连铸结晶器振动阻力在线监测的应用研究
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摘要
铸坯与结晶器之间的摩擦力是反映连铸过程中结晶器润滑情况的重要参数，它主要从力的方面来研究铸坯与结晶器之间的相互作用。研究表明，结晶器摩擦力与铸坯质量、生产操作以及结晶器振动台的寿命等有很大的关系。当摩擦力的变化达到一定程度时，将会导致裂纹甚至漏钢等事故的发生。
本文在已开发的摩擦力在线监测系统的基础上，通过大量的实践积累，从软、硬件两方面完善该系统，使它运行稳定、数据可靠、准确。同时通过对摩擦力的实时监测，进行离线研究此系统应用于实际生产的可能性，在结晶器振动系统的设备诊断和连铸生产过程的产品质量监控等方面，寻找出可应用的项目和方法，提出利用摩擦力相对值的变化规律来判定或预报铸坯表面缺陷、漏钢和设备事故等及其预防措施；利用摩擦力绝对值的变化规律为预测结晶器振动台寿命提供了一种可行的检测方法；定量或半定量地明确影响摩擦力的相关因素，如调宽、B.0报警、铸坯质量的异常事件等等。这些研究结果为将来在线应用奠定了扎实的基础。
The friction between the mold and the slab in the continuous casting is a very important parameter to reflect the continuous casting machine running well or not. It mainly studies the interaction between the mold and slab from the point of mechanics. The study shows that the mold friction has a close relationship with the strand quantities, operation and the life of quick mould change equipment. The friction, when excessive, may lead to crackle and sticking breakout.
In the paper, based on the old on-line monitoring system, a new system has been built. And, with the in-time detection on friction force and a great deal of data analysis, the rule of friction data relative change and precautions are presented. It offers a feasible detecting method for predicting the life of quick mould change equipment. The related parameters of influence friction are determined. These results will offer a good foundation for on-line use.
本文在已开发的摩擦力在线监测系统的基础上，通过大量的实践积累，从软、硬件两方面完善该系统，使它运行稳定、数据可靠、准确。同时通过对摩擦力的实时监测，进行离线研究此系统应用于实际生产的可能性，在结晶器振动系统的设备诊断和连铸生产过程的产品质量监控等方面，寻找出可应用的项目和方法，提出利用摩擦力相对值的变化规律来判定或预报铸坯表面缺陷、漏钢和设备事故等及其预防措施；利用摩擦力绝对值的变化规律为预测结晶器振动台寿命提供了一种可行的检测方法；定量或半定量地明确影响摩擦力的相关因素，如调宽、B.0报警、铸坯质量的异常事件等等。这些研究结果为将来在线应用奠定了扎实的基础。
The friction between the mold and the slab in the continuous casting is a very important parameter to reflect the continuous casting machine running well or not. It mainly studies the interaction between the mold and slab from the point of mechanics. The study shows that the mold friction has a close relationship with the strand quantities, operation and the life of quick mould change equipment. The friction, when excessive, may lead to crackle and sticking breakout.
In the paper, based on the old on-line monitoring system, a new system has been built. And, with the in-time detection on friction force and a great deal of data analysis, the rule of friction data relative change and precautions are presented. It offers a feasible detecting method for predicting the life of quick mould change equipment. The related parameters of influence friction are determined. These results will offer a good foundation for on-line use.
引文
[1] 方大成等，连铸结晶器振动阻力在线监测系统的开发—结题报告，1998．6
[2] 叶锦渭等，连铸结晶器振动阻力在线监测系统的开发—结题报告，1998．9
[3] 熊天平等，连铸结晶器摩擦力基于PC机的在线监测，2000．6
[4] 董超等，连铸结晶器在线监测—基于工控机的一机两流摩擦力在线监测系统，2000．6
[5] (奥)C.Federspiel等，Slab Casting session,《ccc2000》，June 2000，P16
[6] WolfM．etc．：连铸技术的最新进展，中国金属学会连续铸钢学会，1988，6，北京，50—55
[7] W. H. Emling, S. Daoson: Mold Instrumentation for Breakout Detection and Control, Steelmaking Conference Proceedings, 1991, 197-217
[8] 雷知行，连铸，1990，No．4，5
[9] 中森幸雄，铸型铸片间摩擦状态计测确立，铁钢，1982，Vol．68(4)，147
[10] 中森幸雄等，连续铸钢铸型铸片间摩擦力测定解析结果，铁钢，1984，Vol．70(9)，278-284
[11] Miller C．：连铸工厂及其机组的集中监控系统，冶金设备和技术，Verlag Stahleisen mbh Dussedldorf，1993，32-42
[12] Wolf M：现代连铸理论与实践，中国金属学会连续铸钢学会，1988，6，北京，207-217
[13] 姚曼，方大成等：连铸振动台功率在线监测可行性探讨，大连理工大学学报，1995，Vol．35(6)．820-823
[14] I. A. Bakshi, J. K. Brimacombe etc., Mold-Strand Interaction in Continuous Casting of Steel Billets Part Ⅱ, Ironmaking and Steelmaking, 1993, Vol. 20(1)
[15] Kenneth C．mills etc．：连铸保护渣的性能及其对连铸表面质量的影响，Steelmaking conference Proceedings，1991，121-129
[16] 姚曼等，连铸结晶器与铸坯间保护渣润滑行为的研究，钢铁，2001．3，Vol．36，No．3，P26-29
[17] 姚曼，方大成等，连铸结晶器内拉坯阻力在线监测方法的研究，钢铁，1995，Vol．30(9)，19-23
[18] 中森幸雄等，铁钢，82-S146，82-S850，83-S1033，S1035
[19] 姚曼，方大成等，功率法用于板坯连铸结晶器拉坯阻力在线监测的实验研究，钢铁，2001．5，Vol．36 P26～29
[20] 陈亚贤等，连铸结晶器振动阻力在线检测技术的应用研究，2001年中国钢铁年会论文集(上卷)，冶金工业出版社，中国金属学会，2001．10 P682-685
[21] 姚曼等，功率法用于板坯连铸机结晶器摩擦力在线监测的实验研究，钢铁，2001．5，Vol．36．No．5 P29-31
[22] Pyszko, R;Prihodaa, M;Cudzik, L:Friction in mould of billet continuous casting, Conference Proceedings on Continuous Casting of Billets Conference:3RD International Metallurgical Conference 81-90 Oct. 1999
[23] Schergen, P;Houbart, M;Heard, R: Vibromold, a flexible Tool for Successful High Speed Casting of Sensitive Steel Grades, Conference Proceedings on Continuous Casting of Billets Conference:3RD International Metallurgical Conference 67-77 Oct. 1999
[24] Wshio, M; Hamagami, K; Koshikawa, T, Influence of Casting Condition on the Frictional Force Between Mould and Shell in High Speed Continuous Casting Practice, The Institute of Metals, 1 Carlton House Terrace, London SWLY 5DB, UK, 1989 37-39
[25] Mollers, C ;Andre, B; Bodenstein, F; Rzepczyk, H; Sowka, E: Results of Operational Use of a Resonance Mould, METEC Congress 94. 2nd European Continuous Casting Conference. 6th International Rolling Conference. Vol. 1,Dusseldorf, Germany, 20-22 June 1994
[26] Becket, E. H. ;von Wyl, H. ;Lohse, D. A. ;Bunsen, Ch.: Resonance Mould System in Continuous Casting, Ironmaking and Steelmaking 24(2) 1997. p174-179
[27] Hunter, N; Patrick, B; Thornton, SG; Normanton, A S, Online Mould Monitoring in Continuous Casting, Steel Technol. Int. 211-214 1989
[28] Kemper, G M, Friction Between the Strand and the Mould in Steel Billet Casting, Pp 100(15) Nov. 1991
[29] Royzman, S E, Coefficient of Friction Between Strand and Mould During Continuous Casting: Mathematical Model, IRONMAKING AND STEELMAKING 24, (6), 484-488 1997
[30] 姚曼等，连铸结晶器振动阻力在线监测系统—使用手册，200．12
[31] 姜苍华等，宝钢2#板坯连铸机结晶器拉坯阻力在线监测系统的设计和应用，冶金自动化，2001，Vol．25，37-39
[32] 陈亚贤等，连铸结晶器振动阻力在线监测系统的应用研究—结题报告，2001．3
[33] 姚曼，方大成等，连铸结晶器内拉坯阻力在线监测方法的开发，第五界全国连续铸钢学术会议论文集，1995，12。杭州，304-312
附件：在读硕士期间发表的论文如下：
1．陈亚贤等，连铸结晶器振动阻力在线检测技术的应用研究，2001年中国钢铁年会论文集(上卷)，北京，2001．10，682-685
2．陈亚贤，姚曼，方大成，等，板坯连铸机结晶器摩擦力在线监测技术开发研究，第六届连续铸钢全国学术会议论文集，1999．8，新疆乌鲁木齐，61-69
3．姜苍华，姚曼，杨建华，陈亚贤等，宝钢2#板坯连铸机结晶器拉坯阻力在线监测系统的设计和应用，冶金自动化，2001，Vol．25，P37-39
4．姚曼，方大成，陈亚贤等，功率法用于板坯连铸机结晶器摩擦力在线监测的实验研究，钢铁，2001．5，Vol，36．No．5 P29-31
[2] 叶锦渭等，连铸结晶器振动阻力在线监测系统的开发—结题报告，1998．9
[3] 熊天平等，连铸结晶器摩擦力基于PC机的在线监测，2000．6
[4] 董超等，连铸结晶器在线监测—基于工控机的一机两流摩擦力在线监测系统，2000．6
[5] (奥)C.Federspiel等，Slab Casting session,《ccc2000》，June 2000，P16
[6] WolfM．etc．：连铸技术的最新进展，中国金属学会连续铸钢学会，1988，6，北京，50—55
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[11] Miller C．：连铸工厂及其机组的集中监控系统，冶金设备和技术，Verlag Stahleisen mbh Dussedldorf，1993，32-42
[12] Wolf M：现代连铸理论与实践，中国金属学会连续铸钢学会，1988，6，北京，207-217
[13] 姚曼，方大成等：连铸振动台功率在线监测可行性探讨，大连理工大学学报，1995，Vol．35(6)．820-823
[14] I. A. Bakshi, J. K. Brimacombe etc., Mold-Strand Interaction in Continuous Casting of Steel Billets Part Ⅱ, Ironmaking and Steelmaking, 1993, Vol. 20(1)
[15] Kenneth C．mills etc．：连铸保护渣的性能及其对连铸表面质量的影响，Steelmaking conference Proceedings，1991，121-129
[16] 姚曼等，连铸结晶器与铸坯间保护渣润滑行为的研究，钢铁，2001．3，Vol．36，No．3，P26-29
[17] 姚曼，方大成等，连铸结晶器内拉坯阻力在线监测方法的研究，钢铁，1995，Vol．30(9)，19-23
[18] 中森幸雄等，铁钢，82-S146，82-S850，83-S1033，S1035
[19] 姚曼，方大成等，功率法用于板坯连铸结晶器拉坯阻力在线监测的实验研究，钢铁，2001．5，Vol．36 P26～29
[20] 陈亚贤等，连铸结晶器振动阻力在线检测技术的应用研究，2001年中国钢铁年会论文集(上卷)，冶金工业出版社，中国金属学会，2001．10 P682-685
[21] 姚曼等，功率法用于板坯连铸机结晶器摩擦力在线监测的实验研究，钢铁，2001．5，Vol．36．No．5 P29-31
[22] Pyszko, R;Prihodaa, M;Cudzik, L:Friction in mould of billet continuous casting, Conference Proceedings on Continuous Casting of Billets Conference:3RD International Metallurgical Conference 81-90 Oct. 1999
[23] Schergen, P;Houbart, M;Heard, R: Vibromold, a flexible Tool for Successful High Speed Casting of Sensitive Steel Grades, Conference Proceedings on Continuous Casting of Billets Conference:3RD International Metallurgical Conference 67-77 Oct. 1999
[24] Wshio, M; Hamagami, K; Koshikawa, T, Influence of Casting Condition on the Frictional Force Between Mould and Shell in High Speed Continuous Casting Practice, The Institute of Metals, 1 Carlton House Terrace, London SWLY 5DB, UK, 1989 37-39
[25] Mollers, C ;Andre, B; Bodenstein, F; Rzepczyk, H; Sowka, E: Results of Operational Use of a Resonance Mould, METEC Congress 94. 2nd European Continuous Casting Conference. 6th International Rolling Conference. Vol. 1,Dusseldorf, Germany, 20-22 June 1994
[26] Becket, E. H. ;von Wyl, H. ;Lohse, D. A. ;Bunsen, Ch.: Resonance Mould System in Continuous Casting, Ironmaking and Steelmaking 24(2) 1997. p174-179
[27] Hunter, N; Patrick, B; Thornton, SG; Normanton, A S, Online Mould Monitoring in Continuous Casting, Steel Technol. Int. 211-214 1989
[28] Kemper, G M, Friction Between the Strand and the Mould in Steel Billet Casting, Pp 100(15) Nov. 1991
[29] Royzman, S E, Coefficient of Friction Between Strand and Mould During Continuous Casting: Mathematical Model, IRONMAKING AND STEELMAKING 24, (6), 484-488 1997
[30] 姚曼等，连铸结晶器振动阻力在线监测系统—使用手册，200．12
[31] 姜苍华等，宝钢2#板坯连铸机结晶器拉坯阻力在线监测系统的设计和应用，冶金自动化，2001，Vol．25，37-39
[32] 陈亚贤等，连铸结晶器振动阻力在线监测系统的应用研究—结题报告，2001．3
[33] 姚曼，方大成等，连铸结晶器内拉坯阻力在线监测方法的开发，第五界全国连续铸钢学术会议论文集，1995，12。杭州，304-312
附件：在读硕士期间发表的论文如下：
1．陈亚贤等，连铸结晶器振动阻力在线检测技术的应用研究，2001年中国钢铁年会论文集(上卷)，北京，2001．10，682-685
2．陈亚贤，姚曼，方大成，等，板坯连铸机结晶器摩擦力在线监测技术开发研究，第六届连续铸钢全国学术会议论文集，1999．8，新疆乌鲁木齐，61-69
3．姜苍华，姚曼，杨建华，陈亚贤等，宝钢2#板坯连铸机结晶器拉坯阻力在线监测系统的设计和应用，冶金自动化，2001，Vol．25，P37-39
4．姚曼，方大成，陈亚贤等，功率法用于板坯连铸机结晶器摩擦力在线监测的实验研究，钢铁，2001．5，Vol，36．No．5 P29-31