專利名稱：液壓振動下連鑄結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到連鑄生產(chǎn)過程中，將連鑄坯拉出結(jié)晶器時(shí)所受阻力的在線檢測方法，屬于材料成形檢測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
連鑄結(jié)晶器拉坯阻力是指將連鑄坯拉出結(jié)晶器所受到的阻力。它的在線檢測對在線預(yù)報(bào)漏鋼事故、診斷設(shè)備狀態(tài)、評估保護(hù)渣潤滑效果和穩(wěn)定控制鑄坯質(zhì)量有著重要意義。連鑄結(jié)晶器液壓振動技術(shù)是近十年來開發(fā)的新技術(shù)，已呈現(xiàn)出代替機(jī)械振動的發(fā)展趨勢。目前，在基于液壓振動裝置的連鑄拉坯阻力檢測領(lǐng)域中，尚無較成熟的在線檢測方法，這主要是由于以下幾方面的困難造成的a、以往在檢測結(jié)晶器振動系統(tǒng)的力信號時(shí)，常將測力計(jì)及應(yīng)力計(jì)安裝在結(jié)晶器振動系統(tǒng)內(nèi)，測力計(jì)等的安裝、維護(hù)、調(diào)試過程繁瑣、周期長；b、連鑄生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡劣、干擾嚴(yán)重，影響在線檢測的準(zhǔn)確性。O.Lang等在2000年Steel World第5卷1期發(fā)表題目為“VAI’sMoldEXPERT-a mould monitoring system for improved casting performance”的文章，在介紹其結(jié)晶器專家系統(tǒng)的同時(shí)，有過液壓振動下關(guān)于結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測技術(shù)方面的宣傳性介紹，通過檢測液壓缸壓力與位置的反饋值求取拉坯阻力，但其具體方法并未公布。

發(fā)明內(nèi)容
由于液壓振動系統(tǒng)的液壓缸在拉坯和空振狀態(tài)時(shí)消耗的功率之差近似為拉坯阻力消耗的功率，并且根據(jù)液壓缸消耗的功率易于檢測的優(yōu)點(diǎn)，特提出本發(fā)明的基本構(gòu)思通過檢測拉坯和空振時(shí)液壓缸消耗的功率及液壓缸振動速度，利用拉坯和空振時(shí)二者功率的差值及液壓缸的振動速度由計(jì)算機(jī)計(jì)算得到拉坯阻力。
本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的①.傳感器的安裝和維護(hù)過程復(fù)雜、周期長，檢測要求安全性高，②.惡劣的現(xiàn)場環(huán)境影響檢測的準(zhǔn)確性及實(shí)用性的不足，并提供一種易于安裝和維護(hù)，受環(huán)境影響小，檢測準(zhǔn)確、穩(wěn)定，數(shù)據(jù)處理運(yùn)算量小的液壓振動下連鑄結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測方法，以適應(yīng)連鑄液壓振動新技術(shù)的發(fā)展要求，特提出本發(fā)明的技術(shù)解決方案。
液壓振動下連鑄結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測方法，主要包括連鑄結(jié)晶器液壓振動步驟、信號采集和處理步驟，其特征在于在結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)1中的液壓缸缸桿11或結(jié)晶器鞍座13上安裝有位置傳感器7；在連鑄電氣室3液壓缸供油泵電機(jī)4的回路6中，安裝有功率變送器5，或在結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)1中液壓缸10進(jìn)油口位置處，安裝壓力傳感器8；位置信號和功率或壓力信號，通過信號線傳送至計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2中的A/D轉(zhuǎn)換卡；拉坯阻力FMDF的計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和顯示均由計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2完成，液壓缸消耗的功率P可通過功率變送器5采集得到，或通過壓力傳感器8及位置傳感器7測得的液壓缸壓力與液壓缸振動速度、液壓缸活塞的有效面積，三者之積求出功率P，計(jì)算出拉坯時(shí)功率絕對值的最大值Pmax，并計(jì)算出與Pmax相同時(shí)刻下的液壓缸振動速度Vt，將Vt、Pmax和空振時(shí)測得的功率P0max代入下面的公式計(jì)算得到拉坯阻力FMDF＝|Pmax-P0max|/Vt＝ΔPmax/Vt。
本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于，Pmax是結(jié)晶器內(nèi)有鑄坯拉出時(shí)，一個(gè)振動周期內(nèi)功率絕對值的最大值，并用Pmax來表征整個(gè)振動周期內(nèi)液壓缸消耗的功率；空振時(shí)測得的功率P0max，是結(jié)晶器內(nèi)沒有鑄坯拉出，即沒有拉坯阻力的情況下，所測得的一個(gè)振動周期內(nèi)的空振功率絕對值的最大值；當(dāng)計(jì)算拉坯阻力時(shí)，所采用Pmax與P0max，應(yīng)是相同的振頻、相同的振幅和相同的非正弦因數(shù)的振動工藝參數(shù)。
本發(fā)明所提出的參數(shù)，其FMDF為拉坯阻力；P為液壓缸消耗的功率；Pmax為拉坯時(shí)一個(gè)振動周期內(nèi)功率絕對值的最大值；P0max為空振時(shí)一個(gè)振動周期內(nèi)功率絕對值的最大值；ΔPmax為相同振動工藝參數(shù)條件下Pmax與P0max兩者之差的絕對值，表示由于拉坯阻力的引入而造成的功率消耗；Vt是與Pmax同時(shí)刻下的液壓缸振動速度。
本發(fā)明所建立的數(shù)學(xué)模型的依據(jù)是理論上，液壓缸消耗的功率可表示為如下關(guān)系P＝N·Q其中N為液壓缸的負(fù)載壓力(Pa，N/m2)，Q為液壓缸的負(fù)載流量(m3/s)，同時(shí)又存在如下的關(guān)系N＝F/A Q＝V·A其中F為液壓缸的負(fù)載力(N)，A為液壓缸活塞的有效面積(m2)，V為液壓缸的振動速度(m/s)，因此可得到P＝N·Q＝F·V由于空振時(shí)不存在拉坯阻力，即空振時(shí)液壓缸的負(fù)載力不包括拉坯阻力，而拉坯時(shí)與空振時(shí)的負(fù)載力相比較，只是多了結(jié)晶器拉坯阻力。因此，在上述公式的基礎(chǔ)上，可建立起本發(fā)明所提出的拉坯阻力與功率、速度之間的計(jì)算關(guān)系FMDF＝|Pmax-P0max|/Vt＝ΔPmax/Vt高速連鑄對結(jié)晶器振動波形的要求為I.盡量降低結(jié)晶器向上運(yùn)動的最大速度，II.增大結(jié)晶器向下運(yùn)動速度，確保負(fù)滑動量，減少負(fù)滑動時(shí)間，III.盡量減少加速度及其波動，保證振動平穩(wěn)。然而傳統(tǒng)的機(jī)械振動裝置由于振幅不能在線調(diào)節(jié)、振動方式單一，只能實(shí)現(xiàn)正弦振動方式等缺點(diǎn)，已不再適合連鑄發(fā)展的需要。
液壓振動技術(shù)為近年來開發(fā)出的結(jié)晶器振動新技術(shù)，應(yīng)用液壓振動裝置，能很好的滿足生產(chǎn)中對結(jié)晶器振動波形的要求。生產(chǎn)中可根據(jù)所澆注的鋼種等工藝參數(shù)，選擇合適的結(jié)晶器振動參數(shù)來控制結(jié)晶器振動波形，以達(dá)到降低鑄坯與鑄坯之間的摩擦阻力，提高鑄坯質(zhì)量的目的。
應(yīng)用本發(fā)明檢測方法，可在不同的結(jié)晶器振動參數(shù)條件下，在線檢測出液壓振動下結(jié)晶器拉坯阻力。利用檢測出的結(jié)晶器拉坯阻力，來選擇潤滑效果良好的保護(hù)渣、優(yōu)化工藝參數(shù)，進(jìn)而降低拉坯阻力，改善鑄坯質(zhì)量；在線監(jiān)測生產(chǎn)進(jìn)行的平穩(wěn)程度，對生產(chǎn)中發(fā)生的各種異常事故進(jìn)行預(yù)報(bào)，避免漏鋼等事故的發(fā)生，以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是1)檢測原理物理意義清晰，采用的數(shù)學(xué)模型直觀、準(zhǔn)確，在保證檢測準(zhǔn)確性的前提下，減少了計(jì)算機(jī)在線處理數(shù)據(jù)時(shí)的運(yùn)算量，避免在線檢測滯后的發(fā)生，保證了在線檢測的實(shí)時(shí)性，2)功率變送器、位置及壓力傳感器的安裝位置遠(yuǎn)離澆注現(xiàn)場，對生產(chǎn)影響小，同時(shí)所受的電磁干擾小，保證了在線檢測的準(zhǔn)確性，3)傳感器的安裝及維護(hù)方便，實(shí)用性強(qiáng)，4)由于計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)可以顯示生產(chǎn)中拉坯阻力和振動曲線的狀態(tài)，所以，可以預(yù)先得知結(jié)晶器拉坯阻力異常情況和漏鋼事故的發(fā)生，進(jìn)行預(yù)報(bào)。


本發(fā)明共設(shè)有6幅附圖及一個(gè)附表。圖1是本發(fā)明系統(tǒng)框圖結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是連鑄結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是位置、壓力信號和功率信號傳輸路線框圖示意圖，圖4是非正弦振動方式下板坯連鑄機(jī)空振功率、拉坯功率、液壓缸振動速度隨時(shí)間變化的曲線圖，圖5是正弦振動方式下板坯連鑄機(jī)空振功率、拉坯功率、液壓缸振動速度隨時(shí)間變化的曲線圖，圖6是非正弦振動方式下小方坯連鑄機(jī)空振功率、拉坯功率、液壓缸振動速度隨時(shí)間變化的曲線圖，表1是本發(fā)明在不同工藝條件下三個(gè)實(shí)施例的工藝參數(shù)對比及拉坯阻力的檢測結(jié)果。
具體說明如下
圖1是本發(fā)明系統(tǒng)框圖結(jié)構(gòu)示意圖。
包括連鑄結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)1，該系統(tǒng)由液壓缸供油泵電機(jī)4驅(qū)動，位置信號由位置傳感器7從結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)采集，壓力信號由壓力傳感器8從液壓振動系統(tǒng)中取出；功率信號由功率變送器5從連鑄電氣室3中供油泵電機(jī)4的回路6中取出，位置、壓力或功率信號通過信號線傳送至計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2，最后由計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2完成拉坯阻力的計(jì)算與顯示。圖中，箭頭表示信號傳遞的方向，虛線框表示連鑄電氣室3。需要指出的是，位置信號是在線檢測拉坯阻力時(shí)所必須測量的，因此在線檢測時(shí)必須安裝位置傳感器7。但由于液壓缸消耗的功率既可通過功率變送器5測出，也可通過壓力傳感器8測出的液壓缸壓力與位置傳感器測得的液壓缸振動速度、液壓缸活塞的有效面積計(jì)算得到，因此檢測拉坯阻力時(shí)只安裝功率變送器5與壓力傳感器8二者之一即可，具體可視所處的連鑄生產(chǎn)現(xiàn)場的條件、環(huán)境而定。
圖2是連鑄結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，結(jié)晶器14通過伺服閥9控制的液壓缸10驅(qū)動雙搖桿機(jī)構(gòu)12實(shí)現(xiàn)往復(fù)振動，在液壓缸缸桿11或結(jié)晶器鞍座13處固定有位置傳感器7，在液壓缸10進(jìn)油口位置處安裝壓力傳感器8。需要說明的是，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的不同條件，位置傳感器7可選擇安裝在液壓缸缸桿11或結(jié)晶器鞍座13二者之一的位置上。同時(shí)，如果通過功率變送器測量液壓缸消耗的功率，則不再需要安裝壓力傳感器8。
圖3是位置、壓力信號和功率信號傳輸路線框圖示意圖。
圖中，位置傳感器7將周期變化的位置信號經(jīng)信號線發(fā)送至計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2的A/D轉(zhuǎn)換卡。由壓力傳感器8檢測出的壓力信號經(jīng)信號線發(fā)送至計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2的A/D轉(zhuǎn)換卡。接入連鑄電氣室3液壓缸供油泵電機(jī)4回路6中的功率變送器5將功率信號通過信號線發(fā)送至計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2的A//D轉(zhuǎn)換卡。圖中，箭頭表示信號傳遞的方向，虛線框表示連鑄電氣室3。需要說明的是，在線檢測拉坯阻力時(shí)，位置信號是必須測量的，而壓力信號及功率信號只測量二者中的一個(gè)即可。
圖4是非正弦振動方式下板坯連鑄機(jī)空振功率、拉坯功率、液壓缸振動速度隨時(shí)間變化的曲線圖。
圖中上部為拉坯時(shí)一個(gè)振動周期內(nèi)檢測出的功率隨時(shí)間變化的曲線，以功率(P/kW)為縱軸，時(shí)間(T/s)為橫軸。下部為拉坯時(shí)一個(gè)振動周期內(nèi)液壓缸振動速度隨時(shí)間變化的曲線，其中液壓缸的振動速度由檢測出的液壓缸缸桿位置計(jì)算得出，以速度(V/m/s)為縱軸，時(shí)間(T/s)為橫軸。為明確功率及速度二者的變化情況，將上、下兩部分曲線合成在同一圖中。同時(shí)在圖中還給出了相同工藝條件下空振功率隨時(shí)間變化的曲線，以反應(yīng)相同工藝條件下一個(gè)振動周期內(nèi)拉坯功率及空振功率的對應(yīng)關(guān)系。
從圖中可以看出，在t時(shí)刻，圖中粗實(shí)線表示的拉坯功率15、粗虛線表示的空振功率16同時(shí)取得最大值，分別為Pmax＝28.6kW，P0max＝33.2kW，則ΔPmax＝4.6kW，用細(xì)實(shí)線表示的是液壓缸振動速度17，在t時(shí)刻振動速度的值Vt＝0.24m/s，圖中的細(xì)虛線為拉坯速度18，然后將上述各值代入公式FMDF＝|Pmax-P0max|/Vt＝ΔPmax/Vt則FMDF＝ΔPmax/Vt＝4.6/0.24＝19.17kN。
圖5是正弦振動方式下板坯連鑄機(jī)空振功率、拉坯功率、液壓缸振動速度隨時(shí)間變化的曲線圖。
此圖與圖4的不同之處在于生產(chǎn)中采取的工藝參數(shù)不同，此時(shí)生產(chǎn)中采用正弦振動方式，即非正弦因數(shù)為0，同時(shí)，由于雙搖桿機(jī)構(gòu)的杠桿比例為1∶1，所以液壓缸振動速度，可以通過安裝在結(jié)晶器鞍座處的位置傳感器檢測到的結(jié)晶器位置信號計(jì)算得出，液壓缸振動速度隨時(shí)間的變化呈正弦規(guī)律，且功率出現(xiàn)最大值的時(shí)刻t不同于圖4。圖中各曲線及符號的意義與圖4相同，時(shí)刻t下各參數(shù)對應(yīng)的值如下Pmax＝18.2kW；P0max＝16.75kW；ΔPmax＝1.45kW；Vt＝0.05m/s則FMDF＝|Pmax-P0max|/V＝ΔPmax/V＝1.45/0.05＝29kN。
圖6是非正弦振動方式下小方坯連鑄機(jī)空振功率、拉坯功率、液壓缸振動速度隨時(shí)間變化的曲線圖。
此圖為生產(chǎn)小方坯時(shí)拉坯功率、空振功率、液壓缸振動速度隨時(shí)間變化的曲線，由于生產(chǎn)小方坯需采用不同的工藝參數(shù)，故功率及速度隨時(shí)間變化的曲線、功率最大值出現(xiàn)的時(shí)刻t不同于圖4、圖5。圖中，時(shí)刻t下各參數(shù)對應(yīng)的值如下Pmax＝18.5kW；P0max＝20.7kW；ΔPmax＝2.2kW；Vt＝0.345m/s則FMDF＝|Pmax-P0max|/V＝ΔPmax/V＝2.2/0.345＝6.38kN。
表1是本發(fā)明在不同工藝條件下三個(gè)實(shí)施例的工藝參數(shù)對比及拉坯阻力的檢測結(jié)果。
表中示出了本發(fā)明的三個(gè)實(shí)施例工藝參數(shù)的對比情況，并給出了利用本發(fā)明檢測方法檢測出的結(jié)晶器拉坯阻力FMDF。從表中可以看出，生產(chǎn)小方坯時(shí)的結(jié)晶器拉坯阻力明顯小于生產(chǎn)板坯時(shí)的結(jié)晶器拉坯阻力；同時(shí)，在生產(chǎn)板坯時(shí)，當(dāng)結(jié)晶器采用非正弦振動方式(非正弦因數(shù)不為0)時(shí)的結(jié)晶器拉坯阻力，要明顯小于正弦振動方式下的結(jié)晶器拉坯阻力。這些都與現(xiàn)有文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道的，生產(chǎn)小方坯時(shí)的結(jié)晶器拉坯阻力要小于生產(chǎn)板坯時(shí)的結(jié)晶器拉坯阻力，采用非正弦振動方式會降低結(jié)晶器拉坯阻力的結(jié)論相符。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
考慮到液壓缸消耗的功率與其負(fù)載力及振動速度之間，存在明確的函數(shù)關(guān)系，且功率便于檢測、計(jì)算，功率變送器、壓力傳感器、位置傳感器的安裝位置離澆注現(xiàn)場較遠(yuǎn)，受到的干擾小，同時(shí)傳感器的安裝及維護(hù)方便?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，所以選擇通過檢測液壓缸功率及速度來達(dá)到檢測結(jié)晶器拉坯阻力的目的。
此例中，選擇功率變送器5測量液壓缸所消耗的功率，位置傳感器7安裝在液壓缸缸桿11上，傳感器的安裝及布局具體如下將位置傳感器7固定在液壓缸缸桿11上，功率變送器5接入連鑄電氣室3的電機(jī)回路6中，將采集出的位置及功率信號通過信號線發(fā)送至計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)2的A/D轉(zhuǎn)換板。由檢測系統(tǒng)計(jì)算出功率最大值Pmax及同一時(shí)刻下的液壓缸振動速度Vt，進(jìn)而計(jì)算出拉坯阻力。第二步，調(diào)試與空振因?yàn)樯a(chǎn)時(shí)連鑄坯與結(jié)晶器之間處在高溫的環(huán)境當(dāng)中，在現(xiàn)有條件下無法直接測量二者之間的作用力。由于振動系統(tǒng)在拉坯和空振時(shí)所消耗功率的差值近似為拉坯阻力所消耗的功率，因此可通過先測定空振時(shí)所消耗的功率，再在拉坯時(shí)通過實(shí)時(shí)檢測到的功率及空振功率的差值，用該差值與液壓缸的振動速度計(jì)算得出拉坯阻力。
空振功率的測定具體如下在生產(chǎn)的間歇階段或換上新的結(jié)晶器后做一段時(shí)間的空振，即在結(jié)晶器振動但不澆注鋼水，沒有鑄坯從結(jié)晶器拉出的情況下，測定不同振頻、振幅、非正弦因數(shù)條件下的空振功率，尤其測定拉坯時(shí)較常用的工藝參數(shù)條件下對應(yīng)的空振功率。
需要指出的是，不同的工藝參數(shù)條件下所消耗的空振功率不同，這與結(jié)晶器與鑄坯之間的相對運(yùn)動速度有關(guān)。因此在計(jì)算拉坯阻力時(shí)，代入計(jì)算公式中的，應(yīng)是與拉坯時(shí)相同工藝參數(shù)條件下測得的空振功率。第三步，拉坯阻力的確定根據(jù)該鋼廠生產(chǎn)中澆注的鋼種及選用的保護(hù)渣，通過一段時(shí)間的探索得出，當(dāng)采用如下的工藝參數(shù)時(shí)漏鋼的發(fā)生率較低，且生產(chǎn)出的鑄坯質(zhì)量較好。生產(chǎn)中工藝參數(shù)如下振幅—3.5mm；非正弦因數(shù)—1；拉速—2.0m/min；鑄坯尺寸—1500mm×250mm；振頻—3Hz(每分鐘振動180次)由于拉坯阻力與振動系統(tǒng)自重相比較小，可認(rèn)為相同工藝條件下一個(gè)振動周期內(nèi)拉坯時(shí)的Pmax與空振時(shí)的P0max出現(xiàn)在同一時(shí)刻t，此時(shí)液壓缸的振動速度記為Vt。圖4示出了本實(shí)例一個(gè)振動周期內(nèi)功率取得最大值時(shí)刻t下各參數(shù)對應(yīng)的具體數(shù)值Pmax＝28.6kW；P0max＝33.2kW；ΔPmax＝4.6kW；Vt＝0.24m/s則FMDF＝|Pmax-P0max|/Vt＝ΔPmax/Vt＝4.6/0.24＝19.17kN即在此工藝條件下，結(jié)晶器拉坯阻力為19.17kN。生產(chǎn)中，在線檢測系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示出結(jié)晶器拉坯阻力。可應(yīng)用檢測出的拉坯阻力的量值大小，來選擇潤滑效果好的保護(hù)渣、優(yōu)化工藝參數(shù)，進(jìn)而穩(wěn)定并降低拉坯阻力，以達(dá)到改善鑄坯質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
依照上述步驟，計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)最終將拉坯阻力以曲線的形式顯示出來，通過拉坯阻力曲線的變化趨勢可監(jiān)測生產(chǎn)進(jìn)行的平穩(wěn)程度。若拉坯阻力出現(xiàn)過大波動、明顯有別于生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)的情況，則此時(shí)生產(chǎn)過程處在非正常的狀態(tài)，操作人員應(yīng)采取相應(yīng)的措施以避免事故，尤其是漏鋼的發(fā)生。
結(jié)晶器拉坯阻力對生產(chǎn)過程中發(fā)生的異常事故有比較敏感的反應(yīng)。例如，在漏鋼和結(jié)晶器內(nèi)浸入式水口斷裂之前拉坯阻力都會有較劇烈的波動。因此，可在利用本發(fā)明檢測出的拉坯阻力的基礎(chǔ)之上，對生產(chǎn)中發(fā)生的各種異常事故進(jìn)行預(yù)報(bào)，來避免或最大程度的減小因事故所造成的損失，以保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行，進(jìn)而帶來經(jīng)濟(jì)效益。
表1 本發(fā)明在不同工藝條件下三個(gè)實(shí)施例的工藝參數(shù)對比及拉坯阻力的檢測結(jié)果實(shí)施例鑄機(jī)類型 鑄坯尺寸/ 振幅/ 振頻/ 非正弦 拉速/ Pmax/ P0max/ Vt/ FMDF/mm×mm mm Hz因數(shù) m/min kW kW m/skN1 板坯連鑄機(jī)1500×2503.5 3 1 2.028.633.20.24 19.172 板坯連鑄機(jī)1650×2503.5 2.20 1.218.216.75 0.05 293 小方坯連鑄機(jī) 150×150 7.5 5 0.81.818.520.70.345 6.38
權(quán)利要求
1.液壓振動下連鑄結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測方法，主要包括連鑄液壓振動步驟、信號采集和處理步驟，其特征在于a)在結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)1中的液壓缸缸桿11，或結(jié)晶器鞍座13上安裝有位置傳感器7；b)在連鑄電氣室3液壓缸供油泵電機(jī)4的回路6中，安裝有功率變送器5，或在結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)1中液壓缸10進(jìn)油口位置處，安裝壓力傳感器8；c)位置信號和功率或壓力信號，通過信號線傳送至計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2中的A/D轉(zhuǎn)換卡；d)拉坯阻力FMDF的計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和顯示均由計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2完成，液壓缸消耗的功率P可通過功率變送器5采集得到，或通過壓力傳感器8及位置傳感器7測得的液壓缸壓力與液壓缸振動速度、液壓缸活塞的有效面積，三者之積求出功率P，計(jì)算出拉坯時(shí)功率絕對值的最大值Pmax，并計(jì)算出與Pmax相同時(shí)刻下的液壓缸振動速度Vt，將Vt、Pmax和空振時(shí)測得的功率P0max代入下面的公式計(jì)算得到拉坯阻力FMDF＝|Pmax-P0max|/Vt＝ΔPmax/Vt。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓振動下連鑄結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測方法，其特征在于Pmax是結(jié)晶器內(nèi)有鑄坯拉出時(shí)，一個(gè)振動周期內(nèi)功率絕對值的最大值，并用Pmax來表征整個(gè)振動周期內(nèi)液壓缸所消耗的功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓振動下連鑄結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測方法，其特征在于空振時(shí)測得的功率P0max，是指結(jié)晶器內(nèi)沒有鑄坯拉出，即沒有拉坯阻力的情況下，所測得一個(gè)振動周期內(nèi)的空振功率絕對值的最大值P0max。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的液壓振動下連鑄結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測方法，其特征在于當(dāng)計(jì)算拉坯阻力時(shí)，所采用的Pmax與P0max，應(yīng)是相同的振頻、相同的振幅和相同的非正弦因數(shù)振動工藝參數(shù)。
全文摘要
材料成形檢測領(lǐng)域中液壓振動下連鑄結(jié)晶器拉坯阻力在線檢測方法，其特征是在液壓缸缸桿11或結(jié)晶器鞍座13上安裝有位置傳感器7，在電氣室3內(nèi)的供油泵電機(jī)4的回路6中安裝有功率變送器5，或在液壓缸10進(jìn)油口位置處安裝壓力傳感器8，位置信號和功率信號或壓力信號均通過信號線送至計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)2中的A/D轉(zhuǎn)換卡，拉坯阻力F
文檔編號B22D11/114GK1480274SQ0314392
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者曼 姚, 姚曼, 王旭東 申請人:大連理工大學(xué)