[发明专利]一种采用振动控制凝固的装置及其方法

说明书

本发明涉及一种采用振动控制凝固的装置及其方法，所述装置包括结晶器、熔池、结晶器底座、冷却系统和振动发生装置；所述结晶器设置在结晶器底座的上方，所述结晶器由两个反向旋转的结晶辊与两端挡板组成，且两侧结晶辊沿轴向线接触，所述熔池设置在两侧结晶辊的上部区域之间，所述振动发生装置分别对称设置在两侧结晶辊下方的前后两侧，且所述振动发生装置均与结晶器底座的底部固定连接，所述冷却系统分别设置在两侧结晶辊的前后端部。本发明可实现凝固过程的稳定控制，有效减小液、固相的自由能差，提高并精确了凝固温度，使带坯晶粒得到细化，而且过程更稳定，形成的带坯质量更高，可以更好的克服双辊薄带铸轧熔池小导致凝固不稳定带来的问题。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种采用振动控制凝固的装置及其方法。

背景技术

常规连铸设备上，采用结晶器振动，振动方式为正弦振动和非正弦振动两种方式，正弦振动的速度与时间的关系为一条正弦曲线，正弦振动方式的上下振动时间相等，上下振动的最大速度相等。在振动周期中,铸坯与结晶器之间始终存在相对运动，而在结晶器下降过程中，有一小段下降速度大于拉坯速度，可以很好的促进结晶器和新生坯壳之间的脱膜，防止和消除坯壳与结晶器内壁间的粘结，并能对被拉裂的坯壳起到愈合作用，从而获得良好的铸坯表面。非正弦振动方式在正滑动时间里,结晶器振动速度与拉速之差减小。因此，作用在弯月面下的坯壳拉应力减小。在负滑动时间里,结晶器振动速度与拉速之差增大。因此，作用于坯壳压力增大，有利于铸坯脱模，负滑动时间短，铸坯表面振痕浅。但是连铸结晶器采用的振动技术，主要解决连铸坯与结晶器之间的粘结、脱膜、表面划痕等问题。连铸结晶器内会形成较厚的连铸坯外壁，导致结晶器的振动对其内部熔池的振动影响效果非常小。

振动式双辊薄带铸轧机对形成熔池的一根铸辊采用振动模式，以此改变凝固机理，使凝固终了点位置得以提升形成凝固终了面，从而可提高铸轧速度。同时，还具有均化成分、消除内裂和偏析作用，能够大大改善产品质量。但是振动式双辊薄带铸轧机采取一根铸辊振动的模式，另一根铸辊为固定模式，振动对铸辊内熔池的影响存在不均匀性，两辊铸辊作为熔池结晶器的侧壁对熔池内金属凝固过程的影响不一致。因此，现有技术均存在一定的不足之处，还具有进一步提升和完善的空间。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种采用振动控制凝固的装置及其方法，通过将双辊薄带铸轧的整个熔池放置在振动发生装置上，通过振动发生装置对熔池做功，从凝固原理角度分析凝固过程，施加除液相与固相自由能差、晶胚表面能以外的能，从而影响钢液凝固过程，收窄过冷度，实现稳定凝固的目的。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种采用振动控制凝固的装置，所述装置包括结晶器、熔池、结晶器底座、冷却系统和振动发生装置；所述结晶器设置在结晶器底座的上方，所述结晶器由两个反向旋转的结晶辊与两端挡板组成，且两侧结晶辊沿轴向线接触，所述熔池设置在两侧结晶辊的上部区域之间，所述振动发生装置分别对称设置在两侧结晶辊下方的前后两侧，且所述振动发生装置均与结晶器底座的底部固定连接，所述冷却系统分别设置在两侧结晶辊的前后端部。

一种采用振动控制凝固的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1、冷却系统通水，通过冷却系统使结晶器冷却；

步骤S2、开启振动发生装置，使结晶器通过结晶器底座随振动发生装置同步振动；

步骤S3、调整振动发生装置的周期和振幅，并且使振动发生装置的功率保持在200-240W；

步骤S4、将高温钢水注入由两个反向旋转的结晶辊与两端挡板组成的结晶器中；

步骤S5、钢水经过冷却的结晶器后温度下降，同时处于振动固定的振动环境中，使得钢水在高于无振动环境的实际凝固温度的某个温度快速凝固成带坯。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：