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

1、板坯連鑄結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測試驗(yàn)研究 板坯連鑄結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測試驗(yàn)研究胡 軍 宏（上海寶鋼研究院 前沿技術(shù)所，上海 201900）[摘 要]基于板坯連鑄試驗(yàn)平臺結(jié)晶器液壓振動裝置，檢測不同振動參數(shù)下液壓缸位移等參數(shù)，分析了液壓缸位移偏差、相位差隨振動參數(shù)的變化規(guī)律，并討論了非正弦振動波形的特征。結(jié)果表明，液壓振動裝置實(shí)現(xiàn)的結(jié)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(jié)晶器振動方面具有明顯的優(yōu)勢。[關(guān)鍵詞

2、關(guān)鍵詞]連鑄；結(jié)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(xiàn)標(biāo)識碼 文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)晶器和坯殼之間的相互作用是保障連鑄機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行、高效生產(chǎn)的關(guān)鍵，結(jié)晶器振動技術(shù)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(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)節(jié)奏大幅加快，要求在提高拉速的同時保證鑄坯質(zhì)量，

7、對結(jié)晶器振動控制技術(shù)提出了更高的要求。液壓振動技術(shù)是近年來開發(fā)的新技術(shù)，與傳統(tǒng)的機(jī)械振動裝置相比，液壓振動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、布置靈活、精度高、響應(yīng)快速的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)正弦 或非正弦振動，尤其便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，進(jìn)行實(shí)時參數(shù)調(diào)整及監(jiān)控，而操作 上也更加安全可靠。國內(nèi)外的應(yīng)用情況表明，采用結(jié)晶器非正弦振動技術(shù)，可有效地減小鑄坯與結(jié)晶器之間的摩擦力[1～2]，從而防止坯殼與結(jié)晶器粘結(jié)而被 拉裂，減輕鑄坯振痕[3]，提高鑄坯質(zhì)量[4～5]，在獲

8、得優(yōu)異的鑄坯表面質(zhì)量的前提下提高拉速，實(shí)現(xiàn)自動化的高效連鑄生產(chǎn)。 結(jié)晶器振動控制的精度與穩(wěn)定性是保障鑄機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行、安全高效生產(chǎn)的前 提。由于液壓振動裝置在近年來才開始逐漸應(yīng)用于國內(nèi)連鑄生產(chǎn)，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(guān)的報(bào)道較少。因此，對結(jié)晶 器液壓振動裝置進(jìn)行在線監(jiān)測，研究其在不同振動參數(shù)下的振動特性，成為普遍關(guān)心的問題。本文基于寶鋼板坯連鑄試驗(yàn)平臺，通過對液壓振動系統(tǒng)的位移 等參數(shù)進(jìn)行檢測，研究了系統(tǒng)隨振動

9、參數(shù)變化時的振動特性，并分析了非正弦 振動波形的特點(diǎn)，為實(shí)際生產(chǎn)中的結(jié)晶器液壓振動控制提供指導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。接收振動參數(shù)，生成振動曲線，并與現(xiàn)場反饋的壓力信號和位移信號比較，進(jìn) 行控制運(yùn)算，輸出控制指令調(diào)節(jié)伺服閥閥芯動作，從而控制液壓缸按設(shè)定的波形和振動參數(shù)進(jìn)行振動。PLC 控制系統(tǒng)以 1000Hz 的采樣頻率獲得兩側(cè)液壓缸的 位移信號和工作壓力信號，并將信號傳輸至計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算處理，以考察不同振動參數(shù)下兩側(cè)液壓缸的瞬態(tài)振動特征。

10、2 檢測結(jié)果與分析 檢測結(jié)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(cè)液壓缸位移隨時間變化的關(guān)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(shù)時兩側(cè)實(shí)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(cè)的實(shí)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(cè)的實(shí)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(cè)縱坐標(biāo)設(shè)置稍作區(qū)分，將右側(cè)位移曲線下移。從圖中可以看出，兩側(cè)位移曲線基本重合，且測試的波形曲線與理論計(jì)算的波形圖吻合 較好，在正常工作范圍內(nèi)，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(cè)液壓缸位移偏差 兩側(cè)液壓缸位移偏差對兩側(cè)液壓缸振動偏差和相位差的檢測與計(jì)算，可隨時反映板坯連鑄機(jī)的運(yùn)

12、行狀況。通過分析，可了解兩側(cè)液壓缸振動隨振動參數(shù)而改變的規(guī)律并可判 斷液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)、導(dǎo)向系統(tǒng)偏差等設(shè)備實(shí)際運(yùn)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(shè)定值，f從75次/min到 200次/min變化時，在一個振動周期內(nèi)兩側(cè)液壓缸位移的平均偏差及最大偏差的圖 1 兩側(cè)實(shí)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(cè)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(cè)位移 /mm左側(cè)右側(cè)-1.6-0.80.00.81.62.4右側(cè)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 /