连铸结晶器振动模拟试验装置及其非正弦振动控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103600043103600043A(43)申请公布日2014.02.26(21)申请号201310632102.0(22)申请日2013.11.27(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人孟祥宁杨杰朱苗勇(74)专利代理机构沈阳东大专利代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.B22D11/053(2006.01)B22D11/16(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称连铸结晶器振动模拟试验装置及其非正弦振动控制方法(57)摘要本发明提供一种连铸结晶器振动模拟试验装置及其非正弦振动控制方法，属于钢铁冶金连铸结晶器模拟应用技术领域，该装置包括主控计算机、控制器、电机驱动器、步进电机、偏心轮、连杆和用于模拟连铸结晶器铜板的振动板，该方法包括设定振动板在非正弦振动过程中各个时刻的振动速度；将设定的振动板在各个时刻的振动速度转换成各个时刻偏心轮的垂直方向速度分量，进而得到各个时刻偏心轮的转速；得到的步进电机的各个时刻转速，控制器通过电机驱动器控制步进电机以各个时刻转速进行转动；步进电机实时带动偏心轮转动进而带动振动板进行非正弦振动。本发明采用机械驱动方式实现非正弦振动，由分段函数法建立速度曲线，振动工艺参数易于获取。CN103600043ACN10364ACN103600043A权利要求书1/1页1.一种连铸结晶器振动模拟试验装置，其特征在于：包括主控计算机、控制器、电机驱动器、步进电机、偏心轮、连杆和用于模拟连铸结晶器铜板的振动板；所述主控计算机与控制器输入端连接，控制器的输出端连接电机驱动器的输入端，电机驱动器的输出端连接步进电机的控制输入端，步进电机的输出轴连接偏心轮，偏心轮的一侧连接连杆的一端，振动板竖直连接在连杆的另一端。2.如权利要求1所述的连铸结晶器振动模拟试验装置的非正弦振动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在主控计算机中，根据振动振幅、振动频率和波形偏斜率设定振动板在非正弦振动过程中各个时刻的振动速度；步骤1.1：采用多节分段函数法建立振动板的非正弦振动速度曲线，该曲线包括第一水平直线段、余弦曲线段、抛物线段、正弦曲线段及第二水平直线段，各段顺序连接成非正弦振动速度曲线；其中，vm为振动板的振动速度，T为连铸结晶器的振动周期，t为当前时刻，且0≤t≤T，α为非正弦振动波形偏斜率，s为振动振幅，f为振动频率，f1正弦曲线段频率/余弦曲线段频率，tB为余弦曲线的起始时刻或第一水平直线段的结束时刻，tC为余弦曲线的结束时刻或抛物线段的起始时刻，tE为抛物线段的结束时刻或正弦曲线的起始时刻，tF为正弦曲线的结束时刻或第二水平直线段的起始时刻；步骤1.2：设定振动振幅、振动频率和波形偏斜率，并根据非正弦振动速度曲线设定振动板在非正弦振动过程中各个时刻的振动速度；步骤2：将设定的振动板在各个时刻的振动速度转换成各个时刻偏心轮的垂直方向速度分量，进而得到各个时刻偏心轮的转速，即步进电机的各个时刻转速；步骤3：主控计算机根据由设定的振动板在各个时刻的振动速度得到的步进电机的各个时刻转速，生成控制指令并发送至控制器，控制器通过电机驱动器控制步进电机以各个时刻转速进行转动；步骤4：步进电机实时带动偏心轮转动，进而带动振动板进行非正弦振动。2CN103600043A说明书1/5页连铸结晶器振动模拟试验装置及其非正弦振动控制方法技术领域[0001]本发明属于钢铁冶金连铸结晶器模拟应用技术领域，具体涉及一种连铸结晶器振动模拟试验装置及其非正弦振动控制方法。背景技术[0002]连铸作为承上启下的生产工序在钢铁产品制造过程中具有重要地位，而被称为“连铸机心脏”的结晶器具有高效传热、凝固成型、净化钢液和质量控制等重要功能。结晶器振动作为连铸技术的重要特征，有效用于减小结晶器和铸坯之间摩擦力，防止坯壳和结晶器壁黏结，使铸坯顺利脱模，并获得良好的铸坯表面质量。此外，振动还可以使结晶器里拉裂的坯壳愈合，合理的振动规律和振动参数有利于润滑作用的充分发挥。[0003]结晶器振动方式即结晶器振动速度随时间的变化规律，是结晶器振动技术中最基本的内容。连铸结晶器非正弦振动作为实施高效连铸的关键技术引入非正弦振动因子，突破了传统结晶器正弦振动波形上下对称的限制，增加了构建振动波形的独立振动参量，增强了波形曲线调节能力，使波形曲线的选择更加灵活，可使结晶器非正弦振动通过振动参数调节具有最佳振动模式全部特点，能有效改善结晶器振动效果，降低铸坯表面振痕深度，在提高拉速的同时获得良好的连铸坯表面质量，并降低漏钢事故发生率。连铸结晶器非正弦振动技