（机械工程专业论文）鞍钢板坯连铸机改造及实验研究.pdf

m a s t e ro fe n g i n e e r i n gm a c h i n e r yd e s i g na n dt h e o r y r e f o r m a t i o na n de x p e r i m e n t r e s e r a r c ho fs l a bc a s t i n g m a c h i n ei na n g a n gs t e e l s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r l n gh u i l i n n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i 毋 j u n e2 0 1 0 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰 写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名：西吲宣缮 日期：，口占弓口 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件 和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 半年口一年一年半口两年口 学位论文作者签名：侈印磅 导师签名： 签字日期： ，驴6 d 签字目期： 东北大学工程硕士论文 摘要 鞍钢板坯连铸机改造及实验研究 摘要 结晶器振动技术的发明，使连铸工艺在钢铁工业中得到广泛的应用，其上下往复 运动对铸坯起到了脱模的作用。结晶器振动技术包括两个基本部分：实现精确的结晶 器运动轨迹( 直线或弧线) 的部分和实现结晶器振动的部分。板簧柔性导向精度较高， 且不会产生象导向板和导向辊轮之间因磨损而影响导向精度的问题，已成为一种普遍 采用的技术：非正弦振动方式因其独特的优越性，成为结晶器振动技术的发展趋势。 随着结晶器振动频率的加快，设备的振动问题日趋明显。因此，非常有必要采用计算 机仿真技术，对设备的动态特性及运动精度进行分析。 本文在分析比较了国外的几种非正弦振动方式后，引入了一种非正弦振动波，对 其进行了的理论计算，得出了此种非正弦振动的振动规律及工艺参数，通过对结晶器 全板簧柔性导向装置的深入研究，根据运动弹性动力学的理论方法，和系统工作时的 实际运行状态，建立了振动台的有限元模型，得到了振动机构的三阶固有频率及相应 振型：构建了机构的动力学方程，通过有限元软件分析得到了系统在引入的非正弦振 动下不同振幅的时域和频域响应，分析了机构振幅及频率对机构精度的影响；推导了 振动机构的精度计算公式，对改造后的振动机构精度进行了计算，并通过实验研究得 到了现场的振动机构精度，验证了理论的合理性。为设计及改造结晶器全板簧柔性导 向机构提供了理论基础。 关键词连铸；非正弦振动；全板簧导向；有限元：精度 东北大学工程硕士论文 a b s t r a c t r e f o r m a t i o na n de x p e r i m e n tr e s e r a r c h o fs l a bc a s t i n g m a c h i n el na n g a n gs t e e l a b s t r a c t a r e ri n v e n t i n gt h em 0 1 do s c i l l a t i o nt e c h n 0 1 0 9 y ，c o n t i n u o u sc a s t i n gp l a n ti su s e di n i r o na n ds t e e li n d u s t r yw i d e s p r e a d l y ，w h o s er e c i p r o c a t i n gm o t i o nh e l p st h ei n g o tb l a n k d e m o u l d t h et e c h n 0 1 0 9 yc o n s i s t st w ob a s i cp a r t s ，w h i c hi sa c h i e v i n ge x a c tm o v e m e n t t r a c ka n dm a l ( i n gt h em 0 1 do s c i l l a t e t h e1 e a fs p m gg u i d a n c ep r e c i s i o ni sh i 曲a n dd o e s n 、t w e a ro u t1 i k et h eg u i d a n c eb a na n dr o l l e r ，w h i c hh a sb e e nac o m m e nt e c h n 0 1 0 9 y 7 i h e n o n s i n eo s c i l l a t i o n i st h ed e v e l o p m e n tt r e n do ft h eo s c i l l a “o nt e c h n o l o g yb e c a u s eo fi t s u n i q u ea d v a n t a g e t h em o l eo s c i l l a t i o n 行e q u e n c ya c c e l e r a t i n g ，t h eo s c i l l a t i n gp r o b l e m so f t h em a c h i n eb e c o m e sw o r s e s oi t 、sn e c e s s a 巧t ou s ec o m p u t e rs i m u l a t i o nt e c h n o l o g yt o r e s e a r c ht h ed y n a m i cp e r f o m a n c ea n dm o t i o np r e c i s i o no ft h ef a c i l i 够 t h i sa r t i c l ea n a l y z e ss e v e r a lo v e r s e a sn o n s i n eo s c i l l a t i o nm e t h o da n di n t m d u c e sa n e wk i n do fn o n s i n ew a v e a r e rt h e o r yc a l c u l a t i n g ，t h em l ea n dp a 姗e t e r so ft h i sk i n d o s c i l l a t i o na r eo b t a i n e d t h el e a fs p r i n gg u i d a n c em o l do s c i l l a t i o ns y s t e mi ss t u d i e d i n t e n s i v e ly b a s eo nt h et h e o d ，o fe l a s t i ck i n e t i c sa n dt h ew o r k i n gc o n d i t i o n ，t h en o n l i n e a r f i n i t ee l e m e n tk i n e t i c sm o d e li sb u i l t t h en a t u r a l 行e q u e n c ya n dr e l e v a n tm o d ea r e c a l c u l a t e d a c c o r d i n gt ot h ed y n a m i c se q u a t i o n sa n dt h ef 妯i t ee l e m e n ts o f h a r e ，也et i m e a n d 仔e q u e r c yd y n a m i cr e s p o n s eo f d i f r e r e n ts w i n ga r eo b t a i n e du n d e rn o n s i n eo s c m a t i o n t h ee 行e c to fs w i n ga n d 仟e q u e n c ya r ea n a l y z e d b a s eo nt h ep r e c i s i o nf o m u l ao ft h e m a c h i n e ，t h eo s c i l l a t i o np r e c i s i o ni sc o m p u t e d t h ea c a d e m i cr a t i o n a l i t yi sv a l i d a t a l e db y e x p e r i m e n t am e t h o db a s ei sb u i l tf o rt h ed e s 噜na j l dr e f o 硼a t i o no ft h em 0 1 dw i t hl e a f s p r i n gg u i d a n c e k e y w o r d s c o n t i n u o u s c a s t i n g ； n o n s i n eo s c i l l a t i o n ；1 e a fs p r i n gg u i d a n c e ； 丘n i t e e l e m e n t ：p r e c i s i o n 东北大学工程硕士论文 目录 目录 独创陛声明i 摘要i i a b s t r a c t i i i 目录i v 第1 章绪论1 1 1 连铸技术简介1 1 2 第2 章 2 1 2 2 2 - 3 2 4 2 5 第3 章 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 第4 章 1 1 1 连铸技术发展史1 i 1 2 连铸技术的优点2 1 1 3 连铸技术的发展趋势3 1 1 4 连铸机主要设备4 1 1 5 结晶器振动规律及装置5 本课题的来源及研究内容1 0 结晶器非正弦振动技术1 2 概述1 2 国外非正弦振动波形简介1 3 非正弦振动参数1 6 一种非正弦振动波形的引进1 7 2 4 1引进波形的规律17 2 4 2 引进波形的工艺参数2 0 本章小结2 4 全板簧振动机构的模态分析2 5 连铸机结晶器全板簧振动机构简介2 5 模态分析理论简介2 6 振动机构边界条件的确定2 6 振动机构固有频率分析2 7 本章小结3 l 全板簧导向振动机构的响应分析3 2 东北犬学工程硕士论文目录 4 】 系统动力学方程的建立 4 2边界条件的建立 4 3振动机构的动态响应 4 4 第5 章 43 1振动机构的时间响应 4 3 2 振动机构的频率响应 本章小结 结晶器全板簧柔性导向理论及实验研究 5 1全板簧导向振动台精度分析 51 1 结晶器的运动规律 51 2 结晶器的受力分析 5 1 3 板簧导向精度计算 5 2振动台精度的实验研究 5 3本章小结 第6 章结论与展望 6 1结 仓 6 2 展望 参考文献 致谢一 弛 ” 强 扣 舵 郇 郇 锯 钾 ” 弛 北 跎 东北大学工程硕士论文 第1 章绪论 1 1 连铸技术简介 第1 章绪论 将高温钢水连续不断地浇注到个或一组实行强制冷却的带有“活底”的铜模内， 待钢水凝固成具有一定厚度的坯壳后，从铜模的另一端拉出。这样铸坯就会连续不断 地从铜模内拉出，这种高温钢水直接浇注成钢坯的工艺，叫连续铸钢，简称连铸。 1 1 1 连铸技术发展史 1 8 5 8 年，在钢铁协会伦敦会议上，首次提出“无锭浇铸”的概念。后来，许多人都致 力于连铸技术的研究，因为钢的熔点和热传导性高，在此期问，研究者遇到了很多问 题。在认识到铸坯和结晶器之问必须有相对运动之后，真正奠定近代连铸技术基础的 是德国人容汉斯( s i e g n i e dj u n g h a n s ) ，他于1 9 3 3 年在德国建成一台立式连铸设备，并 用其浇铸黄铜获得成功，1 9 3 6 年，铝合金的连铸也取得了成功。这样，有色金属的 连铸在3 0 年代就应用于工业性生产2 【3 1 。 然而，在工业规模上实现钢的连铸铸困难很多，其原固有如下几点： ( 1 ) 与铝、铜( 及其合金) 等低熔点的有色金属相比，钢的导热系数小钢水的热含 量大，钢的凝固速度比较慢，不利于连铸； ( 2 ) 钢的熔点较高； f 3 ) 与铜、铝等有色金属相比，钢的生产规模大得多【4 1 。 1 9 4 3 年，容汉斯在德国建成第一台结晶器可以振动的浇铸钢水的试验机，为钢 连铸技术奠定了理论和实践基础。其工作原理是结晶器与铸坯以同样的速度下行 2 5 m m ，然后以3 倍拉坯速度返回到原来的位置。1 9 4 9 年容汉思在德国阿勒德隆公司 ( a 1 1 e 曲e n gl u d l u m ) 和美国沃特弗利厂( w a t e l i e t ) 分别在两台立式铸机上进行试 验。与此同时，美国钢公司采用威廉姆斯( e r w i l l i 锄s ) 的技术在比沃伐尔斯( b e a v e r f a l l s ) 建立了一台半工业性试验装置。当时没有采用容汉斯的振动结晶器概念，而是 采用间歇拉坯的方式。英国钢铁研究学会( b i s r a ) 采用弹簧吊挂式结晶器进行浇铸。 今天，振动结晶器已经成为标准的铸机模式，而固定式和弹簧吊挂式结晶器已经成为 了历史刚6 【7 】。 东北大学工程硕士论丈第】章绪论 虽然振动式； 品器是连续铸钏的开创一陀的技术足键，但址真f 何效防止粘结的突 破性技术足英同人哈理德( h a i d a ) ，) 提h 的“负消脱”。绌l 谄器与铸坯之间始终有 相对运动何改善润滑、减轻粘结的优点，他j ：实现l ：。h 速连铸l 。 5 0 年代连续铸钢技术4 。开始i 业化， 弧形连铸机的产生连铸技术以惊人的速度 率降低了设备投资，而h 由于高度降低 从此连铸技术得到迅速发眨。6 0 年代由于 l j f 】u 发展。川为弧彤连铸机1 ；仅提高了生产 仃利于安装在原仃的钢r 内。弧形连铸机 n 勺概念在1 9 5 2 年由德国人欧萨波尔( o s c h a b e r ) 捉m ，然i 面到了1 9 6 3 年彳i 德国 曼内斯曼公司把弧形连铸机的设楚【在格甩罗屿科f ( g r i l l of u n k e ) 付诸1 业性试验 ”。在这之后，先驱性的实施者一个接着个，弧形迮铸机商、止化的进程以极为迅速 的步伐向前推进。白1 9 7 0 年开始，连铸开始i 于钢铁联合企l k 生产扳坯。对凝同现象 的科学合理的透彻理解，导致连铸快速增f z _ _ 东北大学工程硕士论文 第；幸全板簧振动机掏的模态分析 讣算模犁离散m 格如镧33 ，埘系统进行引尊”j 得到系统的再阶育 i j l ； 率。该系 统一、j 阶固有频率随 柄长度干他嚣的变化姚律如罔34 、旧3 5 、罔36 听示。 其中横坐标为曲柄的转角，币位为度。 h34阶i 刮向顿率 f l 婴l r e34f 1 r s i - o r d e rn a i l l r a lf r e q u e n c y l q35 _ _ 阶固7 j 频率 f i g u r e36t h i r d - o r d e rn a t u r a if r e q u e n 。y 东北赶学工莅硕士论丈 第j 童全板簧振动机构的模态分析 削36 阶l 蚓n 频率 f 1 9 u r e36t h i r d o r d e rn a i u r a jf r e q u e n c y 结果表明，阶、：阶、 二阶有频一红受曲柄k 度和他置影l l 阿而变化的趋势州炎 似。无沧舟为阿值，对t ，i r9 船为9 0 。和二7 0 。h t ，各种f 。况r 系统周自频车均为定“i 。 柄长瞍对凼仃频；簪的影响趋势为：尺大嘲有频率波动也大：反之，r 小固仃频 j 钲波动也小。但总的来说同有频率波动最是比较小的，如埘戍于最大的曲柄i 陀s p o n s ec u r v ew l t hf h ea m p i l t u d eo r 4 1 1 1 m 一4 1 东北大学工程硕士论丈 篱4 量全板簧孚向振动机构的响1 巫分析 振叭l m m ) z61 01q1 l 啊肆n 赴 罔47 抓幅为5 m m 构= c _ j j j 鞋1 0 ”r 线 f i g u m47f r c q u e n c j 陀s p o n s ec u n eu l t h t h ea m p m i i d eo f j m m 通过以1 分析口椭j ，在o 2 0 h z 的分析范【制内机构振幅随频：簪的增大【m 增大。花 人约1 9 h z 时机构发生其振m 振动系统n 0 工作频j 苷一般在2 4 h z ，在【：作频率【蔓 域内振动系统的振i 旧随频率增加的幅度4 i 夫，最大的对弧准确牢也没有超过3 5 1 0 ”，是符合振动系统发汁目标的，所以小振动系统刈这种非n ：弦波形也媳f j 较好的 商频稳定r i ：，可以在较高的频率f 保持较n r 的位移f 度。 4 4 本章小结 本章应j 运动弹t r 动力学的殚论方法，根据系统l ：作时的实际运行状态，建立j 结晶器全扳簧振动装簧| e 线性彳限兀动力仿真模型。并应用此模型对非j i i 弦振动规 律分别选取不同工况对迸行仿真计算和分析，得到了小同振幅u t 化移精度的时域和频 域的响应曲线。振动装置在工作频率范围内的最大偏芋为1 8 2 1 0 m m ，满足振动系 统的设计日标。总体r 振动系统的位移精度随振幅的增大、频牢的升高而f 降，在l 作频率范【词内随频率的升高下降的幅度不人，随振幅的增人而f 降的幅度较大。 东北大学工程硕士论文第5 章结晶器全板簧柔性导向的理论及实验研究 第5 章结晶器全板簧柔性导向理论及实验研究 结晶器的振动轨迹应当与连铸机的直弧一致，振动轨迹在使用过程中偏离垂直线 很大时，将影响保护渣向下流入的均匀性。误差大于o 2 m m 时，纵裂增加，误差最 好小于0 1 m m 。同时，误差过大也将引起板坯的角裂、漏钢等。传统的振动导向机构 不容易保证较小的误差，在设计时的精度有的可达0 0 2 m m ，但通过生产一段时间， 精度大幅度下降。其主要原因是由于振动机构的滚动轴承在安装时孔轴的间隙误差和 轴承的磨损，特别是滚轮导向机构的磨损更为严重。有的机构在线生产两个月磨损造 成的误差( 经现场实测) 达o 5 m m ，结果造成铸坯内裂，严重时引起漏钢。 针对现有设备存在的问题，研制开发了板坯连铸机结晶器全板簧导向振动台。这 种振动台由全板簧振动导向机构和空气弹簧缓冲机构所组成。该振动台应用在鞍钢新 钢铁有限公司第二炼钢厂的北区大板坯连铸机上。 5 1 全板簧导向振动台精度分析 h nn i 。弋!号卜r r ， 。板簧 。 ? r 尸 _ d 言j 二， r 。 el 歹万 、_ 卤 乃 圭 板簧 而1 ， 乃 b 乳， 一 ， 夕心 图5 1 板黄导向振动装置简图 f i g u r e 5 1s c h e m a t i cd i a 孕a mo fo r i e n t c dv i b r a t i o nd e v i c eo fs p r i n g 图5 1 为全板簧柔性导向振动台简图，实际生产当中的大多数板坯连铸机其结晶 器振动机构采用正弦式振动方式。正弦振动可以由曲柄连杆机构来实现，结构简单， 运动精度高，制造维修方便，以下将对结晶器的运动规律及受力情况进行分析，并求 出板簧的导向精度吲【3 8 】。 东北大学工程硕士论文第5 章结晶器全板簧柔性导向的理论及实验研究 5 1 1 结晶器的运动规律 由于连杆c d 较长，故d 点可近似认为是直线运动，沿过偏心轴中心g 点的铅 直线运动，令d 点的位移为y ， ，= ，- + 上一d g = r + 上一，c o s 日一f r ：s i n ：臼( 5 1 ) 对式( 5 1 ) 的y 取二阶导数，并用0 = ，代入，凶上 r ，略去的高次项町得： 铲拿! ( c o s 口+ 三c o s 2 ( 5 _ 2 ) 口r2 茅2 r 。( c 0 5 d + z c 0 8 冽 ( 5 _ 2 j 式中，_ 偏心轴偏心距，m ； 偏心轴角速度，r a d s ； 臼偏心轴转角，r a d ； r 时间，s ； 摆杆式振动装置结晶器处( c 点) 的加速度日，结晶器的振幅为而，d 点的振幅 为，由比例关系可得： 口幽r = 厅， ( 5 - 3 ) 口：鲁口，：厅二( c 。s 臼+ 手c 。s 日) ( 5 4 ) 口= 一日，= 疗一【c o s 拶+ = _ c o s 廿j 【) 一4 j ， l 因为= ，r 3 0 ，为振动频率( 1 m i n ) ，则： 日= 等( c o s 臼+ 2 臼) ( 5 5 )日= _ = 一 c o s h + 一c o s 2 日) f 5 5 l 9 0 0 、 l 、 5 1 2 结晶器的受力分析 ( 1 ) 结晶器拉坯阻力 结晶器拉坯阻力主要由于薄的坯壳在钢水静压力作用下， 运动时便产生了滑动摩擦力r ： f s = g h ds h 式中 。i 结晶器内钢水深度，m ： y 钢水密度，h m 3 ： 紧贴在铜板上，当其 坯壳与铜板之间滑动摩擦系数，根据实测其值在o 3 o 5 ； ，卜结晶器内壁有效面积，m 2 ： 广重力加速度，“s 2 。 ( 5 6 ) 东北大学工程硕士论文第5 章结晶器全板簧柔性导向的理论及实验研究 ( 2 ) 结晶器调宽产牛的拉坯阻力r 瓦= 纠甜箦 式中调宽速度，m m i n ： 坎拉坯速度，h l m i n ； 彳实测值，一般大板坯连铸机取彳= 1 8 ； 肝一实测值，一般大板坯连铸机取坍= 0 3 6 ： 墨坯壳厚度形成速度系数，m m s m ； 卜铸坯宽度，m 。 ( 3 ) 振动体的总重 g 2 9 1 + q 2 + 93 式中 9 1 结晶器本体重量，k n ； 堕振动台总重量，k n ； q 3 结晶器和振动台的冷却水重量，k n 。 ( 4 ) 振动体的惯性力p a p a = g q | g ( 5 7 ) ( 5 8 ) ( 5 9 ) ( 5 ) 振动体的驱动力尸 尸= g + e + 瓦+ 只 ( 5 1 0 ) ( 6 ) 板簧 首先研究振动体。振动体所受的力有上、下板簧轴向拉力f l 、尼、凡和凡，板 簧径向力非常小略去不计，振动驱动力尸，拉坯阻力尽氓，所受总重力g ，为了便 于研究问题加上所受的惯性力r 。在计算时必须注意下面两个问题：一是由于制造 和安装误差造成的驱动力p 与结晶器中心线偏斜一定的角度仅；二是由于振动体的 自重g 重心与结晶器中心线偏离一定的距离p ，如图3 所示，分别对爿点和占点取 矩，有： ( e 一只) ( 3 + 4 ) = 3 尸s i n a 一( g + 只) e ( 5 一1 1 ) ( e e ) ( 三3 + 三4 ) = l 4 p s i n a + ( g + 只) p ( 5 - 1 2 ) 一4 7 堡! ! 查兰三兰堡笙三妻：兰苎苎兰全竖茎圭兰兰皇! ! 兰丝兰兰兰竺至 令c = f 一最和r = ， 一，并将式( 5 6 ) 、( 5 7 ) 、( 5 - 8 ) 、( 5 9 ) 、( 5 一1 0 ) 代入式( 5 1 1 ) 和f 5 一1 2 ) ，取最大值，则： c = 丧lg 扣尉筹慨鹏+ 等( + 刮 s i g + 等( - + 三) 1 素 c s 一 fv u u gl l0 3 + l 4 = 壶一舭。科嘉碱砸+ 等 5 1 3 板簧导向精度计算 咖“一| g + 等( + 主 矗 t a ， 9 0 0 9ll l 3 + 4 振动体沿直线运动，振动的偏移主要式由板簧的弹性变形引起的。作用在上、下 板簧的偏移力已和n 分别为凡和n 的作用反力。结晶器在一个运动周期内取凡 和凡中最大值，作为振动偏移值，的板簧弹性变形力。 式中卜一板簧一半长度，m 卜一弹性模量，n m 2 ； = f i f e a ( 5 1 5 ) 爿板簧横断面面积，m 2 。 基本参数：大板坯连铸机：户1 2 0 m i n ， = 4 m m ，船1 5 0 0 x 2 3 0 m m 2 ，b = 15 0 0 m m 产6 9 m m ，l ；_ 6 1 0 m m ，三4 = 6 2 0 m m ，f _ 1 0 8 0 m m ，爿= 1 2 0 2 0 m m 2 ，g ! 1 8 0 0 0 0 9 。 应用前面的公式计算结果为卢o 0 0 7 m m 。 _ 4 8 - 第j 量结晶嚣奎皈簧乏性导向的理论及买验辟瓮 i ； ? 户 纠5 二振功姨罱的导| | 】_ j i f 蔓 5 2 振动台精度的实验研究 人舨h ：连铸h l h i 器个扳簧导阳振动台侄微钏新钏铁公r 二烁钏j二# 连锚。 【 第流f ：进行r 乍，。心( 如纠5 f 3 、i 纠54 、l 刳55 所1 i ) 。振动台的j 小多数为 铸机1 i 争月：1 0 0 0 0 m m ：铸”：之、j ：l8 0 0 m m 2 3 0 m m ：振幅 ：土3 m m ：4 l n m 振频 o 二4 0 m i n 一：f 作振频：户】2 0m i n 振动乃j ：j i ：弦振功 l u l ：i u h l 功j 红：9 0 k 、 ；顾：簪渊话玎j ：交流变炳目述 j t ，匹。j 项 ( 1 ) 电机必须i i 转( 址改衢h ：识或：戚述机输入端再，减述机输入轴为坝时针厅n 旋转) ： ( 2 ) 停h 嘲e 修减述机，1 17 t 弹2 ；：必颈将h i 力释放。 东北大学工程砸士论文 篆j 章结晶器全板簧柔性导向的理论及实验研究 h54 奠姨撤功订观场 f 1 9 u r e54i n s i a l 】a t l o no ns l t eo f 、l b r a t l o nt a b l e 规场安装后埘结晶器内、外面及侧嘶i f f ! j1 0 0 m m 处平fl j1 0 0 m m 处，f 分发进行了实测，测啜值见表5 1 。其一川l 值小包括结t ；6 器倒锥度造成的偏差。测 牮时振动台的基本参数：振幅7 = 4 n l m ，振频户1 2 0 m m 。 h 铈器的例锥嫂为o8 5 ，通过计算结i 帚器俐锥度产乍的偏譬舨坏赶度厅向为0 0 5 1 2 m m ，j f 度，j 向为 o0 0 2 9 6 m m 。振动台结t 拈器的振动! | = l 迹典际i x 蔓为： 占= 6 6 ，( 5 - 1 6 ) z f ld 振功台结品器振动轨迹偏譬： 函振动台结t ； 器振动轨迹伸蓐测 州i ： 东北大学工程硕士论文第5 章结晶器全板簧柔性导向的理论及实验研究 国结晶器倒锥度产生的偏差。 从表5 1 中可以看出：在工作振频和振幅下，振动台结晶器振动轨迹的最大误差 小于0 0 2 m m 。与前文中的理论值非常接近，说明仿真结果准确。 表5 】结晶器振动轨迹误差测量 5 3 本章小结 结晶器振动全板簧导向系统导向，能够实现很高的振动轨迹精度。新式振动台的 导向精度不大于o 0 2 m m ，与仿真运算的理论值相差不多。并且不磨损，寿命长，在 高振频振动下不失稳。考察实际情况，铸坯表面未发现横裂、纵裂、角裂等表面质量 问题，振痕均匀，规则，说明很少有粘结现象。全板簧振动台在现场已经生产近两年 的时间，未产生拉漏事故，工作可靠。 东北大学工程硕士论文结论与展望 第6 章结论与展望 6 1 结论 本文在查阅大量的文献和对鞍钢股份二炼钢厂大板坯连铸机开发改造的基础上， 以研究结晶器全板簧振动台的工作时的动态性能为目标，采用数值模拟和工业实验相 结合的方法，首次对结晶器全板簧振动台的各种l ：况进行了大量的仿真计算和研究， 得到如下结论。 ( 1 ) 在分析比较现行的非正弦振动后，引入了一种非正弦振动波形，其控制结晶 器在上升阶段及下降阶段的速度和时间方面，具有很大的灵活性非正弦振动已成为 结晶器振动发展的主要方向。 ( 2 ) 建立了全板簧结晶器振动台的有限元模型，并通过训算得到了全板簧结晶器 振动台的前三阶固有频率及振型。一阶固有频率为1 12 3 4 h z ，在工作频率范围内不 会发生共振。 ( 3 ) 对结晶器全板簧振动系统进行了时问和频率的响应分析，得到了不同振幅时 的时域和频域响应曲线。振动机构在工作频率范围内的最大偏差为1 4 9 7 1 0 2 m m ， 振动系统的位移精度随振幅的增大、频率的升高而下降。但是在工作频率内，在相同 振幅的条件下，位移精度随频率升高而下降的幅度较小。 ( 4 ) 通过理论推导，得到了结晶器全板簧导向的精度计算公式，对改造后的振动 机构精度进行了计算，并通过实验研究证明了计算值与实测值吻合全板簧柔性导向 装置达到相当高的精度。 ( 5 ) 为连铸机全板簧振动机构的设计和改造提供了理论依据。 6 2 展望 后续工作应该进一步建立结晶器全板簧振动装置的虚拟样机，以进一步对整台机 器的各项指标进行更深入地研究。 东北大学工程硕士论文 参考文献 参考文献 1 冯杰连续铸钢生产北京：冶金工业出版社，2 0 0 5 ，1 4 2 张海军连铸技术的最新发展形势宽厚板，2 0 0 5 ( 6 ) ：4 3 3 郑沛然连续铸钢工艺及设备北京：冶金工业出版社1 9 9 l ，1 1 0 4 殷瑞钰连续铸钢在中国的发展和展望c c c 9 3 发展中国家连铸会议论文译文集中国金属学 会，1 9 9 3 ：1 3 5 蒲海清依靠科技进步促进结构调整世界金属导报，2 0 0 0 ，( 4 ) ：1 8 6 史宸兴实用连铸冶金技术北京：冶金工业出版社，2 0 0 0 ：3 2 8 7 蔡开科，程士富连续铸钢原理与工艺北京：冶金工业出版社，2 0 0 2 ：1 - 7 8w l a l l l ( f b r de ta 1 t h em a k i n g - s h 印i n ga n dt r e a t i i i go fs t e e l ，1 0 t he d i t i o n ，1 9 8 6 ：7 4 l 9 张成元连铸技术的发展与思考江苏冶金，2 0 0 7 ( 3 5 ) ：5 1 0 王雅贞，张岩，刘术国新编连续铸钢工艺及设备北京：冶金工业出版社，1 9 9 9 ：l - 1 4 1 1 森久连毂铺造铸片。欠陷凳生e 乇。防止法铁。钢，1 9 7 2 ，( 1 0 ) ：1 5 1 1 1 2 卢盛意连铸坯质量第二版北京：冶金工业出版社，2 0 0 0 ：1 1 0 1 3 张成元我国连铸技术的发展山西冶金，2 0 0 7 ，( 2 ) ：1 4 1 4 李宪奎，张德明连铸结晶器振动技术北京：冶金工业出版社，2 0 0 0 ：l 一8 8 1 5 冯杰连续铸钢生产北京：冶金工业出版社，2 0 0 5 ，3 - 6 16s z e k e r e ses o v e r v j e wo fm o u l do s c i l l a t i o ni nc o n t i n u o u sc a s t i n g i r o na n ds t e e l e n g i n e e r 1 9 9 6 ，( 7 ) ：2 9 - 3 7 17d a v j dvb a 玎a g e l l e ta 1 1 1 1 ed e v e l o p m e n to fs e c o n d a r ys t e e l m a i ( i n gp r o c e s sr o u t e sf o r t h e s u c c e s s 向lc o n t i n u o u sc a s t i n go ff l a tp r o d u c t s m e t e cc o n g r e s s9 4 ，p r o c e e d i n g sv 0 0 1 u i i l e l ：l 一8 18m a m 舶dmw o l fs l a bc a s t e rn m d i s hc o n f i g u r a t i o na n d ( ) p e r “o n - ar e v i e w ，s t e e i m a l ( i n g c o n f e r e n c ep r o c e e d i n g ，1 9 9 6 ：3 6 7 3 8 i 1 9 杨拉道，谢东钢常规板坯连铸技术北京：冶金工业出版社，2 0 0 2 ：5 9 - 6 0 2 0i s m a e lgs a u c e d o e a r l ys o l i d i 6 c a t i o nd u r i n gm ec o m i n u o u sc a s t i n go fs t e e l s t e e l m a k i n g c o n f b r e n c ep r o c e e d i n 昌19 9l ：7 9 21t a k e u c h ee ，b r i 咖c o m b ejk n ef o m a t j o no f0 s c i l l a t i o nm a r k si nt h ec o n t i n u o u sc a s t i n go f s t e e ls l a b s m e t a l l u 唱i c a lt r a n s a c t j o n sb ，1 9 8 4 ，( 9 ) ：4 9 3 s 3 东北大学工程硕士论文 参考文献 2 2t u r k o d o g a ne1 一c a u s e sa n de f & c so fn j d ea n dc a r b o n i f “d ep r e c 叫t a t j o nd u r i n gc a s f i “g i r o n a n ds t e e l m a k 乱1 9 8 9 ，( 5 ) ：6 1 2 3t o y a s h it a k i m o t o ，s h o z 0k a w a s a l ( i ，h 1 r o v u k im a t s u y a m a ，e ta 1 i m p r o v e m e mi nm ep r o d u c t j o no f h i g h g r a d ew i 他r o d ca n db a r s b yu s i n g ab l o o mc a s t c ls t e e l m a k i n gc o n f c r e n c e p m c e e d i n g s ，1 9 9 1 ：5 4 7 2 4b a nwb o 【h a m ，k e i c hgw a k e l j o h nh n e r sn e wh j g h 丁e c m o l o g ys l a bc a s c e ra cp o h a n g i r o na n ds t e c l c o m p a n y ( p o s c o ) k w 醐g y a n g w o r k s s t e e l m a k i n g c o n f c r e n c e p m c e e d i n g s ，1 9 9 9 ：1 1 5 2 5 栗林章雄福山第6 遵统埔造楗设荫。建救e 操凳n k k 拄辗，1 9 9 5 ，( 1 4 9 13 2 3 6 2 6h i r a m in a l ( a m u r a ，e ta lt 甜m o i o g yf o rp r o d u c t i o no fh i 曲q u a l 姆s l a ba th l 曲s p e e dc a s t i n g s c e d m a k i n gc 0 n f e r e n c ep r o c d j n g s ，1 9 9 2 6 l - 6 8 2 7 刘明延，李平，栾兴家，等板坯连铸机设计及计算( 卜册) 北京机械工、l k 版 社1 9 9 0 ：5 0 9 5 1 3 2 8a n d r e a s e i c h i n g e le t i c hf e l b e 唧a y e lm a x i m i l i a ns t e i n h a u s l e 几d e s 睁a n ds t a 咖po fa s i n g l e - s 扛a n ds 1 a bc a s t e ra t 、b e s t - a l p i n es t a h l j r o na n ds t e e le n g i n e e l l 9 9 9 ，( 5 ) ：2 5 2 9b n m ol i n d e 睡lh e i n