[发明专利]结晶器非正弦振动装置的液压振动控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种结晶器非正弦振动装置的液压振动控制系统，所述结晶器非正弦振动装置采用液压伺服驱动，其液压缸内设有获取其推杆位移数据的位置传感器，包括控制单元、第一PID控制器、放大器、伺服阀和第二PID控制器，所述控制单元与所述位置传感器分别与所述第一PID控制器电连接，所述第一PID控制器与所述放大器电连接，所述放大器与所述伺服阀电连接，所述伺服阀与所述第二PID控制器电连接，所述第二PID控制器与所述液压缸电连接。本发明提供一种结晶器非正弦振动装置的液压振动控制系统及控制方法。

技术领域

本发明涉及连铸领域。更具体地说，本发明涉及一种结晶器非正弦振动装置的液压振动控制系统及控制方法。

背景技术

长期以来，结晶器振动装置驱动机构，普遍采用的是以电机、减速机、偏心轮为核心组件来构成正弦振动系统。正弦波振动装置在连续铸钢发展史上堪称为“功不可没”。几十年来，正弦振动以其简洁的设备构件及其控制逻辑，在结晶器凝固坯有效脱模环节起到了非常重要的作用。以至于现在，仍然有很多钢铁企业采用正弦振动装置进行连续浇注。

随着连铸技术的不断发展，人们逐渐认识到，在一个振动波周期里，当振动装置向下运动时其运动速度超越连铸坯拉速并与其形成一定量的负滑动，而当负滑动时间tn在一定合适范围内(比如0.1～0.25s)时，对铸坯表面质量、铸坯拉裂愈合、提高拉速方面是非常有益的。

通过正弦振动波函数，导出正弦振动的负滑动时间为：t_n＝60/(πf)*cos^-1(1000*V_c/(πfA))

其中：t_n负滑动时间，s；f为振动频率，min^-1；A振幅，mm；V_c拉速m/min。

实践表明，较大的负滑动时间铸坯表面振痕较深，对铸坯表面质量不利；而较小的负滑动时间铸坯表面振痕较浅，对铸坯表面质量有利。从上式可以看出，当拉速一定时，调节振动频率和振幅即可调节负滑动时间。进一步研究发现，正弦波函数采取高频率、小振幅能够获得较合适的负滑动时间。但是，一方面，过高的频率容易导致系统的不稳定性；另一方面，过小的振幅也不利于结晶器保护渣的进入。显然，正弦波函数仅依靠调整振幅和振频两个可变参数，使得振动机构综合性能很难得到满足，也即很难实现既能获得较合适的负滑动同时又能保证系统的稳定性和结晶器良好的润滑。为改变这种局限性，在正弦波函数的基础上引入一个变量，即：偏斜率h，以此增加振动波形的调整变量或者调节能力，此时，负滑动时间t_n可按下式计算：t_n＝60(1-h)/(πf)*cos^-1(1000*V_c(h-1)/(πfA))，其中，h为偏斜率，％。

通过引入偏斜率(也称非正弦率)以后，欲获得较合适的负滑动时间，不必一味追求高频率、低振幅。当频率、振幅协同调整受限时，通过适当改变偏斜率即能得到较好的负滑动时间。

非正弦振动波形函数特点表现为：在同一个波形周期里，上升周期长而下降周期短，下降的速度快于上升速度。非正弦振动波形与正弦波形函数相比不仅仅是简单地多了一个调整变量，更重要的是由于非正弦波上升平稳下降快速的运动特点改变了因正弦波的运动对称性。这样，系统在获得合适负滑动时间的同时避免了上升过程正滑动带来的负面影响。

结晶器非正弦振动装置已经广泛应用于连铸生产实践中。它对于改善铸坯质量，提高拉坯速度和提高连铸生产效率，以及实现连铸生产智能化具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种结晶器非正弦振动装置的液压振动控制系统及控制方法。