对结晶器振动装置要求

毕业设计说明书

结晶器振动装置设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名： 日 期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成

结晶器偏心式振动系统的改进

摘要 本文介绍了几种振动结构，着重分析了攀钢1350mm板坯连铸机结晶器的振动系统以及振动系统的稳定性和可靠性。根据存在的问题，对结晶器振动系统进行了改进，保证了高拉速。

关键词 结晶器 振动系统 稳定性 可靠性

Abstract This article introduced several kind of vibration structures，The Stability and reliability of the mold oscillating system for Pangang 1350 slab continuous caster were

analyzed. Based on existing problems ，the mold oscillating system was improved ensuring high casting speed.

Key Words mold，oscillating system，stability，reliability

1引言

结晶器及其振动装臵是连铸设备的关键设备，结晶器振动机理的研究是连铸新技术的一个热点。四偏心轮式结晶器振动装臵是80年代发展

结晶器-结晶器

用于结晶操作的设备。结晶器的类型很多，按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器；按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆（即母液和晶体的混合物）循环结晶器；按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。常用的结晶器有：

结晶槽 一种槽形容器，器壁设有夹套或器内装有蛇管，用以加热或冷却槽内溶液。结晶槽可用作蒸发结晶器或冷却结晶器。为提高晶体生产强度，可在槽内增设搅拌器。结晶槽可用于连续操作或间歇操作。间歇操作得到的晶体较大，但晶体易连成晶簇，夹带母液，影响产品纯度。这种结晶器结构简单，生产强度较低，适用于小批量产品（如化学试剂和生化试剂等）的生产。

强制循环蒸发结晶器 一种晶浆循环式连续结晶器（图1）。操作时,料液自循环管下部加入，与离开结晶室底部的晶浆混合后，由泵送往加热室。晶浆在加热室内升温（通常为2～6℃），但不发生蒸发。热晶浆进入结晶室后沸腾，使溶液达到过饱和状态，于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上，使晶体长大。作为产品的晶浆从循环管上部排出。强制循环蒸发结晶器生产能力大，但产品的粒度分布较宽。 结晶器

DTB型蒸发结晶器 即导流筒-挡板蒸发结晶器，也是一种晶浆循环式结晶器（见彩图）。器下部接有淘析柱，

通过结晶器的热流量

通过结晶器放出热流，可用下列计算

Q=LEVP{C1（Te-Tl）+lf+cs（Ts-To）} （3.1） 式中：Q：结晶器钢水放出的热量，kj/min； L：结晶器横截面周长，4.012m； E：出结晶器坯壳厚度，0.012m； V：拉速，2.2m/min；

P：钢水密度，7.4×10⒊kj/kg·℃；

由此可得： Q=LEVP{C1（Te-Tl）+lf+cs（Ts-To）} =62218kj/min 结晶器水缝面积计算

结晶器的水缝面积与单位水流量（冷却强度）铸坯尺寸的大小以及冷却水流速有关，结晶器水缝面积可用下式计算：

F=QkS×106/（3600V） （mm2） （3.2） 式中：Qk：单位水流量m3/n·m，经验值取100-500m3/n·m；取100m3/n·m。 S：结晶器周边长度，4×120×103m； V：冷却水流速，取6-10m/s，实际取8m/s； 即结晶器水缝面积为：

F+QkS×106/

本科毕业设计(论文)

板坯连铸机结晶器设计

李小博

燕 山 大 学

2010 年 6月

本科毕业设计(论文)

板坯连铸机结晶器设计

学院（系）:里仁学院机械工程系 专 业: 机械电子工程 学生 姓名: 李小博 学 号: 061101011399 指导 教师: 牟德君 答辩 日期: 2010年6月

燕山大学毕业设计(论文)任务书

学院:燕山大学里仁学院 系级教学单位: 机械电子工程 学 学生 专 业 061101011399 李小博 机电-2 号 姓名 班 级 题目名称 1.理工类:工程设计 (√ )；工程技术实验研究型( )； 题 目 题目性质 理论研究型( )；计算机软件型( )；综合型( ) 2.管理类( )；3.外语类( )；4.艺术类( ) 题目类型 1.毕业设计( ) 2.论文(√ ) 题目来源 科研课题(

2009年度科技计划项目

节能型水平连铸炉结晶器的研发

可行性研究报告

芜湖众源金属带箔有限公司

二○一〇年

目 录

一、项目概述 ................................... 3 二、立项的背景和意义 ........................... 3 三、研究内容 ................................... 5 四、预期目标 ................................... 9 五、年度分阶段计划安排 ......................... 9 六、研究人员 .................................. 10 七、经费概算 .................................. 11 八、项目的风险分析 ............................ 12

2

一、项目概述

《节能型水平连铸炉结晶器的研发》项目是结合国际国内先进水平连铸的技术上进行开发的。本产品是一种新型的节能型水平连铸炉结晶器。该产品的出现，适应了当今有色精炼产业节能降耗、提高效率、提高质量的要求。本公司从设计到制

通过结晶器的热流量

通过结晶器放出热流，可用下列计算

Q=LEVP{C1（Te-Tl）+lf+cs（Ts-To）} （3.1） 式中：Q：结晶器钢水放出的热量，kj/min； L：结晶器横截面周长，4.012m； E：出结晶器坯壳厚度，0.012m； V：拉速，2.2m/min；

P：钢水密度，7.4×10⒊kj/kg·℃；

由此可得： Q=LEVP{C1（Te-Tl）+lf+cs（Ts-To）} =62218kj/min 结晶器水缝面积计算

结晶器的水缝面积与单位水流量（冷却强度）铸坯尺寸的大小以及冷却水流速有关，结晶器水缝面积可用下式计算：

F=QkS×106/（3600V） （mm2） （3.2） 式中：Qk：单位水流量m3/n·m，经验值取100-500m3/n·m；取100m3/n·m。 S：结晶器周边长度，4×120×103m； V：冷却水流速，取6-10m/s，实际取8m/s； 即结晶器水缝面积为：

F+QkS×106/

结晶器保护渣的性能和特性

1.简介

在连铸生产中结晶器保护渣起着主要作用。保护渣从结晶器顶部加入，向下移动逐步形成烧结层，熔融层和液渣层（见图1）。液渣渗入结晶器铜板与坯壳之间，润滑坯壳。但是，大部分的液渣进入铜板与坯壳之间后，遇水冷结晶器铜板凝结并形成玻璃状的固态渣膜（大约2毫米厚）。薄液渣膜（大约0.1毫米厚）与坯壳一起移动并为其提供液态润滑。同时，玻璃渣也可部分结晶。一般认为固渣膜附在结晶器壁上，或者如果移动，一定比坯壳的速度慢得多。结晶器振动防止坯壳粘结在结晶器上。固渣膜的厚度和特性决定水平热传递。总之，液渣膜控制润滑，固渣膜控制水平热传递。

图1：结晶器内形成的各种渣层

一般认为液渣层厚度dpool应超过振幅，才能保证保护渣渗透良好（如坯壳的润滑），一般建议采用厚度>10毫米。液渣层厚度影响渗入结晶器铜板与坯壳之间的液渣量和从钢水进到液渣中的夹杂物数量。

连铸生产中保护渣有下列功能： 1） 2） 3） 4） 5）

防止弯月面钢水被氧化 保温，防止弯月面钢水表面凝结 提供液渣润滑坯壳

对浇铸钢种提供最佳水平热传递 吸附钢水中的夹杂物

所有上述功能都很重要，但在日常生产中最重要的润滑和水平热传递。影响保护渣性能的基本因素如下：

· 浇

结晶器保护渣的性能和特性

1.简介

在连铸生产中结晶器保护渣起着主要作用。保护渣从结晶器顶部加入，向下移动逐步形成烧结层，熔融层和液渣层（见图1）。液渣渗入结晶器铜板与坯壳之间，润滑坯壳。但是，大部分的液渣进入铜板与坯壳之间后，遇水冷结晶器铜板凝结并形成玻璃状的固态渣膜（大约2毫米厚）。薄液渣膜（大约0.1毫米厚）与坯壳一起移动并为其提供液态润滑。同时，玻璃渣也可部分结晶。一般认为固渣膜附在结晶器壁上，或者如果移动，一定比坯壳的速度慢得多。结晶器振动防止坯壳粘结在结晶器上。固渣膜的厚度和特性决定水平热传递。总之，液渣膜控制润滑，固渣膜控制水平热传递。

图1：结晶器内形成的各种渣层

一般认为液渣层厚度dpool应超过振幅，才能保证保护渣渗透良好（如坯壳的润滑），一般建议采用厚度>10毫米。液渣层厚度影响渗入结晶器铜板与坯壳之间的液渣量和从钢水进到液渣中的夹杂物数量。

连铸生产中保护渣有下列功能： 1） 2） 3） 4） 5）

防止弯月面钢水被氧化 保温，防止弯月面钢水表面凝结 提供液渣润滑坯壳

对浇铸钢种提供最佳水平热传递 吸附钢水中的夹杂物

所有上述功能都很重要，但在日常生产中最重要的润滑和水平热传递。影响保护渣性能的基本因素如下：

· 浇

题 目：基于

Freescale HCS12系列单

片机的结晶器振动控制系统

——PID算法实现

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

基于Freescale HCS12系列单片机的结晶器振动控制系统

——PID算法实现

摘 要

结晶器是连续铸钢中的铸坯成型设备，是连铸机心脏设备之一。它的功能是将不断注入其内腔的高温钢水强制冷却，导出热量，使之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和坯壳厚度的铸坯。结晶器振动装置的主要功能是使结晶器按照给定的振幅、频率和波形振动，其目的是防止铸坯在凝固过程中与结晶器壁粘结而出现粘结漏钢事故。

经典控制理论PID控制是较常采用的控制策略，在控制系统中仍有广泛应用。PID控制器，具有结构简单、易于实现等特点。由于工业技术的发展，传统的模拟PID控制不能解决快速性和稳态特性之间的矛盾，不能适应工业发展的要求。

本设计基于Freescale HCS12系统单片机，通过D/A5660产生振动波形，传感器与A/D7367采集结晶器振动信号并反馈给单片机，并在单片机内进行PID运算，输出控制信号。此外，PID参数可通过键盘调整。希望通过研究结晶器振动系统的特性，采用改进型数字PID控制策略对结晶器的振动波形进行控制，以