CN107511465B - 一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金技术领域,特涉及一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法。本发明在高拉速条件下,采用大振幅低频率的振动工艺来降低粘结概率,进而实现了通过振动方式的改变实现方坯的高拉速。本发明通过振动方式的优化实现了方坯的高拉速,在生产过程中比较容易实现,在对现有设备改造过程中,投资少,无需更换重压设备,故其投资少,经济效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,特别是涉及一种小方坯高拉速振动设备及工艺选型和准则。
背景技术
小方坯高拉速的实现好处是显而易见的,可以在相同年产能和炉机匹配要求下,减少铸机流数,从而彻底降低投资成本、生产成本和维护成本。针对150×150mm、160×160mm、160×200mm、165×220mm断面,拉速能提高到3.5~6m/min,连铸完全可以只需1~2流,并且彻底实现直接热轧或者无头轧制。
目前连铸普遍的拉速基本上在4m/min以下,比如150×150mm小方坯普碳钢可以达到4.0m/min拉速,其余断面要远远低于这个拉速。现有通过在连铸机水平段对铸坯进行重压将最高速度达到5.0m/min,但以上方法还不能使铸机拉速维持在4.0~6.0m/min的水平,且当对现有设备进行改进时,需要对电机进行重新选型安装和设备进行重新布设,故改造费用十分昂贵。在高速度工作模式中,现有的二冷段长度和设计是一个限制环节,但最重要的是结晶器部分的技术,尤其是振动***,依据传统流行的高频率低振幅的方式已经完全不可行,现有所有振动***在振频较大时就会出现振动机构的共振现象,偏摆加大,导致生产的不稳定。在高拉速条件下,高频率带来负滑脱时间减小,小于临界负滑脱时间后,脱模不能保证,粘结几率加大。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法。本发明在高拉速条件下,采用大振幅低频率的振动工艺来降低粘结概率,进而实现了通过振动方式的改变实现方坯的高拉速。在现有设备改进过程中,本发明的方法具有设备改进小,投资少等特点。
本发明的技术方案是一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,其特征在于:
根据生产铸坯的钢种和断面尺寸设定拉速v,拉速v范围在3.5m/min至6.0m/min;
根据生产铸坯的拉速,确定振动机构参数的步骤,其中振幅A=bv,b取值为1.2,振动频率f为:f=av-1,a为取值范围在34至37之间;振幅A单位为mm,振动频率f单位为cpm;
根据振动频率范围和不同拉速求出最优频率f1,最优频率为针对某一个拉速和振幅,负滑脱时间最大所对应的频率;在最优频率f1下,负滑脱时间不小于0.075s、正滑脱时间不小于0.2s、前移量不小于2.3mm;
根据影响铸坯凝固历程的浇注参数设定执行压下区间和压下量;
判断上述执行压下区间内是否有拉矫机,如压下区间存在拉矫机,则继续生产;如果没有拉矫机,将拉矫机调整到执行压下区间内,开始铸坯生产。
根据如上所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,其特征在于:所述的a为35。
根据如上所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,其特征在于:所述的振动机构为半板簧振动机构、电动缸或者液压缸驱动源。
根据如上所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,其特征在于:所述的振动机构为正弦振动或非正弦振动,振动的偏斜率小于0.2。
本发明的有益效果是:一是通过振动方式的优化实现了方坯的高拉速,在生产过程中比较容易实现;二是在对现有设备改造过程中,投资少,无需更换重压设备,故其投资少,经济效率较高;三是可减少铸机流数,从而彻底降低投资成本、生产成本和维护成本。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,包括以下步骤:
根据生产铸坯的钢种和断面尺寸设定拉速,拉速v范围在3.5m/min至6.0m/min;
根据生产铸坯的拉速,确定振动***参数的步骤,其中振幅A=bv,b取值为1.2,振幅范围为4.8mm~7.2mm,初步确定振动频率范围,其中振动频率范围和拉速的关系为:f=av-1,其中v为拉速,f为振动频率范围,a为自然数,取值范围在34至37之间,最优取35;
根据振动频率范围和不同拉速求出最优频率f1;同时满足指标负滑脱时间不小于0.075s、正滑脱时间不小于0.2s、前移量不小于2.3mm;本发明中最优频率为针对某一个拉速和振幅,不同频率对应有不同负滑脱时间,最优频率就是在此频率下,负滑脱时间最大,而小于或者大于最优频率,负滑脱时间都不能最大。本发明中大于或小于振动最优频率,负滑脱时间会减小,尤其在小于最优频率情况下。
根据影响铸坯凝固历程的浇注参数设定执行压下区间和压下量;
判断上述执行压下区间内是否有拉矫机,如压下区间存在拉矫机,则继续生产;如果没有拉矫机,将拉矫机调整到上述执行压下区间内,开始铸坯生产,其中,所述钢种包括普碳钢和品种钢,所述执行压下区间位于连铸机的水平段。
本发明振动机构可以采用半板簧振动机构、电动缸或者液压缸驱动源,振动可以为正弦振动或非正弦振动,其中振动的偏斜率最好小于0.2,一方面能在保证负滑脱时间情况下尽可能增加前置量,从而改善脱模条件,另一方面尽可能保证振动机构的稳定性。
实施例1:针对于150×150mm小方坯
采用半板簧振动机构、电动缸驱动源,振动采用正弦,振动振幅为7mm,在4~6m/min拉速范围振频和拉速的关系为:f=35v-1,最大振频为209cpm。
在低拉速情况,负滑脱时间不是一个限制环节,所以可以通过高振频,低振幅的方式优化铸坯表面质量;而在高拉速下,振动工艺为了保证负滑脱时间,只能提高振幅,同时采用最优频率的方式。本半板簧振动机构和电动缸驱动源可以在线实现变振幅的功能。采用在不同拉速不同振动工艺:
1.0~2.2m/min拉速,振动工艺为:振幅3.5mm,振频f=70v+35;
2.3~3.5m/min拉速,振动工艺为:振幅4.0mm,振频f=45v+90;
3.6~4.5m/min拉速,振动工艺为:振幅5.5mm,振频f=35v-1;
4.5~6.0m/min拉速,振动工艺为:振幅范围为5.4mm至7.2mm,振频f=35v-1。
实施例2:针对于165×220mm小矩形坯
采用半板簧振动机构、液压缸驱动源,振动采用非正弦,偏斜率为0.1,振动振幅为6mm,在3.5~5.5m/min拉速范围振频和拉速的关系为:f=36.73v-0.64,最大振频为201cpm。
本发明的方法,可以满足150×150mm、160×160mm、160×200mm、165×220mm等断面拉速3.5~6m/min的振动需要。
本发明的方法振动机构不会出现共振现象,偏摆较小,确保了生产机械的稳定运行。本发明解决了高拉速结晶器振动的工艺,拉速的提高,在相同年产能和炉机匹配要求下,减少铸机流数,从而彻底降低投资成本、生产成本和维护成本。本发明的方法甚至可以实现直接轧制或者无头轧制,从而大大降低能耗和生产率。
Claims (4)
1.一种通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,其特征在于:包括以下步骤:
根据生产铸坯的钢种和断面尺寸设定拉速v,拉速v范围在3.5m/min至6.0m/min;
根据生产铸坯的拉速,确定振动机构参数的步骤,其中振幅A=bv,b取值为1.2,振动频率f为:f=av-1,a为取值范围在34至37之间;振幅A单位为mm,振动频率f单位为cpm;
根据振动频率范围和不同拉速求出最优频率f1,最优频率为针对某一个拉速和振幅,负滑脱时间最大所对应的频率;在最优频率f1下,负滑脱时间不小于0.075s、正滑脱时间不小于0.2s、前移量不小于2.3mm;
根据影响铸坯凝固历程的浇注参数设定执行压下区间和压下量;
判断上述执行压下区间内是否有拉矫机,如压下区间存在拉矫机,则继续生产;如果没有拉矫机,将拉矫机调整到执行压下区间内,开始铸坯生产。
2.根据权利要求1所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,其特征在于:所述的a为35。
3.根据权利要求1所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,其特征在于:所述的振动机构为半板簧振动机构、电动缸或者液压缸驱动源。
4.根据权利要求1所述的通过振动方式实现连铸高拉速的工艺方法,其特征在于:所述的振动机构为正弦振动或非正弦振动,振动的偏斜率小于0.2。
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小方坯连铸实现高拉速的技术措施;张洪波;《连铸》;19980630;全文 |
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