连铸结晶器缓振行为分析

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2024.05.008

摘要/Abstract

摘要：

连铸结晶器采用8段式非正弦振动波形可使铸坯裂纹更少，裂纹愈合能力更强，但是其对应加速度大，容易产生振动冲击影响结晶器运行.以钢板弹簧和柔性弹簧对结晶器振动过程进行刚性加持和柔性减振，利用钢板弹簧和柔性弹簧的弹簧力平衡振动冲击产生的惯性力，可以达到减小冲击的目的.计算分析发现相同载荷下柔性弹簧比钢板弹簧的应力大，且每增加10%载荷，柔性弹簧最大应力比钢板弹簧多增加21.23 N.通过二分法计算发现，柔性弹簧平衡87.5%的惯性力，钢板弹簧平衡12.5%的惯性力，可以减小90%以上因加速度产生的冲击，为连铸结晶器8段式非正弦振动波形应用提供参考.

关键词: 连铸, 结晶器, 非正弦振动, 冲击, 缓振

Abstract:

The modified eight?stage non?sinusoidal oscillation waveform of the continuous casting mold leads to less crack defects in the casting billet and has stronger ability to heal such defects. However， the acceleration of the continuous casting mold is larger， which is sensitive to oscillation impact and affects the operation of the mold easily. By rigid clamping and flexible buffering with leaf spring and flexible spring respectively， the inertial force generated by oscillation impact of mold oscillation was reduced， it can achieve the purpose of reducing the oscillation impact. Calculation results show that the stress of spiral spring is larger than that of leaf spring under the same load. When the load of the continuous casting mold is increased by 10%， the increase of maximum stress of spiral spring is 21.23 N more than that of leaf spring. By bisection‐method calculation， it is found that， by allocating 87.5% and 12.5% of the inertia force for leaf spring and spiral spring respectively， more than 90% of the impact from oscillation acceleration is reduced. These results may provide some references for the application of the eight‐stage non‐sinusoidal oscillation technology in continuous casting mold.

Key words: continuous casting, mold, non‐sinusoidal oscillation, impact, buffer oscillation

中图分类号:

TF 341.6

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图/表 13

图1 结晶器示意图

Fig.1 Schematic diagram of the mold

图2 8段式非正弦振动波形曲线

Fig.2 Eight‐stage non‐sinusoidal oscillation waveform curves

图3 结晶器振动示意图

Fig.3 Schematic diagram of mold oscillation

图4 缓振前后结晶器受力分析图（a）—缓振后结晶器受力；（b）—缓振前结晶器受力.

Fig.4 Force analysis diagram of mold beforeand after buffer oscillation

表1 结晶器参数

Table1 Parameters of the mold

d/mm	b_c/mm	v_c/(m·min^-1)	g /(m·s^-2)	η/(Pa·s)	ρ/(kg·m^-3)	m/kg	l₄/mm
30	250	-0.03	9.8	0.4	7200	50	400

图5 结晶器受力曲线

Fig.5 Force curves of the mold

图6 结晶器加速度

Fig.6 Acceleration of the mold

图7 100%载荷的钢板弹簧应力和柔性弹簧应力

Fig.7 Leaf spring stress and spiral spring stress at 100% load

图8 50%载荷的钢板弹簧应力和柔性弹簧应力

Fig.8 Leaf spring stress and spiral spring stress at 50% load

图9 不同载荷下钢板弹簧和柔性弹簧的最大应力

Fig.9 Maximal stress of leaf spring and spiral spring at different loads

图10 缓振前与方案4缓振后的结晶器的受力和加速度（a）—结晶器受力；（b）—结晶器加速度.

Fig.10 Force and acceleration of mold before and after buffer oscillation of scheme 4

图11 缓振前与方案5缓振后结晶器的受力和加速度（a）—结晶器受力；（b）—结晶器加速度.

Fig.11 Force and acceleration of mold before and after buffer oscillation of scheme 5

图12 缓振前与缓振后偏心轴的扭矩

Fig.12 Torque of eccentric shaft before and after buffer oscillation

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