板坯連鑄結晶器液壓振動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測試驗研究

1、板坯連鑄結晶器液壓振動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測試驗研究 板坯連鑄結晶器液壓振動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測試驗研究胡 軍 宏（上海寶鋼研究院 前沿技術所，上海 201900）[摘 要]基于板坯連鑄試驗平臺結晶器液壓振動裝置，檢測不同振動參數下液壓缸位移等參數，分析了液壓缸位移偏差、相位差隨振動參數的變化規(guī)律，并討論了非正弦振動波形的特征。結果表明，液壓振動裝置實現的結晶器正弦和非正弦振動，具有較高的振動精度，顯示出其在結晶器振動方面具有明顯的優(yōu)勢。[關鍵詞

2、關鍵詞]連鑄；結晶器；液壓；非正弦振動[中圖分類號 中圖分類號] TF341.6;TP273 TF341.6;TP273 [文獻標識碼 文獻標識碼]A ]A [文章編號 文章編號]1000-7059(2006)05-00 ]1000-7059(2006)05-00Research on oscillation status monitoring of hydraulic oscillators for slab continuou

3、s castersHU Jun-hong(Advanced Technology Institute, Shanghai Baosteel Research Institute, Shanghai 201900)Abstract: Based on the hydraulic oscillator of slab continuous casting test platform, displacements and other para

4、meters of hydraulic oscillator were measured. Displacements differences and phase differences at different oscillating parameters were studied, and the characteristics of non-sinusoidal waveforms were discussed. The resu

5、lts show that hydraulic system, which performs sinusoidal and non-sinusoidal oscillation, oscillates smoothly and can obtain high oscillating precision. The hydraulic oscillators demonstrate the advantage and potential f

6、or application in mould oscillation.Key words: continuous casting; mould; hydraulic; non-sinusoidal oscillation0 前言 前言 控制結晶器和坯殼之間的相互作用是保障連鑄機穩(wěn)定運行、高效生產的關鍵，結晶器振動技術是其中的重要環(huán)節(jié)。近年來，隨著連鑄坯熱送裝及直接軋 制技術的發(fā)展，生產節(jié)奏大幅加快，要求在提高拉速的同時保證鑄坯質量，

7、對結晶器振動控制技術提出了更高的要求。液壓振動技術是近年來開發(fā)的新技術，與傳統(tǒng)的機械振動裝置相比，液壓振動系統(tǒng)具有結構簡單、布置靈活、精度高、響應快速的優(yōu)點，可以實現正弦 或非正弦振動，尤其便于實現計算機控制，進行實時參數調整及監(jiān)控，而操作 上也更加安全可靠。國內外的應用情況表明，采用結晶器非正弦振動技術，可有效地減小鑄坯與結晶器之間的摩擦力[1～2]，從而防止坯殼與結晶器粘結而被 拉裂，減輕鑄坯振痕[3]，提高鑄坯質量[4～5]，在獲

8、得優(yōu)異的鑄坯表面質量的前提下提高拉速，實現自動化的高效連鑄生產。 結晶器振動控制的精度與穩(wěn)定性是保障鑄機穩(wěn)定運行、安全高效生產的前 提。由于液壓振動裝置在近年來才開始逐漸應用于國內連鑄生產，研究人員在液壓振動系統(tǒng)在線監(jiān)測方面的研究起步較晚，相關的報道較少。因此，對結晶 器液壓振動裝置進行在線監(jiān)測，研究其在不同振動參數下的振動特性，成為普遍關心的問題。本文基于寶鋼板坯連鑄試驗平臺，通過對液壓振動系統(tǒng)的位移 等參數進行檢測，研究了系統(tǒng)隨振動

9、參數變化時的振動特性，并分析了非正弦 振動波形的特點，為實際生產中的結晶器液壓振動控制提供指導與實驗基礎。接收振動參數，生成振動曲線，并與現場反饋的壓力信號和位移信號比較，進 行控制運算，輸出控制指令調節(jié)伺服閥閥芯動作，從而控制液壓缸按設定的波形和振動參數進行振動。PLC 控制系統(tǒng)以 1000Hz 的采樣頻率獲得兩側液壓缸的 位移信號和工作壓力信號，并將信號傳輸至計算機檢測系統(tǒng)進行計算處理，以考察不同振動參數下兩側液壓缸的瞬態(tài)振動特征。

10、2 檢測結果與分析 檢測結果與分析2.1 2.1 波形失真率檢測 波形失真率檢測通過測試兩側液壓缸位移隨時間變化的關系來分析波形的失真率。圖 1 是正弦振動方式下不同振動參數時兩側實際位移與理論位移的比較。圖 1（a）上面曲線是振頻 f 為 75 次/min，振幅 h 為 2mm 時左右兩側的實測曲線，最大位移 分別為 1.995mm 及 1.989mm。圖 1（b）上面曲線是振頻 f 為 160 次/min，振幅h 為 5mm 時左

11、右兩側的實測曲線，最大位移均為 4.942mm。為清晰起見，將圖 1（a） ， （b）中左右兩側縱坐標設置稍作區(qū)分，將右側位移曲線下移。從圖中可以看出，兩側位移曲線基本重合，且測試的波形曲線與理論計算的波形圖吻合 較好，在正常工作范圍內，振幅及振頻的變化不會造成振動波形的明顯失真，測試證明振動系統(tǒng)具有較高的振動精度。2.2 2.2 兩側液壓缸位移偏差 兩側液壓缸位移偏差對兩側液壓缸振動偏差和相位差的檢測與計算，可隨時反映板坯連鑄機的運

12、行狀況。通過分析，可了解兩側液壓缸振動隨振動參數而改變的規(guī)律并可判 斷液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)、導向系統(tǒng)偏差等設備實際運行狀況。圖2及圖3分別給出了h＝0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0等不同設定值，f從75次/min到 200次/min變化時，在一個振動周期內兩側液壓缸位移的平均偏差及最大偏差的圖 1 兩側實際位移與理論位移比較Fig 1 Curves of actual displacements and theoretic

13、al displacements 振頻/次/min平均偏差/μm圖 2 兩側位移平均偏差隨振頻變化規(guī)律 Fig 2 Effect of oscillating frequencies on the average difference of displacements 60 80 100 120 140 160 180 200 220681012141618200.5 mm1.0 mm1.5 mm2.0 mm2.5 mm3.0 mm(a

14、). f=75 次/min, h=2mm0.1 0.2 0.3-20.6 0.7 0.8時間 /s0.5-0.020.4-1012理論位移 /mm-2.4-1.6-0.80.00.81.62.4左側位移 /mm左側右側-1.6-0.80.00.81.62.4右側位移 /mm(b) f=160 次/min, h=5mm0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40-6-4-2024理論位移 /