一种全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线制造技术

本发明专利技术公开一种全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线，该机型曲线包括垂直段、弯曲段、矫直段和水平段，不存在基本圆弧段，整个机型曲线光滑连接；所述的弯曲段其曲线曲率的变化率满足正弦变化规律，所述的矫直段其曲线曲率满足五次奇次多项式规律；在弯曲段与矫直段的连接点处，弯曲段曲率与矫直段曲率相等，弯曲段曲线和矫直段曲线在连接点具有相同的公切线，所述的弯曲段和所述的矫直段直接光滑连接。本发明专利技术先经过连续弯曲然后直接进行连续矫直，取消了基本圆弧段，延长了弯曲段和矫直段弧长，降低了连铸坯在弯曲和矫直变形的应变速率，降低了裂纹产生的可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于连续铸钢领域，特别涉及一种全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线。
技术介绍
连铸坯弯曲矫直技术是钢铁连铸生产中的关键技术。直弧型连铸机的弯曲矫直是指连铸坯在外力矩作用下从竖直发生弯曲，然后具有一定曲率半径的连铸坯再通过矫直力矩变成水平的过程。伴随着当今高效连铸技术的发展，连铸坯机型曲线也从单点弯曲单点矫直逐步发展到多点弯曲多点矫直、渐进弯曲渐进矫直和连续弯曲连续矫直等。目前这些机型都拥有比较长的基本圆弧段，连铸坯在基本圆弧段期间并不发生弯曲矫直变形，使得连铸坯的弯曲矫直变形集中在比较短的一段弧长内，弯曲矫直应变比较大，特别是应变速率峰值很大，有可能导致铸坯出现裂纹等质量缺陷。直弧型连铸机在设计弯曲段时，多以矫直段为基础，把弯曲作为矫直的逆向情况考虑，弯曲段和矫直段采用的变形原理相同，但是由于连铸坯在弯曲段的温度明显高于矫直段的温度，现有的设计方法并没有充分发挥材料的蠕变性能。因此，提出一种全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线，取消基本圆弧段，弯曲段与矫直段曲线分别采用不同的曲率方程设计，合理的分布弯曲段和矫直段弧长，使连铸坯在整个机型全程辊道中一直发生变形，使连铸坯在全程的弯曲矫直过程中应变速率降低，从而降低裂纹出现的风险，提高连铸坯的质量。
技术实现思路
本专利技术提出一种全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线，其要解决的技术问题是：使连铸坯在弯曲变形后直接进行矫直，不存在基本圆弧段，针对连铸坯在弯曲段所处环境温度高的特点，将弯曲段的曲线与矫直段的曲线分开设计，使弯曲段曲线曲率的变化率高于矫直段曲线曲率的变化率，弯曲段曲线曲率的变化率相对于弧长满足正弦规律，矫直段曲线曲率相对于弧长满足五次奇次多项式规律，整体机型的曲线曲率光滑连续，没有突变，曲率变化率低，可以避免裂纹的产生，提高连铸坯的质量。一种全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线，该机型曲线包括垂直段、弯曲段、矫直段和水平段，不存在基本圆弧段，整个机型曲线光滑连接；所述的弯曲段其曲线曲率的变化率满足正弦变化规律，其公式为： k 1 ( s ) = 1 R 0 sin 2 ( π s 2 L 1 ) ]]>式中R0为连铸机弯曲段与矫直段连接点曲率半径，k1(s)为弯曲段的曲线曲率，L1为弯曲段总长度，s为弯曲段弧长；在与垂直段连接点处，当s为0时曲率为0，垂直段与弯曲段光滑连接；所述的矫直段其曲线曲率满足五次奇次多项式规律；其公式为： k 2 ( s ) = 1 R 0 ( 1 2 - 6 L 2 5 ( s - L 2 2 ) 5 + 1 L 2 3 ( s - L 2 2 ) 3 + 9 8 L 2 ( s - L 2 2 ) ) , ]]>式中k2(s)为矫直段的曲线曲率，L2为矫直段总长度，s为矫直段弧长；在与水平段连接点处，当s为0时，曲率为0与水平段光滑连接；在弯曲段与矫直段的连接点处，弯曲段曲段与矫直段曲率相等，k1(s)＝k2(s)＝1/R0，并且弯曲段曲线和矫直段曲线在连接点具有相同的公切线，所述的弯曲段和所述的矫直段直接光滑连接。由于弯曲段曲线和矫直段曲线所处初始坐标系不同，弯曲段曲线在连接点的切线斜率为tan(0.5π-α1)，矫直段曲线在连接点切线斜率为tan(α2)，根据转角与弧长公式和通过坐标系平移和旋转，弯曲段曲线和矫直段曲线在连接点可以具有相同的公切线，从而使整体连铸机机型曲线光滑。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线使连铸坯在连铸机全程运行过程中，先经过连续弯曲然后直接进行连续矫直，取消了基本圆弧段，延长了弯曲段和矫直段弧长，降低了连铸坯在弯曲和矫直变形的应变速率，降低了裂纹产生的可能性。(2)弯曲段与矫直段机型曲线采用不同的曲率方程设计，并且在连接点具有公切线，曲率变化连续，连铸坯在连续弯曲后直接进行连续矫直不存在应变突变。(3)全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线使弯曲段的应变速率高于矫直段的应变速率，充分利用了连铸坯材料在温度高时蠕变快的特点，发挥了连铸坯材料的高温蠕变性能，并且使矫直段的应变速率更低，有利于提高连铸坯质量，良好的适应连铸坯较高的拉坯速度。附图说明图1是传统五点弯曲五点矫直连铸机机型曲线图；图2是全程连续弯曲连续矫直机型曲线弯曲段总弧长与曲线高度关系图；图3是全程连续弯曲连续矫直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线，该机型曲线包括垂直段、弯曲段、矫直段和水平段，不存在基本圆弧段，整个机型曲线光滑连接；所述的弯曲段其曲线曲率的变化率满足正弦变化规律，其公式为：k1(s)=1R0sin2(πs2L1)]]>式中R0为连铸机弯曲段与矫直段连接点曲率半径，k1(s)为弯曲段的曲线曲率，L1为弯曲段总长度，s为弯曲段弧长；在与垂直段连接点处，当s为0时曲率为0，垂直段与弯曲段光滑连接；所述的矫直段其曲线曲率满足五次奇次多项式规律；其公式为：k2(s)=1R0(12-6L25(s-L22)5+1L23(s-L22)3+98L2(s-L22)),]]>式中k2(s)为矫直段的曲线曲率，L2为矫直段总长度，s为矫直段弧长；在与水平段连接点处，当s为0时，曲率为0与水平段光滑连接；在弯曲段与矫直段的连接点处，弯曲段曲段与矫直段曲率相等，k1(s)＝k2(s)＝1/R0，并且弯曲段曲线和矫直段曲线在连接点具有相同的公切线，所述的弯曲段和所述的矫直段直接光滑连接。

【技术特征摘要】
1.一种全程连续弯曲连续矫直的直弧型连铸机机型曲线，该机型曲线包括垂直段、弯曲段、矫直段和水平段，不存在基本圆弧段，整个机型曲线光滑连接；所述的弯曲段其曲线曲率的变化率满足正弦变化规律，其公式为： k 1 ( s ) = 1 R 0 sin 2 ( π s 2 L 1 ) ]]>式中R0为连铸机弯曲段与矫直段连接点曲率半径，k1(s)为弯曲段的曲线曲率，L1为弯曲段总长度，s为弯曲段弧长；在与垂直段连接点处，当s为0时曲率为0，垂直段与弯曲段光滑连接；所述的矫直段其曲线曲率满足五次奇次多项式规律；其公式为： k 2 ( s ) = 1 R 0 ( 1 2 - 6 L 2 5 ( s - ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴中，郭龙，张赫鑫，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13