高時(shí)產(chǎn)生的振痕較大，且易出現(xiàn)漏鋼，鑄坯表面的質(zhì)量是不能令人滿意的。
本發(fā)明的目的在于為連續(xù)鑄造，特別是為連續(xù)鑄鋼提供一個(gè)能夠改善鑄坯表面質(zhì)量的結(jié)晶器振動(dòng)方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于為連續(xù)鑄造，特別是為連續(xù)鑄鋼提供一個(gè)既能在開澆時(shí)，也能在澆鑄過程中較大幅度地改變拉坯速度，并在此過程中同時(shí)減少鑄坯表面缺陷的結(jié)晶器振動(dòng)方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于為連續(xù)鑄造，特別是為連續(xù)鑄鋼提供一個(gè)即使?jié)茶T較粘的鋼種時(shí)，也能在澆鑄過程中調(diào)節(jié)澆鑄速度，并能改善鑄坯表面質(zhì)量和減少漏鋼的結(jié)晶器振動(dòng)方法。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是為連續(xù)鑄造，特別是為連續(xù)鑄鋼提供一個(gè)澆鑄速度高于已經(jīng)獲得的(例如，厚板坯2到6米/分，薄板坯和方坯4到10米/分)的結(jié)晶器振動(dòng)方法。
為連續(xù)鑄造，特別是為連續(xù)鑄鋼提供一個(gè)可改善鑄坯表面質(zhì)量的結(jié)晶器振動(dòng)裝置也是本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是為連續(xù)鑄造，特別是為連續(xù)鑄鋼提供一個(gè)既能在開澆時(shí)，也能在澆鑄過程中獲得相對(duì)較大幅度地改變拉坯速度，并同時(shí)減少鑄坯表面缺陷的結(jié)晶器振動(dòng)裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是為連續(xù)鑄造，特別是為連續(xù)鑄鋼提供一個(gè)即使?jié)茶T較粘的鋼種時(shí)，也能在澆鑄過程中調(diào)節(jié)澆鑄速度，同時(shí)能改善鑄坯表面質(zhì)量和減少漏鋼的結(jié)晶器振動(dòng)裝置。
本發(fā)明相伴的目的是為連續(xù)鑄造，特別是為連續(xù)鑄鋼提供一個(gè)澆鑄速度高于已經(jīng)獲得的例如，厚板坯2到6米/分，薄板坯和方坯4到10米/分的結(jié)晶器振動(dòng)裝置。
象其它發(fā)明一樣，上述目的隨著說明書的進(jìn)展本發(fā)明所獲得的目的將會(huì)變得明顯。
本發(fā)明一方面是一種連續(xù)鑄造的方法，例如，連續(xù)鑄鋼的方法。這種方法包括在一個(gè)確定具有一個(gè)入口端和一個(gè)出口端的澆鑄通道的連鑄結(jié)晶器中形成一根連鑄坯。形成步驟包括將熔融材料，例如，鋼水，引入結(jié)晶器入口端，并使熔融材料至少有一部分在結(jié)晶器中凝固。鑄坯在第一個(gè)方向上經(jīng)結(jié)晶器出口端由澆鑄通道中被拉出，而結(jié)晶器則在使后者(指澆鑄通道)交替地在第一個(gè)方向上及與此相反的第二個(gè)方向上移動(dòng)的情況下進(jìn)行振動(dòng)。結(jié)晶器振動(dòng)裝置是這樣進(jìn)行調(diào)節(jié)的，當(dāng)拉坯速度由第一速度區(qū)提高到1.2米/分或稍低的預(yù)定速度時(shí)，最好是由第一速度區(qū)從靜止提高到大約0.8～1.2米/分的預(yù)定速度時(shí)，振動(dòng)頻率隨著坯拉的加速提高了。結(jié)晶器振動(dòng)裝置還可這樣調(diào)節(jié)，振動(dòng)頻率保持恒定，而使振幅在拉坯速度由預(yù)定值提高到第二速度區(qū)的同時(shí)，隨著拉坯的加速而提高速度。
振動(dòng)步驟是這樣有利地進(jìn)行結(jié)晶器的位移以鋸齒狀隨著時(shí)間進(jìn)行周期性變化。也可有利地調(diào)節(jié)結(jié)晶器振動(dòng)裝置，這樣，在一個(gè)振動(dòng)周期中，基本上是通過使結(jié)晶器在第一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)而且在該方向上結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)時(shí)間約為0.1秒，使結(jié)晶器的速度超過拉坯速度。這種方法在第一和第二速度區(qū)均可運(yùn)用。
最好的方法是，當(dāng)拉坯速度在第一速度區(qū)加速時(shí)，使振動(dòng)頻率由大約60～120周期/分中的一個(gè)值提高到大約120～200周期/分中的一個(gè)值。
本發(fā)明的另一方面在于一種連續(xù)鑄造裝置，例如，一種用于連續(xù)鑄鋼的裝置。此裝置包括一個(gè)連鑄結(jié)晶器，諸如，一個(gè)為連續(xù)鑄鋼而設(shè)計(jì)的結(jié)晶器，而這個(gè)結(jié)晶器具有為一個(gè)熔融材料(例如，鋼水)用的入口端和為這些材料的連續(xù)坯用的出口端的澆鑄通道。出口端位于與第一個(gè)方向上的進(jìn)口端相間隔。此裝置另外還裝有一個(gè)使結(jié)晶器進(jìn)行振動(dòng)的機(jī)構(gòu)，這樣后者(指結(jié)晶器)能在第一個(gè)方向和與此相反的第二個(gè)方向上交替移動(dòng)。另外還備有調(diào)節(jié)結(jié)晶器振動(dòng)的裝置及包括使結(jié)晶器有效振動(dòng)的程序計(jì)算機(jī)，以此方式可使拉坯速度由第一速度區(qū)提高到1.2米/分或約稍低時(shí)，使振動(dòng)頻率提高。最好是用計(jì)算機(jī)在拉坯速度由第一速度區(qū)由靜止提高到大約0.8～1.2米/分的預(yù)定速度時(shí)，使振動(dòng)頻率由大約60～120周期/分之中的一個(gè)值提高到大約120～200周期/分中的一個(gè)值。還可以用計(jì)算機(jī)裝置編程序以使振動(dòng)頻率基本上保持不變的，而當(dāng)拉坯速度由預(yù)定速度提高到第二速度區(qū)時(shí)，使振幅隨拉坯速度增大。
有利的是，振動(dòng)機(jī)構(gòu)也能使結(jié)晶器的位移以鋸齒狀隨時(shí)間而變化。用計(jì)算機(jī)編程序也是有利的，這樣在一個(gè)振動(dòng)周期中，基本上是通過結(jié)晶器在第一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)，而且在這個(gè)方向上結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大約為0.1秒，使結(jié)晶器的速度超過拉坯速度。這種方法在第一速度區(qū)和第二速度區(qū)均可運(yùn)用。
調(diào)節(jié)裝置中還包括一個(gè)比較器，用于將鑄坯和結(jié)晶器之間的摩擦力與一個(gè)參考值進(jìn)行連續(xù)比較，并連續(xù)地將表示的差值信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)裝置中去。然后，計(jì)算機(jī)裝置響應(yīng)所接收的信號(hào)進(jìn)行操作，改變結(jié)晶器的振動(dòng)方式，這樣減少了鑄坯和結(jié)晶器之間的摩擦力。
根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)方法和振動(dòng)裝置，在連續(xù)鑄造過程中可以獲得改進(jìn)的鑄坯表面質(zhì)量。特別是當(dāng)拉坯速度必須根據(jù)工藝背景或因與預(yù)定煉鋼生產(chǎn)周期時(shí)間進(jìn)行變化時(shí)，這一優(yōu)點(diǎn)更是事實(shí)。它減少了振痕的形成。若將本發(fā)明的方法和裝置與適宜的潤(rùn)滑劑合并使用，即使較粘的鋼種，其振動(dòng)痕跡上產(chǎn)生裂紋的趨勢(shì)也顯示了減小的趨向。因而結(jié)晶器振動(dòng)的初始漏鋼即所謂的滲鋼，以及出結(jié)晶器后的漏鋼現(xiàn)象都可減少。拉坯速度，亦人們所知的澆鑄速度，根據(jù)本發(fā)明方法和裝置亦可比常規(guī)的方法和裝置有所提高。
第一速度區(qū)的振動(dòng)頻率亦可逐步升高或在某些其它情況下隨著拉坯速度的提高而升高。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法，當(dāng)拉坯已從第一范圍區(qū)加速時(shí)第一速度區(qū)的振動(dòng)頻率可與拉坯速度按比例由開始時(shí)的大約60～120周期/分中的一個(gè)值或靜止?fàn)顟B(tài)升高到大約120～200周期/分中的一個(gè)值。振動(dòng)頻率的升高可遵下述公式f＝k·vnc;式中f為振動(dòng)頻率;k為一個(gè)常數(shù)，其數(shù)值為大約100～200周期/分的一個(gè)值;vc為拉坯速度;n為小于0.5的一個(gè)數(shù)。當(dāng)振幅基本保持常數(shù)時(shí)，第一速度區(qū)的振動(dòng)頻率可以增加。
按照本發(fā)明最好所采用的非正弦振動(dòng)的顯著特點(diǎn)是，在一個(gè)振動(dòng)周期中或一個(gè)指定振幅中，結(jié)晶器后退和前進(jìn)速度所能達(dá)到的變化幅度極大。采用本方法的另一實(shí)施例，可以在振幅保持在大約2-5毫米基本不變的情況下，提高第一速度區(qū)的振動(dòng)頻率，并可在振幅保持在大約2-12毫米的限度內(nèi)的情況下使振幅在第二速度區(qū)內(nèi)隨拉坯速度按比例增大。
還進(jìn)一步提出可在第一速度區(qū)保留一個(gè)負(fù)滑脫時(shí)間tn，數(shù)值大約為0.1tc～0.2tc，其中tc為振動(dòng)周期的延續(xù)時(shí)間。負(fù)滑脫是當(dāng)結(jié)晶器與鑄坯運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，結(jié)晶器速度超過拉坯速度的條件。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)具體實(shí)施例，在振動(dòng)頻率基本保持不變時(shí)，在第二速度區(qū)可以滿足下述關(guān)系式(第一個(gè)方向上的結(jié)晶器速度)/(拉坯速度) ＝ (Vn)/(Vc) ＝1.02～1.10第二速度區(qū)的負(fù)滑脫tn可保持在0.2tc到0.33tc之間，其中tc仍為一個(gè)振動(dòng)周期的延續(xù)時(shí)間。
作為本發(fā)明特點(diǎn)的新的特征還要在所附的權(quán)利要求書中敘述。但是，當(dāng)結(jié)合附本仔細(xì)閱讀下述對(duì)某些實(shí)施例的詳細(xì)說明，可以更好地理解改進(jìn)了的振動(dòng)方法以及改進(jìn)了的振動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和操作方式。


圖1是說明鋸齒狀振動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式結(jié)晶器振幅與時(shí)間的關(guān)系曲線圖;
圖2是說明圖1中振動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式的結(jié)晶器運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系曲線圖;
圖3為結(jié)晶器振動(dòng)頻率與拉坯速度的函數(shù)曲線圖;
圖4為結(jié)晶器振幅與拉坯速度的函數(shù)曲線圖;
圖5為根據(jù)本發(fā)明具有的結(jié)晶器振動(dòng)裝置的連鑄裝置的示意圖。
參照?qǐng)D1，此圖示出根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)鑄造結(jié)晶器振動(dòng)時(shí)振幅h與時(shí)間t之間的關(guān)系曲線圖。表示結(jié)晶器位移或運(yùn)動(dòng)方式的線為鋸齒形，振動(dòng)周期的延續(xù)時(shí)間，即結(jié)晶器前進(jìn)和后退的沖程用tc表示。
圖2為圖1中的用于連續(xù)鑄造結(jié)晶器按鋸齒狀圖形模式振動(dòng)的速度或速率V與時(shí)間t之間關(guān)系的曲線圖。在圖2中，軸向刻度時(shí)間t與圖1中的相同。圖2中的實(shí)線代表結(jié)晶器的速度或速率，而點(diǎn)劃線代表拉坯速度Vc，該速度Vc是在結(jié)晶器中形成的連鑄坯從后者(結(jié)晶器出口)拉出的速度或速率。拉坯速度也被稱為澆鑄速度。
在一個(gè)振動(dòng)周期中，結(jié)晶器在一個(gè)時(shí)間間隔tn內(nèi)與鑄坯在同一方向上運(yùn)動(dòng)，而結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)速度Vn基本上是在時(shí)間間隔tn內(nèi)超過拉坯速度的。換句話說，也就是結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)速度基本上是當(dāng)結(jié)晶器在鑄坯的運(yùn)動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)候超過拉坯速度的。結(jié)晶器能與鑄坯在同一方向上運(yùn)動(dòng)而且其速度能高于拉坯速度的條件被稱為負(fù)滑脫，因而時(shí)間間隔tn也就被稱為負(fù)滑脫時(shí)間間隔了。
在一個(gè)振動(dòng)周期中，結(jié)晶器也按與鑄坯運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)于結(jié)晶器在與鑄坯運(yùn)動(dòng)方向相反的方向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間間隔用tp表示，而結(jié)晶器在與鑄坯運(yùn)動(dòng)方向相反的方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度即速率用Vp表示。
鑄坯的外硬殼在負(fù)滑脫時(shí)間間隔tn時(shí)承受壓力，在時(shí)間間隔tp時(shí)承受拉力。tn和tp的和為一個(gè)振動(dòng)周期的延續(xù)時(shí)間tc。
圖3為結(jié)晶器振動(dòng)頻率f(周期/分cpm)與拉坯速度Vc(米/分m/min)之間的函數(shù)關(guān)系曲線圖。陰影帶表示根據(jù)本發(fā)明的各種不同鋼澆鋼時(shí)的振動(dòng)頻率。
圖3中陰影帶以第一條界線x的一邊為界。界線x代表的是具有很強(qiáng)粘連趨勢(shì)的鋼種，或換言之形成的鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)鋼水熔池表面區(qū)具有很薄弱的皮或外殼的鋼種澆鋼時(shí)的結(jié)晶器振動(dòng)頻率。這些類鋼被稱為“粘性鋼”。
圖3中陰影帶還以第二條界線為界。界線y代表的是很容易產(chǎn)生凹陷和振痕的鋼種在澆鑄時(shí)的結(jié)晶器振動(dòng)頻率。換言之，界線y代表的是這樣一類鋼在澆鑄時(shí)的結(jié)晶器振動(dòng)頻率;這類鋼形成的鑄坯在結(jié)晶器中鋼水熔池的表面具有一層很厚的外皮或殼，因而其鑄坯很容易產(chǎn)生較深的振痕及凹陷。
圖3中的雙箭頭1表示的是拉坯速度在第一區(qū)從靜止擴(kuò)大到不大于大約1.2米/分的一個(gè)值。最好第一速度區(qū)的上限最好位于大約0.8-1.2米/分之間。拉坯速度的第二區(qū)用雙箭頭2表示。第二區(qū)的范圍是由第一區(qū)的端部如大約0.8-1.2米/分的拉坯速度開始向拉坯速度增高的方向伸展。
當(dāng)包括粘性鋼組中的一種鋼澆鑄時(shí)的拉坯速度在第一速度區(qū)1由0.1米/分提高到約1.2米/分，則其結(jié)晶器振動(dòng)頻率沿界線力由大約60周期/分提高到120周期/分。當(dāng)拉坯速度在第二速度區(qū)2提高時(shí)，則其結(jié)晶的振動(dòng)頻率基本保持在大約120周期/分(cpm)不變。
圖4為結(jié)晶的振幅h(mm毫米)與拉坯速度Vc(m/min米/分)之間的關(guān)系曲線圖。陰影帶表示根據(jù)本發(fā)明的用于各種鋼澆鑄時(shí)的結(jié)晶器振幅范圍。
如圖4所示，結(jié)晶器振幅在第二速度區(qū)隨拉坯速度升高而增大。對(duì)于拉坯是由粘性鋼組成的鋼種，拉坯速度按圖3中界線x所示升高，則結(jié)晶器振幅在第二速度區(qū)隨拉坯速度的升高而增大，而振幅的變化范圍仍保持在2-12毫米左右，最好是限制在4～10毫米左右。
在澆鑄包括容易產(chǎn)生較深振痕的鋼種時(shí)，其該拉坯速度在第一速度區(qū)1由0.1米/分升高到大約1.2米/分，則結(jié)晶器振動(dòng)頻率沿圖3中的界線y由大約120周期/分提高到200周期/分。在第二速度區(qū)2中，當(dāng)拉坯速度升高時(shí)，結(jié)晶器振動(dòng)頻率基本保持在200周期/分cpm左右不變。但是，如圖4所示，結(jié)晶器振幅在第二速度區(qū)2中隨拉坯速度的升高而增大。對(duì)于在澆鑄包括容易產(chǎn)生較深振痕的鋼種時(shí)，該拉坯速度按圖3中界線y所示升高，則結(jié)晶器振幅在第二速度區(qū)2隨拉坯速度的升高而增大，而同時(shí)，結(jié)晶器振幅的變化范圍仍保持在大約2-10毫米，最好是限制在2-8毫米。
例如，結(jié)晶器振幅在第二速度區(qū)2可按比例隨拉坯速度的升高而增大。在第一速度區(qū)1中，當(dāng)拉坯速度升高時(shí)，結(jié)晶器振幅基本保持不變。有益的是，如圖4所示，在第一速度區(qū)1中，結(jié)晶器振幅基本保持在大約2-5毫米不變。
如前所述，當(dāng)拉坯速度在第一速度區(qū)1升高時(shí)，結(jié)晶器振動(dòng)頻率由大約60-120周期/分中的一個(gè)值提高到大約120-200周期/分中的一個(gè)值。可是，在這個(gè)速度區(qū)中，結(jié)晶器振幅都基本保持不變。另外，當(dāng)拉坯速度在第二速度區(qū)2中升高時(shí)，而結(jié)晶器振幅隨拉坯速度的升高而增大時(shí)，結(jié)晶器頻率基本保持不變。結(jié)晶器振幅在第二速度區(qū)2內(nèi)會(huì)隨拉坯速度的升高而按比例增大，其變化幅度在此速度區(qū)中最好保持在大約2-12毫米之間。
結(jié)晶器振動(dòng)頻率在第一速度區(qū)1中會(huì)隨拉坯速度的升高而按比例提高。提高過程按下述公式完成f＝K·Vnc(1)式中，f為結(jié)晶器振動(dòng)頻率，用周期/分(cpm)表示;K為一個(gè)數(shù)值為大約100～200周期/分的常數(shù);Vc為拉坯速度，用米/分表示;n為一小于約0.5的數(shù)。
負(fù)滑脫時(shí)間間隔tn在第一速度區(qū)1可用下式得出tn＝0.1tc-0.2tc(2)式中，tc為一振幅周期的延續(xù)時(shí)間。在第一速度區(qū)1中，負(fù)滑脫時(shí)間間隔最好定為0.1秒量級(jí)。
在第二速度區(qū)2中，負(fù)滑脫時(shí)間間隔tn可按下述標(biāo)準(zhǔn)選擇tn＝0.2tc-0.3tc(3)第二速度區(qū)2中的負(fù)滑脫時(shí)間間隔最好也定為0.1秒量級(jí)。
對(duì)在第二速度區(qū)2中，當(dāng)結(jié)晶器按與鑄坯運(yùn)動(dòng)方向一致的方向運(yùn)動(dòng)中，結(jié)晶器的速度Vn與拉坯速度Vc之間的關(guān)系具有下述公式是有利的(Vn)/(Vc) ＝1.02～1.10(4)圖5為具有根據(jù)本發(fā)明的結(jié)晶器振動(dòng)裝置的連鑄設(shè)備示意圖。圖5中只示出了對(duì)于理解本發(fā)明所必須的連鑄設(shè)備的那些部件。
圖5中的設(shè)備是為連續(xù)鑄造設(shè)計(jì)的，包括連鑄結(jié)晶器5，其作用是接收熔化的鋼水并使其冷卻，這樣至少是靠近結(jié)晶器內(nèi)壁那部分鋼水能凝固。結(jié)晶器5包括限定由虛線所示的澆鑄通道，而澆鑄通道又有一個(gè)鋼水入口端和一個(gè)在結(jié)晶器5中至少有一部分鋼水凝固所形成的連鑄坯的出口端。這套設(shè)備還設(shè)想為這樣一種類型，其中結(jié)晶器的設(shè)置方向?yàn)槭硅T坯總的來講總是垂直延伸的，在澆鑄通道的上端設(shè)立入口端，而在其下端設(shè)立出口端。
操作時(shí)，一流鋼水連續(xù)注入澆鑄通道的上端，這樣其中形成一個(gè)鋼水熔池。靠近結(jié)晶器5內(nèi)壁的鋼水凝固而形成的外皮或殼包住鋼水液心。外殼及其中的液心一起組成了連續(xù)鑄鋼坯，其通過澆鑄通道的下端從結(jié)晶器中連續(xù)地被拉出。拉坯動(dòng)作是由一個(gè)普通的拉坯裝置完成的，為使此圖簡(jiǎn)單明了，此圖未被繪出。當(dāng)鑄坯離開澆鑄通道時(shí)其往下運(yùn)動(dòng)。將觀察到澆鑄通道出口端在這個(gè)方向上與入口端要有一定的間隔。
當(dāng)鑄坯被拉坯裝置加速時(shí)，結(jié)晶器5則按前述方式振動(dòng)。為此，結(jié)晶器5裝在兩個(gè)短連桿6和7上，這兩個(gè)短連桿由一高位基礎(chǔ)或一適宜的鋼制支承結(jié)構(gòu)10伸往結(jié)晶器5。短連桿7的延長(zhǎng)部分9用于連接圖中所示的液壓振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置11。連桿6和7，延長(zhǎng)部分9和驅(qū)動(dòng)裝置11都是構(gòu)成結(jié)晶器5用的振動(dòng)機(jī)構(gòu)的組件。
結(jié)晶器5的振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)由雙箭頭8所示。這就表明，結(jié)晶器5是向下和向上交替地運(yùn)動(dòng)的，也就是說，結(jié)晶器在鑄坯運(yùn)動(dòng)方向上和與鑄坯運(yùn)動(dòng)方向相反的方向上做交替運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)機(jī)構(gòu)在振動(dòng)期間使結(jié)晶器5發(fā)生位移，其位移隨時(shí)間的變化呈鋸齒形，即如圖1所示的方式。
結(jié)晶器振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置11受一調(diào)節(jié)裝置控制，該調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)操作時(shí)與結(jié)晶器振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置11相連的控制單元12?？刂茊卧?2使驅(qū)動(dòng)裝置11在澆鋼期間按程序的調(diào)整振動(dòng)頻率和振幅帶著結(jié)晶器5振動(dòng)?？刂茊卧?2從計(jì)算機(jī)14處接受指令，該計(jì)算機(jī)用振動(dòng)程序20編程，用以按參照?qǐng)D1-4說明的方式使結(jié)晶器5的振動(dòng)裝置起作用。計(jì)算機(jī)14可用諸如程序20所設(shè)計(jì)的各種不同的程序來編程，例如，對(duì)于不同的鋼種，不同形狀和/或尺寸的鑄坯，不同的潤(rùn)滑劑及不同的拉坯速度。
使結(jié)晶器5振動(dòng)所需的力在澆鋼整個(gè)過程中連續(xù)測(cè)量并用結(jié)晶器5與鑄坯之間的摩擦力來表示。液壓控制單元12連續(xù)地將代表這個(gè)力的反饋信號(hào)21傳輸?shù)揭粋€(gè)鑒別器或比較器15中，在那里代表結(jié)晶器中摩擦力的信號(hào)21與代表摩擦力參考值的參考信號(hào)22進(jìn)行比較。比較器15產(chǎn)生一個(gè)表示結(jié)晶器5中的摩擦力與摩擦力參考值之間的差值信號(hào)23。該差值信號(hào)23被輸往計(jì)算機(jī)14，以便使它在預(yù)定的限度內(nèi)連續(xù)使一個(gè)振動(dòng)周期的負(fù)滑脫時(shí)間間隔tn，tn與延續(xù)時(shí)間tc的值，結(jié)晶器振幅及結(jié)晶器振動(dòng)頻率最佳化。這種最佳化能減少結(jié)晶器5與鑄坯之間的摩擦力。
結(jié)晶器5的摩擦力的測(cè)量的確定除測(cè)量所需使結(jié)晶器5振動(dòng)的力以外，還可采用其它方法確定結(jié)晶器5中的摩擦力。這樣，可以用一些常規(guī)儀器如加速度表，壓電傳感器或應(yīng)變儀直接在結(jié)晶器上或在結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)的支桿6、7上測(cè)定摩擦力。
結(jié)晶器5還可裝備眾所周知的漏鋼報(bào)警裝置25。若報(bào)警裝置25顯示漏鋼即將來臨，就向與計(jì)算機(jī)14相連的控制器18發(fā)送信號(hào)26。信號(hào)26經(jīng)控制器18調(diào)節(jié)拉坯速度以防漏鋼。
勿須進(jìn)一步分析，以上說明已足以展現(xiàn)本發(fā)明的要點(diǎn)，即采用現(xiàn)有的知識(shí)可以很快使其適應(yīng)各種其它的用途，而不會(huì)喪失其特點(diǎn)，從先有技術(shù)觀點(diǎn)來講，對(duì)此技術(shù)，相當(dāng)?shù)貥?gòu)成了我貢獻(xiàn)的一般的和特殊方面的基本特性，因此，這種采用在所附權(quán)利要求意思和等量范圍內(nèi)采用和去理解。
權(quán)利要求
1.連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器的振動(dòng)方法，是通過取決于拉坯速度帶有調(diào)節(jié)振幅的振動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的。其特征在于；其振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式為鋸齒形，結(jié)晶器在運(yùn)動(dòng)期間基本上是在整個(gè)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)超過拉坯速度的，在此期間振動(dòng)頻率有所提高，當(dāng)拉坯速度在第一區(qū)由較低值升高到大約0.8-1.2米/分時(shí)，振動(dòng)頻率由開始時(shí)的大約60-120周期/分提高到120-200周期/分，而負(fù)滑脫時(shí)間tn保持在0.1秒左右；當(dāng)拉坯速度進(jìn)一步上升到高于0.8-1.2米/分的范圍內(nèi)升高時(shí)，振動(dòng)頻率在第二區(qū)保持不變，振幅則隨拉坯速度的升高而增大，而此時(shí)的負(fù)滑脫時(shí)間tn亦保持在0.1秒左右。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于振動(dòng)頻率f在第一區(qū)隨拉坯速度的升高按比例由開始時(shí)的大約60～120周期/分提高到120～200周期/分，比例關(guān)系為f＝K·Vnc，其中n小于0.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于振動(dòng)頻率在第一區(qū)提高，而振幅保持不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的方法，其特征為振動(dòng)頻率在第一區(qū)升高而振幅保持在2-5毫米之間不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的方法，其特征在于負(fù)滑脫時(shí)間在第一區(qū)中是tn＝0.1-0.2tc，其中tc是振動(dòng)周期時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的方法，其特征在于在第二區(qū)中振幅是與拉坯速度按比例地在2-12毫米之間升高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一方法，其特征在于，在第二區(qū)中澆鑄速度比是(結(jié)晶器向下速度)/(拉坯速度) ＝ (Vn)/(Vc) ＝1.02-1.10
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一的方法，其特征在于在第二區(qū)中負(fù)滑脫時(shí)間是tn＝0.2-0.33tc，其中，tc為振動(dòng)周期時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一，用于完成該方法的裝置，其中用于連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器用的備有頻率和振幅調(diào)節(jié)裝置的振動(dòng)機(jī)構(gòu)，一用于進(jìn)行鋸齒形模式振動(dòng)特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置和一振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向裝置，其特征在于，該振動(dòng)機(jī)構(gòu)與一計(jì)算機(jī)控制單元相連，計(jì)算機(jī)具有用于各種不同的鋼種以及第一和第二區(qū)的澆鑄速度和振動(dòng)程序，一比較回路對(duì)鑄坯和結(jié)晶器之間的實(shí)際摩擦力同一存儲(chǔ)的參考摩擦力加以比較并連續(xù)監(jiān)視振動(dòng)程序用以降低實(shí)際摩擦力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9，其特征在于，用于振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向裝置包括兩個(gè)短連桿(6，7)及這些(7)之一的連桿與一液壓振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置相連接。
全文摘要
連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器的振動(dòng)方法，是通過取決于拉坯速度帶有調(diào)節(jié)振幅的振動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行的，其特征在于其振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式為鋸齒形。結(jié)晶器在運(yùn)動(dòng)期間基本上是在整個(gè)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)超過拉坯速度的，在此期間振動(dòng)頻率有所提高。
文檔編號(hào)B22D11/04GK1036157SQ8910046
公開日1989年10月11日 申請(qǐng)日期1989年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月28日
發(fā)明者曼弗雷德·沃爾夫 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社