[科普中國]-拉坯曲線

連續(xù)鑄鋼介紹

水平連鑄是鋼水由水平方向注入水平放置的結(jié)晶器內(nèi)，鑄坯凝固過程和在鑄機(jī)內(nèi)運(yùn)動(dòng)直至到達(dá)冷床均呈水平狀態(tài)的連續(xù)鑄鋼類型。水平連鑄機(jī)的各個(gè)工藝設(shè)備（中間罐、結(jié)晶器、鑄坯導(dǎo)向和二次冷卻裝置、拉坯機(jī)、輸送輥道，切割設(shè)備等）均沿車間地坪呈水平狀態(tài)布置在一條直線上。由于結(jié)晶器是水平放置，鋼水不能像立式連鑄或弧型連鑄那樣從上往下注入，所以中間罐與結(jié)晶器緊密地連接在一起，中間安有閘板，開始澆鋼時(shí)，閘板關(guān)閉，待中間罐接受鋼包注入的鋼水到達(dá)一定高度（超過結(jié)晶器斷面高度），才開始打開閘板讓鋼水流進(jìn)結(jié)晶器，結(jié)晶器尾部有引錠桿將出口封住，待結(jié)晶器內(nèi)充滿鋼水后，啟動(dòng)拉坯機(jī)將初凝鑄坯拉出。結(jié)晶器進(jìn)口端安有分離環(huán)，造成鋼液與凝固初生坯殼的人工分離面。一般結(jié)晶器由兩段組成，第一段（與中間罐相連）是鈹青銅管外通冷卻水、第二段內(nèi)壁是高純石墨材料，外部是間接水冷。隨后的二次冷卻段大都是空氣自然冷卻（因?yàn)榻Y(jié)晶器很長），大斷面鑄坯也可用噴霧水冷。

水平連鑄的拉坯方式是專門設(shè)計(jì)的“拉、停、推”動(dòng)作，稱為拉坯曲線。拉坯機(jī)有雙輥或四輥夾持、用液壓伺服電機(jī)或力矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，也可用夾鉗方式由液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)拉坯曲線的動(dòng)作。鑄坯拉出，待完全凝固經(jīng)剪切成定尺后由輥道輸送至冷床。2

拉坯曲線類型及特性水平連鑄過程拉坯機(jī)按間歇拉坯方式驅(qū)動(dòng)鑄坯運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系（速度—時(shí)間曲線）。這是一種間歇運(yùn)動(dòng)方式，由幾個(gè)動(dòng)作組合：“拉”、“?！薄ⅰ巴啤被颉袄?、“?！被颉袄?、“推”，往復(fù)循環(huán)。常用的組合方式有：拉—停;拉—推;拉—?！?拉—推—停;拉—?！啤?以及拉—停—推—?！啤?間歇拉坯的每個(gè)周期內(nèi)，鑄坯都要做變速乃至變向運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)上述任何一種方式的間歇拉坯。因此需要有符合工藝要求并為拉坯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的拉坯曲線。

根據(jù)曲線函數(shù)形式，有：（1）線性函數(shù)型。這類曲線，由不同斜率的直線段拼接而成。（見圖1）（2）準(zhǔn)正弦曲線型。

拉坯曲線由一條正弦曲線的正半周和另一條參變量不同的正弦曲線的負(fù)半周組成。（見圖2）（3）數(shù)種函數(shù)組合型。曲線由兩種或多種函數(shù)的線段拼接而成。（見圖3）這種曲線可以根據(jù)需要在一個(gè)拉坯周期內(nèi)的不同時(shí)間區(qū)段配合使用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)形式的線段。（4）任意函數(shù)型。在計(jì)算機(jī)顯示屏上用光筆隨操作者之意臨場繪制，輸入內(nèi)存便可付之拉坯。

拉坯曲線是水平連鑄工藝特殊性所要求的，執(zhí)行正確的拉坯曲線可使鑄坯順利拉出，并可避免鑄坯缺陷和漏鋼。由于拉坯執(zhí)行機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)間隙的干擾和鑄坯對(duì)拉坯輥的打滑，會(huì)使控制機(jī)構(gòu)發(fā)出的曲線與鑄坯運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間曲線不相吻合，這往往會(huì)影響拉坯過程的安定性和鑄坯的質(zhì)量。因此使鑄坯的運(yùn)動(dòng)合乎設(shè)定的速度—時(shí)間曲線，是過程控制的目標(biāo)。采用無間隙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以杜絕傳動(dòng)間隙的干擾，用夾鉗式拉坯機(jī)取代夾輥式拉坯機(jī)，可以避免鑄坯打滑。