液壓振動在板坯連鑄機中應用的優越性

陳永斌，李興友，庹文明

（1 日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276804；2寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司，新疆 烏魯木齊 830022）

1 前 言

近年來，隨著煉鋼生產效率的不斷提高和鑄坯熱送及直接軋制技術的發展，要求連鑄機必須提高連鑄拉速，發展無缺陷鑄坯生產。但在正弦振動條件下，隨著拉速的提高，保護渣耗量不斷降低，結晶器摩擦阻力增大，粘結漏鋼概率增大，鑄坯表面質量惡化。非正弦振動由于其特有的波形，靈活的參數控制能力，在控制負滑脫時間及降低結晶器摩擦力等方面的特點，受到廣泛的關注。而傳統的機械振動只能實現正弦振動和非正弦振動，不能在線實現正弦和非正弦的轉換；而液壓振動可以通過在線振幅和頻率調節裝置來選擇正弦或非正弦型式。

日鋼3#板坯連鑄機是新建的一機一流直弧型高效板坯連鑄機，主要用于澆注不銹鋼，連鑄機主體部分由中冶京城設計，關鍵備件由國外引進，配備了鋼包下渣檢測、結晶器電磁攪拌、結晶器液壓振動、結晶器液位自動控制、結晶器漏鋼預報、扇形段動態輕壓下（ASTC）、動態控制氣霧冷卻（DYNACS），輥縫自動測量等較為先進的技術。本文介紹結晶器液壓振動的組成、控制原理及優越性。

2 液壓振動的組成及原理

液壓振動由2 個振動單元組成，振動單元是焊接的箱型梁式結構，兩邊對稱可互換，由帶彎曲段支撐的基礎框架支撐。帶彎曲段支撐的基礎框架通過螺栓連接到錨固支架上。冷卻水和壓縮空氣管線通過特殊橡膠密封連接至基礎框架上。每個振動單元帶1 個振動驅動液壓缸，安置在結晶器振動臺下方。振動基礎框架提供了2 個小型的彎曲段支撐，冷卻水和壓縮空氣在彎曲段放入時自動連接。

液壓結晶器振動由2 個液壓缸驅動，通過液壓伺服閥在線控制振動的頻率和波形。由1臺單獨的PLC 控制液壓振動裝置，可在線控制振動裝置的振幅、頻率和波形。PLC 通過軟件形成一個波形發生器，根據不同的工藝要求（波形系數、頻率、振幅和拉速）生成不同頻率及振幅的波形，如正弦波、非正弦波。作為振動的設定值，PLC 輸出±10 V 信號控制液壓伺服閥。液壓缸內裝有檢測液壓活塞位置的位移傳感器，位移信號通過SSI 協議輸入FM458 作為位移實際值。通過液壓缸兩側的液壓壓力可計算出結晶器和鑄流間的摩擦力。

操作人員根據生產工藝選擇PLC中存儲的若干振動參數，來設定所需的振動波形、頻率、負滑脫值，從而PLC自動生成振動曲線。振動隨拉矯啟動而啟動，系統根據選擇的參數及實際拉速決定振動曲線。

3 液壓振動的優點

結晶器液壓振動是利用液壓缸的往復運動來實現結晶器振動的一項新技術，與傳統的機械振動相比具有以下優點：1）振動力由兩點傳入結晶器，傳力均勻。2）在高頻振動時運動平穩，高頻和低頻振動時不失真，振動導向準確度高。3）振動裝置大大簡化，結構緊湊簡單，傳遞環節少，可方便結晶器、彎曲段的在線檢查維護。4）采用高可靠性和高抗干擾能力的PLC 控制，可長期保證穩定的振動波形。5）可在線調節結晶器振動的波形、頻率和振幅，選擇最佳的振動特性參數，在不同鋼種和拉速組合下均可獲得最佳的鑄坯表面質量。6）以液壓缸取代了傳統機械振動系統中復雜的傳動系統和振動發生裝置，簡化了設備組成，減輕了設備維修工作量。振動液壓缸采用耐高溫密封或間隙密封，幾乎不需要維修。7）改善鑄坯表面與結晶器銅壁的潤滑效果，減少振痕深度，提高鑄坯表面質量，減少粘結漏鋼。

4 結 語

日鋼3#板坯連鑄機通過采用液壓振動代替傳統的機械振動，實現了在線調節結晶器振動的波形、頻率和振幅，減少了連鑄坯內部缺陷和外部缺陷的發生，在不同鋼種和拉速的組合下均可獲得最佳的鑄坯表面質量，尤其是在不銹鋼生產中效果更為明顯。