連續(xù)鑄鋼中結(jié)晶器振動裝置研究

趙潔　侯永亮

【摘 要】世界近代工業(yè)發(fā)展是表明：鋼鐵業(yè)的落后，影響整個民族工業(yè)的崛起，是的國家近現(xiàn)代經(jīng)濟不發(fā)達，所以鋼鐵工業(yè)的發(fā)達與否是衡量一個國家是否是工業(yè)大國、工業(yè)強國的重要標準。從20世紀80年代以來，我國鋼鐵工業(yè)不斷發(fā)展壯大，通過我們技術人員研究，許多技術已不再依靠國外，本文通過對煉鋼中結(jié)晶器的振動裝置研究，從一個側(cè)面看我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展史。

【關鍵詞】鋼鐵；結(jié)晶器的振動裝置

要了解結(jié)晶器振動裝置就要首先了解連續(xù)鑄鋼的工藝過程，從煉鋼爐出來的鋼液注入到鋼包內(nèi)，經(jīng)二次精煉處理后被運到連鑄機上方，鋼液通過鋼包底部的水口再注入到中間包內(nèi)。中間包水口的位置被預先調(diào)好以對準下面的結(jié)晶器。打開中間包塞棒（或滑動水口）后，鋼液流入下口由引錠桿頭封堵的水冷結(jié)晶器內(nèi)。在結(jié)晶器內(nèi)，鋼液沿其周邊逐漸冷凝成坯殼。當結(jié)晶器下端出口處坯殼有一定厚度時，同時啟動拉坯機和結(jié)晶器振動裝置，使帶有液芯的鑄坯進入由若干夾輥組成的弧形導向段。鑄坯在此一邊下行，一邊經(jīng)受二次冷卻區(qū)中許多按一定規(guī)律布置的噴嘴噴出霧化水的強制冷卻，繼續(xù)凝固。在引錠桿出拉坯矯直機后，將其與鑄坯脫開。待鑄坯被矯直且完全凝固后，由切割裝置將其切成定尺鑄坯，最后由出坯裝置將定尺鑄坯運到指定地點。隨著鋼液的不斷注入，鑄坯不斷向下伸長，并被切割運走，形成了連續(xù)澆注的全過程。

結(jié)晶器是一個特殊的水冷鋼模，鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻、初步凝固成形，并形成一定的坯殼厚度，以保證鑄坯被拉出結(jié)晶器時，坯殼不被拉漏、不產(chǎn)生變形和裂紋等缺陷。因此它是連鑄機的關鍵設備。結(jié)晶器振動裝置是使結(jié)晶器能按一定的要求做上下往復運動，以防止初生坯殼與結(jié)晶器粘連而被拉裂。

結(jié)晶器運動是按一定的運動軌跡振動。例如弧形結(jié)晶器需按弧線運動，而直結(jié)晶器需按直線運動。軌跡不正確，不僅會降低結(jié)晶器使用壽命，還會增加鑄坯表面缺陷甚至引起漏鋼事故。目前國內(nèi)連鑄機振動機構(gòu)應用較多的有短臂四連桿式振動機構(gòu)、四偏心輪振動機構(gòu)和差動齒輪式振動機構(gòu)。

一、結(jié)晶器振動的目的有以下幾點：

（一）結(jié)晶器振動裝置用于支撐結(jié)晶器；

（二）使其沿鑄機半徑作近似圓弧的上下往復振動以防止坯殼與結(jié)晶器粘結(jié)而被拉裂；

（三）有利于保護渣在結(jié)晶器壁的滲透，使結(jié)晶器得以充分潤滑和順利脫模；

二、結(jié)晶器振動的方式：

（一）同步振動

振動裝置工作時，結(jié)晶器的下降速度與鑄坯的拉坯速度相同，即稱同步，然后結(jié)晶器以3倍的拉坯速度上升。由于結(jié)晶器在下降轉(zhuǎn)為上升階段，加速度很大，會引起較大沖擊力，影響振動的平穩(wěn)性及鑄坯質(zhì)量。

（二）負滑動振動

振動裝置工作時， 結(jié)晶器的下降速度稍高于鑄坯的拉坯速度，即稱負滑動，這樣有利于強制脫模及斷裂坯殼的壓合，然后結(jié)晶器以較高的速度上升。由于結(jié)晶器在振動時都有一段穩(wěn)定運動的時間，這樣有利于振動的平穩(wěn)和坯殼的增厚，但需用一套凸輪機構(gòu)，必須保證振動機構(gòu)與拉坯機構(gòu)聯(lián)鎖

（三）正弦振動

振動裝置工作時，結(jié)晶器的上、下振動時間相等，最大振動速度也相同。由于結(jié)晶器在振動時速度一直是變化的，且按正弦規(guī)律進行，這樣鑄坯與結(jié)晶器之間都有相對運動，有利于脫模和斷裂坯殼的壓合，下降轉(zhuǎn)為上升階段加速度較小，有利于提高振動頻率，能減少鑄坯的振痕深度。

（四）非正弦振動

結(jié)晶器的非正弦振動和正弦振動規(guī)律曲線的比較如圖所示振動裝置工作時，結(jié)晶器的下降速度較大，負滑動時間較短，結(jié)晶器的上升振動時間較長。

三、振動形式及振動參數(shù)選擇的依據(jù)：

按結(jié)晶器振動的實現(xiàn)方式可分為強迫振動、彈簧自由振動、復合振動（兼有強迫振動和彈簧自由振動的特點）和液壓伺服振動。根據(jù)所鑄方坯斷面尺寸大小、拉坯速度、振幅及頻率選擇不同振動裝置，進而選擇不同的振動方式。

四、振動形勢及振動參數(shù)的選擇應遵循如下原則：

1.為控制振痕深度，負滑脫時間愈小愈好。2.為增加保護渣消耗量，必須保證一定的負滑脫時間，同時正滑脫時間愈大愈好。因此對負滑脫時間應做“低值”選擇，對正滑脫時間則做“高值”選擇。因此符合這種規(guī)律的非正弦振動凡是得到了廣泛應用。

本文簡單介紹了一下結(jié)晶器振動裝置的工作原理及其振動形式，隨著煉鋼煉鐵工業(yè)的發(fā)展，結(jié)晶器的振動裝置還會不斷的發(fā)展更新，這就需要我們在日常工作中不斷的創(chuàng)新和學習。