[發明專利]一種連鑄坯內部質量的預報方法

有效

• 申請號: 201110419728.4
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103157772A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 張寧;趙成林;郭曉波;張維維;王麗娟;葉印鵬
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B22D11/16
• 分類號: B22D11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種連鑄坯內部質量的預報方法，它適用于連續鑄鋼生產工藝過程中，對板坯內部質量進行預測。

背景技術

連鑄工藝使煉鋼與軋鋼生產之間得以協調配合生產，使工廠可能獲得整體的節能效益。不過這一效益的獲得有一個先決條件，即連鑄機能生產出質量合格的連鑄坯。但在連續的鑄造生產過程中總會有一些鑄造的連鑄坯段質量欠佳，這就需要在連鑄生產過程中能夠在線了解連鑄坯質量情況，以便決定鑄坯的不同處理走向。即：對質量合格的連鑄坯直接熱送以獲得節能效益；對表面有缺陷的連鑄坯離線修磨清理后再加熱軋制以獲得最大的成材率；對報廢的連鑄坯直接判廢以減少進一步加工成本。

連鑄質量的含義是指：鑄坯的純凈度(夾雜物含量、形態、分布)；連鑄坯表面缺陷(裂紋、夾雜、皮下氣泡等)；鑄坯內部缺陷(裂紋、偏析、夾雜等)。其中內部質量主要是指低倍結構、中心偏析、內部裂紋和夾雜物水平。中心偏析、疏松和裂紋的存在嚴重影響鋼材的綜合性能和鑄坯的軋制成材。

中心偏析是指鋼液在凝固過程中，由于溶質元素的固液相中的再分配形成了鑄坯化學成分的不均勻性，中心部位的C、S、P等含量明顯高于其他部位。而鑄坯中心裂紋的形成是連鑄過程中冶金特性和力學因素綜合作用的結果。由于鋼液在凝固過程中，坯殼受鋼水的靜壓力及外界力(矯直力、彎曲力、熱應力、鼓肚力等)和由此產生的塑性變形超過了固液相界面允許的高溫強度和極限應變值，則產生中心裂紋。

中心偏析降低了鋼材的韌性、耐腐蝕性能和疲勞性能；容易引起焊裂，影響鋼材的焊接性能；增加裂紋和疏松的敏感性，造成分層、斷口部合格使鋼材報廢。

鑄坯中心裂紋的軋制中不能焊合，軋制成的鋼板其斷面上會出現嚴重的分層缺陷，在鋼卷或薄板的表面呈波浪形缺陷，有的在軋制中還會發生斷帶事故，給成品材的軋制和使用帶來嚴重威脅。

因此正確判斷和評價連鑄坯內部質量并根據判斷結果及時調整生產工藝參數是提高連鑄坯內部質量的一個重要手段。

目前國內外鋼鐵企業也都著手開發此項目，例如《連鑄板坯的質量預測和質量控制的方法及裝置》(申請號：96190439.9，授權公開號：CN1048672C)此發明通過使由數字模型和水冷坩堝法確定的鋼種非金屬夾雜物的馴熟分析措施結合，對非金屬夾雜物行為進行仿真計算后，用聯機方式對板坯質量進行控制。而且控制連鑄工藝參數后，把板坯中的非金屬夾雜物量抑制到最低限度。

2.《一種連鑄板坯縱裂預報方法》(申請號：01139282.7，公開號：CN?1428216A)此發明涉及一種連鑄板坯縱裂預報方法，在結晶器鋼水液面位置的下方埋入橫向數列、縱向至少三排熱電偶，通過數據采集系統將這些溫度讀入，并進行數據分析。數據分析的步驟至少包含：在拉速穩定的條件下，某排鐘的某個熱點偶溫度突然出現下降，速度達3℃/s以上；該熱電偶正下方同列的兩只熱電偶溫度先后也出現速率達3℃/s以上的下降趨勢，且相鄰兩只熱點偶溫度開始下降的時間差與即時拉速的乘積正好等于這兩只熱點偶的間距；這一列三只熱電偶溫度隨時間的變化規律一致，且下排熱電偶溫度持續下降的時間不小于上排熱電偶溫度持續下降的時間。

上述兩篇專利文獻中都涉及到連鑄坯質量的預測方法，主要是對連鑄坯內夾雜物以及對鑄坯表面縱裂的預測，都未涉及到對連鑄坯內部質量的預測。

另國內外的其它在線連鑄坯質量預報軟件，從預報結果準確性角度也沒有達到生產中較為滿意的結果，從軟件本身的可修改性、適應變化性角度沒有象樣的工具型軟件。

發明內容

本發明的目的克服以往連鑄坯內部質量預報的不足，提供一種連鑄坯質量預報方法，提高連鑄坯內部偏析預報的準確性，以便于指導連鑄生產操作。

本發明以板坯的內部質量作為研究對象，引入連鑄坯內部質量評價系統對連鑄坯內部質量進行有效的評價，并結合BP神經網絡模型，確定網絡模型的參數和結構，進行神經網絡模型訓練樣本的學習和檢驗樣本的檢驗，同時建立連鑄坯內部質量預報系統，結合板坯生產的工藝記錄和滾縫測量儀的定檢測量結果作為條件，實現對板坯內部質量的預測，以達到改善板坯內部質量和提高產品合格率的目的。