【正文】 中心距為A，節(jié)圓半徑為，扇形齒輪6和7的節(jié)圓半徑為、則： （31） （32） （33）正確的選擇W、A及、的值，便可以得到要求的R值。裝在小齒輪軸上的扇形齒輪有不同的節(jié)圓半徑，內(nèi)弧側(cè)的節(jié)園半徑比較大，相互嚙合的扇形齒輪擺動(dòng)時(shí)，就時(shí)與其相連的兩個(gè)小齒輪曳不一樣，因而可使結(jié)晶器產(chǎn)生弧線運(yùn)動(dòng)，由于它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪和導(dǎo)向件磨損較嚴(yán)重等原因而未被得到推廣。雖然近年來(lái)導(dǎo)軌式振動(dòng)機(jī)構(gòu)又在羅可普連鑄機(jī)上得到了應(yīng)用，但是導(dǎo)軌式振動(dòng)機(jī)構(gòu)所固有的缺點(diǎn)在生產(chǎn)中依舊暴露無(wú)遺，使一些生產(chǎn)廠家不得不對(duì)其進(jìn)行改造。由于基本圓弧半徑較小而使長(zhǎng)臂振動(dòng)機(jī)構(gòu)又獲得了應(yīng)用。但如果振動(dòng)臂較長(zhǎng)，則因加工制造誤差、受熱膨脹、受力變形而使結(jié)晶器產(chǎn)生較大的振動(dòng)軌跡誤差。結(jié)晶器對(duì)振動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求主要有兩點(diǎn)：一是使結(jié)晶器按一定的速度規(guī)律振動(dòng)，二是使結(jié)晶器準(zhǔn)確地沿著一定的軌跡振動(dòng)。 與傳統(tǒng)的直流電機(jī)或交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪的結(jié)晶激振系統(tǒng)相比，電液伺服驅(qū)動(dòng)的連鑄機(jī)結(jié)晶器激振系統(tǒng)具有能實(shí)現(xiàn)正弦振動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制、布置方便和可以實(shí)現(xiàn)多流連鑄機(jī)共用泵站節(jié)能及群控等優(yōu)點(diǎn)。連鑄坯的產(chǎn)量占整個(gè)鋼產(chǎn)量的百分率可反映一個(gè)國(guó)家煉鋼工藝的先進(jìn)水平，因而連鑄比的提高受到國(guó)內(nèi)外的廣泛重視。第三章 結(jié)晶器振動(dòng)方案的比較、論證、確定及經(jīng)濟(jì)性分析 本課題研究的目的 針對(duì)傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪結(jié)晶器振動(dòng)裝置存在的缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)研制電液伺服驅(qū)動(dòng)的結(jié)晶器振動(dòng)裝置及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。當(dāng)相對(duì)速度等于零時(shí)，(，液體摩擦力，因此在一個(gè)振動(dòng)周期中液體摩擦力在兩條曲線A和B之間變化。顯然這里應(yīng)該是較小的摩擦力起支配作用，并作為該處的摩擦力。如24所示在結(jié)晶器壁和坯殼之間有一層保護(hù)渣薄層，并目_在坯殼前面的為液態(tài)，在結(jié)晶器前面的為固態(tài)。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合評(píng)價(jià)，研究發(fā)現(xiàn)，保護(hù)渣消耗量與總的周期時(shí)間有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系()，并得到如下的實(shí)驗(yàn)公式：Q=+式中：Q單位面積的保護(hù)渣消耗量，kg/m2； VC拉坯速度，m/min； f振動(dòng)頻率Hz； η保護(hù)渣的液渣粘度，.圖 23 保護(hù)渣消耗量與正滑脫時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系很明顯，它是保護(hù)渣粘度和振動(dòng)頻率的函數(shù)，給出了一個(gè)與時(shí)間有關(guān)的保護(hù)渣消耗機(jī)制，由于高頻振動(dòng)以及高拉速減少了坯殼的“接觸時(shí)間”，保護(hù)渣消耗量降低。負(fù)滑脫期間，結(jié)晶器相對(duì)坯殼向下運(yùn)動(dòng)，渣圈隨結(jié)晶器下移，液渣受到壓力而向結(jié)晶器和坯殼間填充，同時(shí)，由于壓縮的作用，液渣流動(dòng)的通道被“關(guān)閉”，也部分阻礙了鋼液面上的液渣向彎月面附近流動(dòng)。 結(jié)晶器振動(dòng)與保護(hù)渣的關(guān)系如前所述，結(jié)晶器振動(dòng)對(duì)于改善結(jié)晶器壁間的潤(rùn)滑是非常有效的，但對(duì)于結(jié)晶器振動(dòng)如何影響結(jié)晶器保護(hù)渣的消耗和保護(hù)渣的潤(rùn)滑作用，其機(jī)理并不十分清楚。結(jié)晶器向上振動(dòng)速度與拉坯速度之差較小，有利于減小結(jié)晶器施加給鑄坯向上作用的摩擦力，即可減小坯殼中的拉應(yīng)力，減小鑄坯拉裂事故的發(fā)生。 (4)非正弦速度規(guī)律如圖22的非正弦速度規(guī)律[4]。3)由于結(jié)晶器振動(dòng)的加速度較小，因此可以采用較高頻率的振動(dòng)，這有利于消除坯殼與結(jié)晶器壁的粘結(jié)，也就提高了結(jié)晶器的脫模作用。二是速度規(guī)律的實(shí)現(xiàn)用偏心輪取代了之前使用的凸輪。生產(chǎn)實(shí)踐證明，梯形速度規(guī)律是一種相對(duì)比較好的振動(dòng)規(guī)律，因此這種振動(dòng)規(guī)律被使用了許多年。(2)梯形速度規(guī)律 梯形速度規(guī)律是在矩形速度規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些改進(jìn)，如圖22中的曲線2所示即為梯形速度變化規(guī)律。為了保證結(jié)晶器與鑄坯之間速度嚴(yán)格的同步運(yùn)動(dòng)，結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)與拉坯機(jī)構(gòu)之間要實(shí)行嚴(yán)格的電器連鎖。 (1)矩形速度規(guī)律 從結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)發(fā)展歷史來(lái)看，矩形速度規(guī)律是最早出現(xiàn)的一種結(jié)晶器振動(dòng)方式，如圖21中的曲線1所示即為它速度變化規(guī)律[3]。帶有數(shù)字波形發(fā)生器的結(jié)晶器電液伺服振動(dòng)控制裝置和傳統(tǒng)的結(jié)晶器振動(dòng)裝置相比，可以方便地實(shí)現(xiàn)多種波形振動(dòng)、實(shí)現(xiàn)連鑄過(guò)程監(jiān)督和實(shí)時(shí)顯示振動(dòng)波形，并能在線修改非振動(dòng)方式及振動(dòng)頻率和幅值等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程的平穩(wěn)過(guò)度。而當(dāng)結(jié)晶器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，借助摩擦，在坯殼上施加一定的壓力，愈合結(jié)晶器上升時(shí)拉出的裂痕，這就要求向下的運(yùn)動(dòng)速度大于拉坯速度，形成負(fù)滑脫。勒德隆鋼公司廠的一臺(tái)方坯連鑄試驗(yàn)機(jī)上采用了振動(dòng)結(jié)晶器。容漢斯開(kāi)發(fā)了結(jié)晶器振動(dòng)裝置，并成功地將它應(yīng)用于有色金屬黃銅的連鑄。隨著連鑄技術(shù)的不斷發(fā)展，結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)也在不斷的發(fā)展和完善。而當(dāng)結(jié)晶器以一定的規(guī)律振動(dòng)時(shí)，這就能使其內(nèi)壁獲得比較良好的潤(rùn)滑條件，從而減少了摩擦阻力又能防止鋼水和結(jié)晶器內(nèi)壁的粘結(jié)，同時(shí)還可以改善鑄坯的表面質(zhì)量。靜壓力較小的叫低頭連鑄機(jī)如弧形、橢圓、水平連鑄機(jī)?！?(2)按澆注鑄坯斷面分類(lèi)有 表1 國(guó) 內(nèi) 連 鑄 機(jī) 統(tǒng) 計(jì)機(jī)型 臺(tái)數(shù)/臺(tái) 流數(shù)/流 年產(chǎn)能/萬(wàn)t 說(shuō)明 小方坯 211 783 ≤150mm150mm 方、矩坯 218 781 9902 150mm150mm 板坯 91 120 8383 板方兼用者按板坯計(jì) 薄板坯 10 10 1262 薄板坯連鑄連軋 圓坯 20 52 以生產(chǎn)圓坯為主者按圓坯 異型坯 1 3 63 一方面鑄錠車(chē)間、均熱爐和初軋機(jī)逐步被連鑄機(jī)所取代，另一方面連鑄的不斷發(fā)展也正在改變從煉鋼到軋鋼的工藝流程。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)及計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展應(yīng)用，使得連鑄這一優(yōu)越性更加突出，大多數(shù)連鑄機(jī)己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。隨著煉鋼工藝的不斷發(fā)展和連鑄新技術(shù)的應(yīng)用，目前連鑄產(chǎn)品質(zhì)量的各項(xiàng)性能指標(biāo)大都優(yōu)于模鑄成材產(chǎn)品。按我國(guó)目前能耗水平測(cè)算，It連鑄坯綜合節(jié)能約130 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，可見(jiàn)連鑄對(duì)提高綜合成材率及節(jié)能具有重要意義。一般來(lái)說(shuō)，模鑄時(shí)綜合成材率為80%左右，而連鑄時(shí)綜合成材率可達(dá)95%以上。過(guò)去采用的鋼錠開(kāi)坯方式，切頭切尾損失達(dá)到10%^20%，從鋼水到成坯的收得率約為84%^88%。同時(shí)模鑄時(shí)鑄坯的冷卻速度較慢，而連鑄時(shí)因強(qiáng)制冷卻使冷卻速度加快。連鑄與模鑄的根本區(qū)別就在于它們的生產(chǎn)工藝流程是不一樣的。不管是新建的還是被改造的連鑄機(jī)都會(huì)朝著高效化發(fā)展，提高無(wú)缺陷坯的比率，擴(kuò)大連鑄鋼品種，推進(jìn)純凈鋼的同時(shí)防止二次氧化，提高連鑄機(jī)的裝機(jī)水平，提高作業(yè)率，合理提高拉速，做好爐機(jī)匹配等以高效化生產(chǎn)的中心的工藝、設(shè)備、操作技術(shù)將是連鑄技術(shù)發(fā)展的必然。　　(16)結(jié)晶器、零號(hào)扇形段、結(jié)晶器振動(dòng)裝置、扇形段四大周轉(zhuǎn)件整體吊裝更換，完善的離線維修措施?！　　?12)遠(yuǎn)程調(diào)整輥縫的液壓夾緊式或機(jī)械式扇形段，二冷區(qū)域或二冷區(qū)凝固末端電磁攪拌。　　　(8)大板坯連鑄機(jī)中能夠調(diào)寬、調(diào)厚的零號(hào)扇形段?！　　?4)大容量中間罐，中間罐冶金，中間罐熱周轉(zhuǎn)，“冷”中間罐使用，　等離子加熱，中間罐鋼液自動(dòng)稱量。這些連鑄機(jī)中，絕大部分是立足于中國(guó)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的。從統(tǒng)計(jì)數(shù)字可以看出中國(guó)的連鑄技術(shù)在近10年內(nèi)得到了迅速發(fā)展。20世紀(jì)70年代以后，連鑄技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是板、方坯連鑄機(jī)的發(fā)展對(duì)加速連鑄技術(shù)替代傳統(tǒng)的模鑄技術(shù)起到了決定性作用。目錄摘要 IAbstract II目錄 III第一章 緒論 1 1 連續(xù)鑄鋼的特點(diǎn) 3，特點(diǎn)及演變 5 6 7 7 連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)簡(jiǎn)介 8 8 11 結(jié)晶器振動(dòng)與保護(hù)渣的關(guān)系 12 13 結(jié)晶器中摩擦力的分布 15第三章 結(jié)晶器振動(dòng)方案的比較、論證、確定及經(jīng)濟(jì)性分析 16 本課題研究的目的 16 課題研究?jī)?nèi)容 16 課題方案的選擇 17 振動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 17 振動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 20第四章 結(jié)晶器正弦振動(dòng)的參數(shù)分析 24 負(fù)滑脫量計(jì)算 24 頻率與周期 24 結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)速度和加速度 25 負(fù)滑脫時(shí)間的確定 26第五章 液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 液壓伺服系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì) 2確定最大功率 29 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，壓力P，流量Q 31 31 計(jì)算液壓缸的主要參數(shù) 31 擬定液壓系統(tǒng)圖 32 液壓元件的設(shè)計(jì) 33 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 38 系統(tǒng)壓力損失的計(jì)算 38第六章 機(jī)械設(shè)計(jì) 40 40 41 軸Ⅰ的校核 41 42 43 軸Ⅱ的校核 44 46 截面1校核 47 軸承校核 48 軸Ⅰ軸承校核 48 運(yùn)動(dòng)分析 49第七章 控制系統(tǒng) 50 50 50致謝 52參考文獻(xiàn) 53第一章 緒論由于連鑄技術(shù)具有顯著的高生產(chǎn)效率、高成材率、高質(zhì)量和低成本的優(yōu)點(diǎn)，近二三十年已得到了迅速發(fā)展，目前世界上大多數(shù)產(chǎn)鋼國(guó)家的連鑄比超過(guò)90%。本文通過(guò)對(duì)連鑄機(jī)結(jié)晶器技術(shù)發(fā)展及結(jié)晶器振動(dòng)方式演變的闡述，提出了電液伺服驅(qū)動(dòng)，并對(duì)其振動(dòng)形式及其工作原理進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的分析。因此,研究連鑄結(jié)晶器振動(dòng)裝置及控制技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 electrohydraulic。自從20世紀(jì)50年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)進(jìn)入工業(yè)性應(yīng)用階段后，不同類(lèi)型、不同規(guī)格的連鑄機(jī)及其成套設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。2000年中國(guó)連鑄比發(fā)展到86％，估計(jì)世界連鑄比為87％左右。截止2000年12月止，中國(guó)共有356臺(tái)(1123　流)連鑄機(jī)，其中板方坯連鑄機(jī)分別為63臺(tái)(78流)、276臺(tái)(1002流)，圓坯、異形坯連鑄機(jī)分別為16臺(tái)(40流)、1臺(tái)(3流)。而具有代表性的技術(shù)是：　　(1)鋼液的凈化處理　　　(2)防止二次氧化的保護(hù)澆注及鋼液溫度控制　　(3)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)，鋼包下渣檢測(cè)，鋼包傾轉(zhuǎn)，鋼包鋼液自動(dòng)稱量?！　?7)機(jī)械式(可實(shí)現(xiàn)正弦振動(dòng)曲線)、液壓式(可實(shí)現(xiàn)正弦和非正弦振動(dòng)曲線)　結(jié)晶器振動(dòng)裝置?！　?11)凝固末端輕壓下，人為鼓肚輕壓下?！　　?15)EIC一體化的電氣、儀表、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)?！　　?19)最佳定尺切割　　　(20)計(jì)算機(jī)質(zhì)量判斷　　　(21)快速硫印　　(22)鑄坯運(yùn)行路線的計(jì)算機(jī)跟蹤　　(23)自動(dòng)開(kāi)澆技術(shù)　　　就世界范圍而言，連比已經(jīng)提高到一個(gè)較高的水平，新的連鑄裝備的投入步伐將有所減緩，隨之而來(lái)的是各類(lèi)舊有連鑄機(jī)的更新?lián)Q代。連鑄技術(shù)的優(yōu)越性20世紀(jì)70年代以后連鑄技術(shù)迅速發(fā)展，究其原因主要是它與以往的模鑄相比具有很多優(yōu)越性?？梢?jiàn)，連鑄比模鑄減少了一道工藝流程。采用連鑄工藝的直接經(jīng)濟(jì)效益，首先是提高了綜合成材率。金屬收得率的提高必然使得綜合成材率提高。據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，每生產(chǎn)It鋼坯連鑄比模鑄可節(jié)能6271046kJ，^ kg標(biāo)準(zhǔn)煤。模鑄鋼錠凝固時(shí)間比較長(zhǎng)，元素偏析顯著，特別是鋼錠頭部和尾部化學(xué)成分差異很大，而連鑄坯冷卻速度快、斷面較小、樹(shù)枝晶間距小、偏析程度輕，尤其是沿鑄坯長(zhǎng)度方向的化學(xué)成分比較均勻，因而其成材的均一性比模鑄好。而連鑄由于其自身設(shè)備和工藝的特點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化。因此當(dāng)成功應(yīng)用連鑄后，整個(gè)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生了巨大的變化?，F(xiàn)按一般習(xí)慣介紹連鑄機(jī)的分類(lèi)方法：　 (1)接連鑄機(jī)外形分類(lèi)有：立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī)、弧形連鑄機(jī)、超低頭(橢圓形)連鑄機(jī)、水平連鑄機(jī)，輪式連鑄機(jī)等。(4)按鋼水靜壓頭分類(lèi)：靜壓力較大的叫高頭型連鑄機(jī)如立式、立彎式連鑄機(jī)。在澆注鋼水時(shí)，若結(jié)晶器靜止不動(dòng)，坯殼容易與結(jié)晶器內(nèi)壁產(chǎn)生粘結(jié)，這就增大了拉坯時(shí)的阻力，導(dǎo)致出現(xiàn)坯殼“拉不動(dòng)”或者鋼水被拉漏事故發(fā)生，很難進(jìn)行澆注。正是振動(dòng)結(jié)晶器的發(fā)明，工業(yè)上才得以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用連鑄技術(shù)。直到1933年現(xiàn)代連鑄的奠基人一德國(guó)的西格弗里德羅西(Irving Rossi )獲得了容漢斯結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)專利的使用權(quán)，并首次在美國(guó)約阿結(jié)晶器振動(dòng)的目的是防止拉坯坯殼與結(jié)晶器粘結(jié)，同時(shí)獲得良好的鑄坯表面，因而結(jié)晶器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，減少新生的坯殼與銅壁產(chǎn)生粘結(jié)，以防止坯殼受到較大的應(yīng)力，使鑄坯表面出現(xiàn)裂紋。國(guó)外的應(yīng)用情況表明，采用連鑄結(jié)晶器非正弦伺服振動(dòng)，能夠有效地減少鑄坯與結(jié)晶器間的摩擦力，從而防止坯殼與結(jié)晶器粘結(jié)而被拉裂，減小鑄坯振痕，提高鑄坯質(zhì)量川一〔9l。因?yàn)閺慕Y(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)發(fā)展的歷史過(guò)程來(lái)看，每當(dāng)結(jié)晶器采用了一種新的振動(dòng)規(guī)律時(shí)，新的振動(dòng)規(guī)律都較過(guò)去的振動(dòng)規(guī)律更為合理，而且都對(duì)鑄坯的連續(xù)澆注、鑄坯的表面質(zhì)量及拉坯速度的提高產(chǎn)生了重大的影響。但此種振動(dòng)方式的存在的