连铸是钢铁生产的主要手段，而连铸结晶器的合理振动对连铸工艺和铸坯质量有直接的影响，是保证连铸顺利进行的关键环节。全书分为9章，介绍了连铸结晶器振动工艺概述、连铸保护渣基础、连铸保护渣功能与应用、正弦振动的参数研究与同步控制模型、非正弦振动波形构造及参数研究、非正弦振动参数优化及铸坯质量、连铸结晶器内界面行为及振痕形成机理、钢的浇铸工艺与连铸机设备和连铸结晶器振动装置等。
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前言
第1章 连铸结晶器振动工艺概述 1
1.1 连铸技术发展及趋势 2
1.2 高效连铸简介及其关键技术 6
1.2.1 高效连铸简介 6
1.2.2 高效连铸关键技术 7
1.3 连铸结晶器振动模式的发展 8
1.3.1 同步振动 10
1.3.2 负滑动振动 10
1.3.3 正弦振动 10
1.3.4 非正弦振动 11
1.3.5 连铸结晶器振动的弊端 11
1.4 连铸结晶器振动工艺要求 12
1.4.1 连铸结晶器内的摩擦力 13
1.4.2 初始裂纹形成的力学影响 22
参考文献 23
第2章 连铸保护渣基础 26
2.1 连铸保护渣概述 26
2.1.1 连铸保护渣的发展历史 26
2.1.2 连铸保护渣的发展方向 27
2.1.3 连铸保护渣的类型 28
2.1.4 连铸保护渣的冶金功能 31
2.2 连铸保护渣的理化性能 32
2.2.1 连铸保护渣的碱度 33
2.2.2 连铸保护渣的黏度 35
2.2.3 连铸保护渣的熔化温度 39
2.2.4 连铸保护渣的熔化速度 41
2.2.5 连铸保护渣的结晶性能 43
2.2.6 连铸保护渣的界面性质 46
2.2.7 熔渣吸收夹杂的能力 48
2.2.8 熔渣的密度及热度 55
2.3 炭质材料在连铸保护渣中的作用 55
2.3.1 连铸保护渣常用炭质材料的类型 56
2.3.2 连铸保护渣常用炭质材料的物理性质 56
2.3.3 炭质材料的作用 57
2.3.4 炭质材料的选择 57
2.3.5 炭质材料的配入量 58
参考文献 60
第3章 连铸保护渣功能与应用 62
3.1 连铸保护渣的润滑作用 62
3.1.1 连铸保护渣在连铸结晶器内的分布 62
3.1.2 浸入式水口连铸保护渣浇铸的润滑过程 63
3.1.3 连铸结晶器渣道润滑机理 64
3.1.4 连铸保护渣渣膜的形成及厚度 66
3.1.5 液态渣消耗机制 70
3.1.6 相关参数对渣耗量的影响 72
3.1.7 浇铸参数对渣道润滑的影响 75
3.2 连铸保护渣性能与工艺参数的匹配 76
3.2.1 连铸保护渣性能与连铸结晶器断面形状及尺寸的匹配 76
3.2.2 连铸保护渣性能与不同钢种的匹配 77
3.2.3 连铸保护渣性能与铸坯拉速的匹配 78
3.3 连铸保护渣对铸坯质量的影响 80
3.3.1 铸坯表面裂纹 80
3.3.2 铸坯表面凹陷 81
3.3.3 铸坯表面及皮下夹杂 82
3.3.4 黏结漏钢 83
3.3.5 表面增碳 83
3.4 连铸保护渣在不同类型连铸结晶器的应用 85
3.4.1 宽厚板坯连铸保护渣 86
3.4.2 薄板坯连铸保护渣 89
3.4.3 方坯连铸保护渣 90
3.4.4 合金钢连铸保护渣 91
3.4.5 连铸保护渣实例 94
参考文献 98
第4章 正弦振动的参数研究与同步控制模型 100
4.1 正弦振动规律 100
4.1.1 正弦振动的基本参数 101
4.1.2 正弦振动的工艺参数 101
4.2 正弦振动基本参数的确定 104
4.2.1 负滑动时间曲线 104
4.2.2 负滑动率等值曲线 105
4.2.3 负滑动时间比等值曲线 106
4.2.4 负滑动时间曲线的特点 106
4.2.5 振幅的确定 106
4.2.6 频率的确定 107
4.2.7 振幅和频率应满足连铸保护渣消耗量的要求 107
4.3 正弦振动同步控制模型种类 108
4.3.1 f=avc控制模型 109
4.3.2 f=avc+b控制模型 109
4.3.3 f=b控制模型 109
4.3.4 f=-avc+b控制模型 110
4.4 正弦振动同步控制模型的建立 110
参考文献 112
第5章 非正弦振动波形构造及参数研究 113
5.1 非正弦振动的波形特点 114
5.2 非正弦振动波形的构造方法 115
5.3 构造非正弦振动波形 118
5.3.1 振动形式描述 118
5.3.2 确定振动波形参数 121
5.3.3 确定振动过程参数 123
5.3.4 振动波形动力学性能分析 125
5.4 确定振动参数 126
5.4.1 振动参数选取原则 126
5.4.2 振动参数计算 127
参考文献 130
第6章 非正弦振动参数优化及铸坯质量 132
6.1 振动参数对振动效果的影响 133
6.1.1 振动频率对振动效果的影响 133
6.1.2 振幅对振动效果的影响 135
6.1.3 非正弦振动因子对振动效果的影响 137
6.2 振动参数对坯壳受力的影响 138
6.2.1 振动频率对坯壳受力的影响 139
6.2.2 振幅对坯壳受力的影响 141
6.2.3 非正弦振动因子对坯壳受力的影响 142
6.3 非正弦振动因子对工艺参数的影响 143
6.3.1 对负滑动时间的影响 144
6.3.2 对正滑动时间的影响 145
6.3.3 对负滑动时间比的影响 146
6.3.4 对负滑动率的影响 146
6.3.5 对负滑动量的影响 147
6.3.6 对正滑动速度差的影响 147
6.4 振动同步控制模型 148
6.5 振动参数优化 151
6.6 铸坯质量 154
6.6.1 铸坯纯净度 154
6.6.2 铸坯表面质量 159
6.6.3 铸坯内部质量 166
6.6.4 铸坯形状缺陷 171
6.7 铸坯质量研究 173
6.7.1 钢锭和铸坯质量的比较 173
6.7.2 板坯连铸拉速提高对铸坯质量的影响 175
6.7.3 板坯连铸拉速变化对铸坯质量的影响 179
6.7.4 连铸结晶器振动对铸坯表面质量的影响 183
参考文献 184
第7章 连铸结晶器内界面行为及振痕形成机理 185
7.1 连铸结晶器内传热行为 185
7.1.1 钢水凝固热量释放 185
7.1.2 连铸结晶器内凝固传热 186
7.1.3 连铸保护渣传热 190
7.1.4 影响连铸结晶器传热的因素 191
7.1.5 连铸结晶器内传热行为的检测 194
7.1.6 连铸结晶器传热的数值模拟 196
7.2 连铸结晶器内摩擦行为 197
7.2.1 铸坯与连铸结晶器间摩擦力 197
7.2.2 连铸结晶器摩擦力监测作用及应用潜力 199
7.3 连铸结晶器内钢液流动及钢渣界面行为 199
7.3.1 连铸结晶器内钢液流动行为及影响因素 200
7.3.2 连铸结晶器内钢渣界面行为与铸坯质量的关系 206
7.4 振痕形成机理及控制技术 207
7.4.1 振痕形成的模型 207
7.4.2 振痕形成机理 213
7.4.3 振痕形貌控制技术 215
参考文献 217
第8章 钢的浇铸工艺与连铸机设备 220
8.1 钢的浇铸工艺 220
8.1.1 模铸概述 220
8.1.2 连铸优越性 222
8.2 连铸机设备 224
8.2.1 连铸机主要设备组成及工艺流程 224
8.2.2 连铸机分类及特点 225
8.2.3 弧形连铸机的几个重要参数 229
8.2.4 钢包及钢包回转台 234
8.2.5 中间包及中间包车 238
8.2.6 连铸结晶器 243
8.2.7 二次冷却系统 248
8.2.8 拉坯矫直装置 250
8.2.9 引锭装置 252
8.2.10 辊缝测量装置 252
8.2.11 铸坯切割装置 253
8.2.12 出坯系统的各种设备 253
8.2.13 连铸车间工艺布置 253
参考文献 256
第9章 连铸结晶器振动装置 257
9.1 连铸结晶器振动装置结构型式及功能特点 257
9.1.1 长臂振动机构 257
9.1.2 导轨式振动机构与差动齿轮振动机构 258
9.1.3 四连杆振动机构 259
9.1.4 四偏心轮振动机构 261
9.1.5 液压振动机构 261
9.1.6 柔性体连铸结晶器振动机构 262
9.2 非正弦振动发生装置 263
9.2.1 电液伺服非正弦振动发生装置 264
9.2.2 机械驱动的非正弦振动发生装置 266
9.2.3 振动装置选择原则 268
9.3 连铸结晶器振动机构运动误差分析 268
9.3.1 连铸结晶器各点的轨迹偏差分析 269
9.3.2 振动机构运动时的瞬心偏差分析 271
9.3.3 各种工况下运动轨迹偏差及瞬心偏差的计算与分析 272
9.3.4 振动机构实际运动误差 273
9.3.5 短臂四连杆振动机构误差分析实例 274
9.4 机械驱动非正弦振动装置动力学分析 277
9.4.1 非正弦振动波形动力学特性分析 277
9.4.2 多体动力学分析的研究现状 278
9.4.3 薄板坯连铸机连铸结晶器振动装置动力学分析实例 278
9.4.4 首钢机械驱动非正弦振动装置动力学分析 281
参考文献 282
京公网安备 11010102004214号