[發明專利]一種控制連鑄板坯動態輕壓下的方法

無效

• 申請號: 201110386273.0
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102416454A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 王朝陽;賀建哲;馬立軍;王智軼
• 申請（專利權）人: 天津鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: B22D11/16
• 分類號: B22D11/16
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金的熔煉及壓加、控制技術領域，特別是連鑄坯的動態控制系統。

背景技術

現在連鑄已取代模鑄成為鋼材的主要生產方式。而高級鋼的開發要求連鑄能夠提供成分均勻、高等軸晶比率的鋼坯，以提高軋材的性能。動態輕壓下技術作為提高鑄坯等軸晶比率、改善鑄坯內部質量的重要手段之一，對改善連鑄坯凝固組織發揮了顯著作用。

動態輕壓下是指在鑄坯的凝固末端實施輕壓下，對富集溶質的凝固前沿加強對流和攪拌、促進枝晶折斷、脫落和重熔、增加結晶核心和凝固過冷度，細化鑄坯最后凝固的中心熱節區域組織并使鑄坯的化學成分均勻化，從而得到減輕中心偏析，提高鑄坯的中心致密度的效果。而動態輕壓下的關鍵技術是壓下位置和壓下量的確定。如果壓下位置不合適，壓下量過大，可能導致鑄坯中間裂紋或變形缺陷傾向增加；如果壓下量過小，則對于提高鑄坯中心致密性和減輕中心宏觀偏析的效果不明顯。

現有技術中，申請號為200610117518的中國專利“動態輕壓下控制方法”的申請公開文件中，該發明公開了一種連鑄領域的動態輕壓下控制方法。該方法是根據熱傳導方程計算對于鑄坯凝固率的液芯點進行預測，然后確定輕壓下位置和壓下量進行輕壓下。然而，在實際生產過程中由于連鑄中間包溫度、和拉速的變化，會直接影響到鑄坯凝固液芯的位置，所以用理論計算推導鑄坯凝固率畢竟跟實際生產有些出入。

發明內容

本發明為了克服現有動態輕壓下計算模型預測鑄坯凝固率準確性的不足，發明一種利用在線連續測溫的方式計算鑄坯凝固率來控制連鑄板坯動態輕壓下的方法。

本發明深入研究了動態輕壓下模型理論，發現在實際生產過程中采用動態輕壓下模型計算的鑄坯表面溫度與鑄坯實際表面溫度有偏差。本發明使用鑄坯表面溫度在線測量裝置，測量鑄坯表面溫度。根據實際測量的鑄坯表面溫度，建立連鑄坯凝固非穩態傳熱模型，計算鑄坯實際凝固率。根據鑄坯實際凝固率，控制鑄坯動態輕壓下。達到精確控制鑄坯輕壓下，提高鑄坯內部質量的目的。

本發明的一種控制連鑄板坯動態輕壓下的方法，使用鑄坯表面溫度在線測量裝置，測量出鑄坯表面實際溫度，然后將鑄坯表面實際溫度發送至鑄坯凝固非穩態傳熱模型(5)，經過鑄坯凝固非穩態傳熱模型(5)計算出鑄坯凝固率，由動態輕壓下二級計算機控制系統(6)進行動態輕壓下位置的修正，從而達到精確控制輕壓下的目的。

所述連鑄坯凝固非穩態傳熱模型是針對連鑄坯的凝固過程建立有內熱源的非穩態導熱微分方程。所述鑄坯在線連續測溫裝置，以非接觸方式使用紅外測溫探頭(1)采集鑄坯表面發出的輻射信號，并將該信號轉變為對應的電信號輸出給信號處理器(3)，信號處理器(3)將收集到的信號經過計算得到實際溫度。

在所述鑄坯表面溫度測量使用的測溫裝置中，紅外測溫探頭(1)，朝向鑄坯一側設置有排風吹塵和吹散水汽的準靶器(8)，可將測溫路徑上的水汽、灰塵吹走，以便確保采集準確的測溫信號，解決了二冷區因為水汽、灰塵影響測溫值的難題。所述鑄坯表面溫度測量使用的測溫裝置中，準靶器(8)與鑄坯表面之間的距離為10-250mm，空氣調節處理器(4)設定壓力為0.05～0.4MPa

基于板坯厚度方向中心縱斷面上熱量守恒建立相應的傳熱模型。鑄坯凝固傳熱模型的假設為：①忽略板坯寬度方向的導熱；②忽略因凝固冷卻收縮引起的鑄坯尺寸變化；③采用等效增強導熱系數處理鋼液對流傳熱，④結合實際測溫數據計算出鑄坯液相穴長度并實現了動態輕壓下的精確控制。

鑄坯非穩態凝固傳熱方程為：