淺析小方坯連鑄液壓振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、第35卷第4期黑龍江冶金V01．35No．42015年8月HeilongjiangMetallurgyAugust2015小方坯連鑄液壓振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)陳世超(唐山鋼鐵集團(tuán)有限公司，河北唐山063000)摘要：液壓伺服振動(dòng)系統(tǒng)作為連鑄結(jié)晶器振動(dòng)中的新技術(shù)，對(duì)于減少負(fù)滑脫時(shí)間，提高拉速，提高連鑄坯質(zhì)量以及穩(wěn)定生產(chǎn)都有重要意義。本文系統(tǒng)介紹了小方坯連鑄中結(jié)晶器液壓振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及控制原理。關(guān)鍵詞：連鑄；結(jié)晶器；液壓振動(dòng)系統(tǒng)DesignofHydraulicVibrationSystemofContinuousCastingBilletChertShichao(Tangshanirona

2、ndsteelgroupCo．，Ltd．，TangshanHebei063000China)Abstract：Asanewtechnology，hydraulicservovibrationsystemisofsignificancefordecreasingthetimeofnegativeslip，improvingcastingspeedandstabilizingtheproduction．Thispaperintroducesthedesignandcontrolprincipleofhydraulicvibrationsystemofcontinuouscastingb

3、illet．KeyWords：continuouscasting；mould；hydraulicvibration唐鋼股份公司第二鋼軋廠鋼區(qū)2007年建成FosinCOt一臺(tái)六機(jī)六流小方坯連鑄機(jī)，其生產(chǎn)150×150ram小方坯直接供給高線進(jìn)行軋制。該設(shè)備采取了諸多先進(jìn)技術(shù)，其中結(jié)晶器液壓振動(dòng)就是其關(guān)鍵技術(shù)。液壓振動(dòng)裝置相對(duì)于機(jī)械振動(dòng)具有控制精度高、調(diào)整靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。而且根據(jù)工藝條件的要求任意改變波形，并可調(diào)整正負(fù)滑動(dòng)速度Ky(t)和時(shí)間，改善結(jié)晶器和鑄坯之間的潤(rùn)滑和脫模，減Cy(t)少黏結(jié)性漏鋼事故。因此，結(jié)晶器液壓非對(duì)稱振動(dòng)是當(dāng)代連鑄機(jī)振動(dòng)發(fā)展的主導(dǎo)方向。圖1結(jié)晶器液壓

4、振動(dòng)系統(tǒng)的模型和受力圖l結(jié)晶器液壓振動(dòng)模型的設(shè)計(jì)圖1為結(jié)晶器液壓振動(dòng)系統(tǒng)的模型和受力)+㈤+㈤=Fosincc，(2)圖。受力對(duì)象(即結(jié)晶器和結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)架)可以將c／m=2，(E，=ks／m代人上式得近似抽象成具有一定質(zhì)量、彈性和阻尼的數(shù)學(xué)模型，如下圖1所示。夢(mèng)()+2()+。)，()=POsin(3)設(shè)在任一瞬間質(zhì)量塊(結(jié)晶器和結(jié)晶器振動(dòng)它的解由兩部分組成臺(tái)架)的位移為y(t)，根據(jù)牛頓定律，其運(yùn)動(dòng)的微Y(t)=Y+y(4)分方程為其中一部分Y是式的齊次方程的解，表示成m夢(mèng)(t)=一c(t)一ky(t)+sinwt(1)Y=e一扣(Ccoswdt+Dsintodt)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)形式

5、有收稿日期：2015—06—05作者簡(jiǎn)介：陳世超(1981一)，男，現(xiàn)從事鋼鐵企業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)和管理工作，工程師。27黑龍江冶金第35卷=Ae一扣sin(∞dt+)(5)(2)當(dāng)激勵(lì)頻率很低即A一0時(shí)1，這時(shí)另一部分是式的特解，表示成由于激勵(lì)力變化很緩慢，幾乎是常力，所以受迫振Yp=Ysin(o)t一)(6)動(dòng)的振幅y近似等于激勵(lì)力產(chǎn)生的靜撓度／k；將式6代人1可以求得兩個(gè)待定系數(shù)y和，即當(dāng)激勵(lì)頻率很高即A》l時(shí)l，這是由于激勵(lì)力變化過(guò)快，受力對(duì)象因慣性仍然停止不動(dòng)；當(dāng)A√(ki一mw)+(CO))(7)=1時(shí)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生共振，振幅l，達(dá)到最大值rm也為最大值。另外隨著增大，幅值減

6、小。=arctan_羔(8)(3)振動(dòng)得以維持的原因是系統(tǒng)有存儲(chǔ)動(dòng)能所以運(yùn)動(dòng)微分方程的通解表示為的慣性元件和儲(chǔ)存勢(shì)能的彈性元件。系統(tǒng)有穩(wěn)定Y=e一如(Ccoso)dt+Dsino)dt)+Ysin(tot一)的平衡位置，其動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換，在外界激勵(lì)的作用下，產(chǎn)生振動(dòng)。=Ae一如sjn(todt+~o，+7蘭2液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(9)由式(9)可知系統(tǒng)響應(yīng)由兩部分組成：第一項(xiàng)2．1液壓伺服系統(tǒng)的基本組成是黏性阻尼系統(tǒng)的自由振動(dòng)，A和決定于初始條結(jié)晶器液壓振動(dòng)采用伺服閥驅(qū)動(dòng)液壓缸進(jìn)行件，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后的很短時(shí)間內(nèi)迅速消失，可以不動(dòng)作。其特點(diǎn)是輸出量能夠自動(dòng)而準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸予考慮；第二項(xiàng)

7、是黏性阻尼系統(tǒng)簡(jiǎn)諧受迫振動(dòng)，其入量的變化規(guī)律，其控制精度高，響應(yīng)速度快，該振幅Y和相角與運(yùn)動(dòng)的初始條件無(wú)關(guān)，只是激系統(tǒng)具有輸出功率大。結(jié)晶器液壓伺服系統(tǒng)的工勵(lì)力幅與激勵(lì)角頻率∞的函數(shù)，與∞保持不作原理方框圖如圖2所示。變，Y與均是常數(shù)值。所以在自由振動(dòng)消失后，特解y代表振動(dòng)系統(tǒng)的全部運(yùn)動(dòng)，即可將運(yùn)動(dòng)微分方程簡(jiǎn)化為：，，：—k—一(10)√(一mo))+(CO))由式(7)和(8)可得出圖2液壓伺服系統(tǒng)的工作原理方框圖譬孝㈣)由圖2可見(jiàn)，液壓伺服系統(tǒng)由給定元件、執(zhí)行元件