确定结晶器最优振动参数的方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及在连铸过程中确定结晶器最优振动参数的方法。
背景技术
连铸生产过程中，结晶振动装置的作用非常重要，振动装置通过上下往复运动，实现结晶器内初生坯壳与结晶器铜壁间的良好脱模，避免坯壳与铜壁粘结在一起导致漏钢。目前连铸机的振动装置一般都是采用正弦、非正弦振动模式，通过调整结晶器振幅、结晶器振频、波形偏斜率几个振动参数，确定坯壳和铜壁间的相对运动关系。
一般都认为关键是将结晶器振动的负滑脱时间(在结晶器下振速度大于拉坯速度时，称为“负滑脱)控制在0.1～0.2s左右，但实际生产中，结晶器振动负滑脱时间满足以上要求，仍然经常漏钢。而且铸坯断面的不同，铸机的拉速差别很大，大方坯铸机拉速较低一般在1.0m/min以下，小方坯铸机拉速一般3.0m/min，薄板坯铸机拉速一般5.0m/min以上。而薄板坯连铸机的拉速很高，在很高的结晶器振频下，负滑脱时间会小于0.1S，无法满足以上负滑脱时间在0.1～0.2S左右的要求。因此，需要一个更合理的方法来确定、优化各种拉速的连铸机振动参数。
发明内容
为解决以上问题，本发明公开一种确定结晶器最优振动参数的方法，包括以下步骤：
步骤S1，获得铸坯拉速、结晶器振频、结晶器振动行程参量；
步骤S2，根据铸坯拉速、结晶器振频、结晶器振动行程参量确定负滑脱时间；
步骤S3，判断负滑脱时间是否在时间设定范围内，如果在时间设定范围内，则执行步骤S4，否则调整负滑脱时间在时间设定范围内；
步骤S4，根据负滑脱时间、铸坯拉速、结晶器振频、结晶器振动行程确定负滑脱平均速度；
步骤S5，判断负滑脱平均速度是否在速度设定范围内，如果在速度设定范围内，则确定此刻的结晶器的振动参数为最优参数，否则在所述时间设定范围内调整负滑脱时间并返回步骤S4。
优选地，对于铸坯拉速小于4.0m/min的情况，负滑脱时间控制在0.1～0.2s之间，而负滑脱平均速度则控制在15mm/s～20mm/s。
优选地，对于铸坯拉速大于等于4.0m/min的情况，负滑脱时间控制在0.04～0.1s，负滑脱平均速度控制在20mm/s～25mm/s。
优选地，步骤S5中，调整负滑脱时间的方法包括调整结晶器振动行程、结晶器振频，从而改变负滑脱时间。
优选地，所述结晶器振动为正弦振动，步骤S2中，确定负滑脱时间的公式如下：
其中，Vc—铸坯拉速；
f—结晶器振动频率；
h—结晶器振动行程；
tN—负滑脱时间。
优选地，步骤S4中，确定负滑脱平均速度的公式如下：
LN—负滑脱行程；
VN—负滑脱平均速度。
采用本发明的方法确定结晶器最优振动参数的方法，在振动参数的确定过程中，在关注负滑脱时间的同时，根据不同的拉速范围，通过调整振动参数使负滑脱平均速度控制在一定范围内，确保结晶器铜壁与初生坯壳间形成良好的脱模状态，避免粘结漏钢的出现，得到最优振动参数。
附图说明
通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1是表示本发明实施例的确定结晶器最优振动参数的方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的确定结晶器最优振动参数的方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
常规拉速的铸机(拉速小于4.0m/min)，如小方坯、大方坯、板坯，拉速较低时，通过调整结晶器振幅、结晶器振频，负滑脱时间可以控制在0.10s以上。而对于高拉速铸机，例如拉速达到了4.0m/min以上，如果采用连铸连轧工艺，对振痕深度要求严格，一般采用小结晶器振幅、高结晶器振频模式，负滑脱时间应控制在0.04～0.1s，
无论是常规拉速还是高拉速，由于结晶器铜壁与初生坯壳间的液态保护渣之间的摩擦是液态摩擦，铜壁与初生坯壳不易产生足够的摩擦作用，导致容易粘结漏钢。所以需要综合考虑负滑脱时间和负滑脱平均速度的影响。因此需要将负滑脱平均速度(负滑脱行程/负滑脱时间)也控制在合理的范围内，同时控制负滑脱时间和负滑脱平均速度，可以减少漏钢现象。
本实施例的振动以正弦振动为例来说明，确定结晶器最优振动参数的方法包括以下步骤：
步骤S1，获得铸坯拉速、结晶器振频、结晶器振动行程这些参量；
步骤S2，根据铸坯拉速、结晶器振频、结晶器振动行程这些参量，利用公式1可以确定负滑脱时间tN，
步骤S3，判断负滑脱时间是否在时间设定范围内，如果在时间设定范围内，则执行步骤S4，否则调整负滑脱时间，使得其达到在时间设定范围内，调整的方法包括调整结晶器振动行程、结晶器振频；
步骤S4，根据负滑脱时间，确定负滑脱平均速度，对于正弦振动来说，可以利用公式2和公式3计算得到负滑脱平均速度。
tN—负滑脱时间，s；
f—结晶器振动频率，min-1；
h—结晶器振动行程，mm；
Vc—铸坯拉速，m/min；
LN—负滑脱行程，mm；
VN—负滑脱平均速度，mm/s；
步骤S5，判断负滑脱平均速度是否在速度设定范围内，如果在速度设定范围内，则确定此刻的结晶器的振动参数为最优参数。也就是说，此时结晶器振频、结晶器振幅为最优化，否则在所述时间设定范围内调整负滑脱时间并返回步骤S4。调整负滑脱时间的方法包括调整结晶器振动行程、结晶器振频。
在一个可选实施例中，对于拉速小于4.0m/min的情况，如小方坯、大方坯、板坯的生产中，拉速都是小于4.0m/min的，负滑脱时间应控制在0.1～0.2s之间，而负滑脱平均速度则控制在15mm/s～20mm/s。
对于拉速大于等于4.0m/min的高拉速情况，如果采用连铸连轧工艺，对振痕深度要求严格，一般采用小结晶器振幅、高结晶器振频模式，负滑脱时间应控制在0.04s～0.1s，则需要将负滑脱平均速度控制在20mm/s～25mm/s。
当振动的负滑脱时间、负滑脱平均速度满足以上要求后，根据不同的钢种、坯形、拉速采用相适应的保护渣，即可减少粘结漏钢现象的出现。
下面结合实例来说明一下。
实例1：板坯铸机，拉速1.2m/min。
振动采用正弦波形，结晶器振动行程为5.5mm，结晶器振频130次/min。
计算得到的负滑脱时间0.15s，从常规确定振动参数的方法看，这个控制参数是没有问题的。但振动装置的负滑脱平均速度只有11mm/s，实际使用过程中，经常出现漏钢事故。将参数调整为，结晶器振动行程为7.0mm，结晶器振频130次/min，计算得到的负滑脱时间0.17s，但振动装置的负滑脱平均速度达到了18mm/s，生产同样的钢种，漏钢机率大大降低。
实例2：针对于方坯铸机，拉速2.5m/min
振动采用正弦波形，结晶器振动行程为7.6mm，结晶器振频150次/min，计算得到的负滑脱时间0.10s。从常规确定振动参数的方法看，这个控制参数是没有问题的。但振动装置的负滑脱平均速度只有12mm/s，实际使用过程中，经常出现漏钢事故。将参数调整为，结晶器振动行程为8.0mm，结晶器振频170次/min，计算得到的负滑脱时间0.11s，但振动装置的负滑脱平均速度达到了19mm/s，使用中漏钢机率也大大降低。
实例3：针对于薄板坯铸机，拉速5.5m/min
振动采用正弦波形，结晶器振动行程为6.5mm，结晶器振频340次/min，计算得到的负滑脱时间0.04s，但振动装置的负滑脱平均速度只有16mm/s，实际使用过程中，经常出现漏钢事故。将参数调整为，结晶器振动行程为7.0mm，结晶器振频350次/min，计算得到的负滑脱时间0.04s，但振动装置的负滑脱平均速度达到了24mm/s，使用中漏钢机率大大降低。
采用本发明的方法，在振动参数的确定过程中，在关注负滑脱时间的同时，根据不同的拉速范围，通过调整振动参数使负滑脱平均速度控制在一定范围内，确保结晶器铜壁与初生坯壳间形成良好的脱模状态，避免粘结漏钢的出现，得到最优振动参数。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
