连续铸钢中结晶器振动装置研究

赵洁　侯永亮

【摘 要】世界近代工业发展是表明：钢铁业的落后，影响整个民族工业的崛起，是的国家近现代经济不发达，所以钢铁工业的发达与否是衡量一个国家是否是工业大国、工业强国的重要标准。从20世纪80年代以来，我国钢铁工业不断发展壮大，通过我们技术人员研究，许多技术已不再依靠国外，本文通过对炼钢中结晶器的振动装置研究，从一个侧面看我国钢铁工业的发展史。

【关键词】钢铁；结晶器的振动装置

要了解结晶器振动装置就要首先了解连续铸钢的工艺过程，从炼钢炉出来的钢液注入到钢包内，经二次精炼处理后被运到连铸机上方，钢液通过钢包底部的水口再注入到中间包内。中间包水口的位置被预先调好以对准下面的结晶器。打开中间包塞棒（或滑动水口）后，钢液流入下口由引锭杆头封堵的水冷结晶器内。在结晶器内，钢液沿其周边逐渐冷凝成坯壳。当结晶器下端出口处坯壳有一定厚度时，同时启动拉坯机和结晶器振动装置，使带有液芯的铸坯进入由若干夹辊组成的弧形导向段。铸坯在此一边下行，一边经受二次冷却区中许多按一定规律布置的喷嘴喷出雾化水的强制冷却，继续凝固。在引锭杆出拉坯矫直机后，将其与铸坯脱开。待铸坯被矫直且完全凝固后，由切割装置将其切成定尺铸坯，最后由出坯装置将定尺铸坯运到指定地点。随着钢液的不断注入，铸坯不断向下伸长，并被切割运走，形成了连续浇注的全过程。

结晶器是一个特殊的水冷钢模，钢液在结晶器内冷却、初步凝固成形，并形成一定的坯壳厚度，以保证铸坯被拉出结晶器时，坯壳不被拉漏、不产生变形和裂纹等缺陷。因此它是连铸机的关键设备。结晶器振动装置是使结晶器能按一定的要求做上下往复运动，以防止初生坯壳与结晶器粘连而被拉裂。

结晶器运动是按一定的运动轨迹振动。例如弧形结晶器需按弧线运动，而直结晶器需按直线运动。轨迹不正确，不仅会降低结晶器使用寿命，还会增加铸坯表面缺陷甚至引起漏钢事故。目前国内连铸机振动机构应用较多的有短臂四连杆式振动机构、四偏心轮振动机构和差动齿轮式振动机构。

一、结晶器振动的目的有以下几点：

（一）结晶器振动装置用于支撑结晶器；

（二）使其沿铸机半径作近似圆弧的上下往复振动以防止坯壳与结晶器粘结而被拉裂；

（三）有利于保护渣在结晶器壁的渗透，使结晶器得以充分润滑和顺利脱模；

二、结晶器振动的方式：

（一）同步振动

振动装置工作时，结晶器的下降速度与铸坯的拉坯速度相同，即称同步，然后结晶器以3倍的拉坯速度上升。由于结晶器在下降转为上升阶段，加速度很大，会引起较大冲击力，影响振动的平稳性及铸坯质量。

（二）负滑动振动

振动装置工作时， 结晶器的下降速度稍高于铸坯的拉坯速度，即称负滑动，这样有利于强制脱模及断裂坯壳的压合，然后结晶器以较高的速度上升。由于结晶器在振动时都有一段稳定运动的时间，这样有利于振动的平稳和坯壳的增厚，但需用一套凸轮机构，必须保证振动机构与拉坯机构联锁

（三）正弦振动

振动装置工作时，结晶器的上、下振动时间相等，最大振动速度也相同。由于结晶器在振动时速度一直是变化的，且按正弦规律进行，这样铸坯与结晶器之间都有相对运动，有利于脱模和断裂坯壳的压合，下降转为上升阶段加速度较小，有利于提高振动频率，能减少铸坯的振痕深度。

（四）非正弦振动

结晶器的非正弦振动和正弦振动规律曲线的比较如图所示振动装置工作时，结晶器的下降速度较大，负滑动时间较短，结晶器的上升振动时间较长。

三、振动形式及振动参数选择的依据：

按结晶器振动的实现方式可分为强迫振动、弹簧自由振动、复合振动（兼有强迫振动和弹簧自由振动的特点）和液压伺服振动。根据所铸方坯断面尺寸大小、拉坯速度、振幅及频率选择不同振动装置，进而选择不同的振动方式。

四、振动形势及振动参数的选择应遵循如下原则：

1.为控制振痕深度，负滑脱时间愈小愈好。2.为增加保护渣消耗量，必须保证一定的负滑脱时间，同时正滑脱时间愈大愈好。因此对负滑脱时间应做“低值”选择，对正滑脱时间则做“高值”选择。因此符合这种规律的非正弦振动凡是得到了广泛应用。

本文简单介绍了一下结晶器振动装置的工作原理及其振动形式，随着炼钢炼铁工业的发展，结晶器的振动装置还会不断的发展更新，这就需要我们在日常工作中不断的创新和学习。