[發(fā)明專利]連鑄中間包直流等離子電弧加熱控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010446860.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113714495B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋景欣;程乃良;王勇;郭振和;黃成永;劉自康;李京社;王存;楊樹(shù)峰;趙夢(mèng)靜;左康林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): B22D41/01
• 分類號(hào): B22D41/01;B22D11/18
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 閆彪

本發(fā)明涉及一種連鑄中間包直流等離子電弧加熱控制方法，屬于金屬鑄造中間包技術(shù)領(lǐng)域。該方法采用直流等離子加熱系統(tǒng)，在開(kāi)澆階段，通過(guò)升降電極與鋼水液面的接觸和非接觸的距離，通過(guò)控制輸出電壓電流和等離子體介質(zhì)氣體輸出流量和壓力控制，最后隨時(shí)根據(jù)電壓波動(dòng)偏差和弧長(zhǎng)偏差調(diào)整，用以控制等離子電弧的起弧和穩(wěn)弧。本發(fā)明給出了具體控制采用等離子體加熱連鑄中間包鋼液的電弧控制方法，從而有效實(shí)現(xiàn)對(duì)連鑄中間包的溫度補(bǔ)償。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)連鑄機(jī)中間包內(nèi)的金屬液采用等離子加熱的工藝控制方法，屬于金屬鑄造中間包技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在連鑄工藝流程中，鋼液的過(guò)熱度為中間包內(nèi)鋼液溫度與液相線溫度的差值。鋼水過(guò)熱度是保證連鑄產(chǎn)量和鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵因素。中間包內(nèi)鋼液過(guò)熱度較高，有利于柱狀晶生長(zhǎng)，產(chǎn)生凝固搭橋，形成中心疏松，加重中心偏析，容易導(dǎo)致中心裂紋的產(chǎn)生。過(guò)熱度較低，鋼水容易被夾雜物污染，造成水口堵塞等問(wèn)題。因此合理的過(guò)熱度可以減少中心偏析的發(fā)生，為了保證連鑄過(guò)程的順利進(jìn)行，必須精準(zhǔn)控制鋼液的過(guò)熱度。而中間包澆注過(guò)程中，鋼水溫度波動(dòng)范圍大，鋼液溫度變化受出鋼溫度，以及包襯散熱等因素的影響。尤其在不穩(wěn)定澆注期間，鋼液溫降速度較快，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制鋼液過(guò)熱度。因此提出等離子加熱中間包內(nèi)鋼水的方法，補(bǔ)償中間包內(nèi)鋼水溫降，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度的精準(zhǔn)控制。

等離子加熱裝置主要是通過(guò)中空電極，將工質(zhì)氣體電離后再?gòu)?fù)合，形成等離子弧，對(duì)鋼液進(jìn)行加熱，通過(guò)調(diào)節(jié)加熱功率，彌補(bǔ)鋼液在澆注過(guò)程中的溫度損失，來(lái)實(shí)現(xiàn)中間包內(nèi)鋼液溫度的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中間包過(guò)熱度的精準(zhǔn)控制，提高鑄坯質(zhì)量。

中間包內(nèi)的金屬液處于連續(xù)流逝狀態(tài)，所以要求加熱升溫的速度要快，熱傳遞的效率要高。并且中間包的操作空間有限，需要高效率、并且穩(wěn)定地生成等離子體弧，因此要求穩(wěn)定的中間包等離子加熱工藝控制方法，產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體弧熱源并傳遞到鋼液中。

現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)號(hào)CN02229215的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種交流等離子連鑄中間包加熱裝置。采用中空通氬氣的石墨電極作為等離子槍，用單相交流或三相交流低電壓、大電流變壓器提供等離子槍所需交流電源，通過(guò)石墨電極的升降、改變變壓器的次級(jí)電壓和載氣流量等參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)等離子弧的功率和弧長(zhǎng)。公開(kāi)號(hào)CN 106001528的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種用多石墨中空棒做電極的連鑄中間包直流等離子加熱裝置，通過(guò)鋼液液位測(cè)量設(shè)備和連續(xù)測(cè)溫設(shè)備反饋控制參數(shù)，對(duì)加熱功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。這二個(gè)文獻(xiàn)未給出對(duì)中間包加熱的準(zhǔn)確完整工藝控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)采用現(xiàn)有連鑄中間包直流等離子加熱裝置的情況，提供一種行之有效且成熟可靠的中間包加熱控制方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題提出的技術(shù)方案是：一種連鑄中間包直流等離子電弧加熱控制方法，采用直流等離子加熱系統(tǒng)，所述直流等離子加熱系統(tǒng)包括陰陽(yáng)電極、電極升降裝置、可控硅直流電源、高頻發(fā)生器，控制柜和等離子發(fā)生器和等離子體介質(zhì)氣體供氣裝置，并執(zhí)行以下步驟：

一、開(kāi)澆階段

1) 當(dāng)所述中間包內(nèi)鋼水液面達(dá)到200～300mm時(shí)，測(cè)量所述中間包內(nèi)鋼水溫度低于設(shè)定溫度范圍時(shí)，將電極降至鋼水液面以上50～100mm處，開(kāi)啟電源輸出直流電給電極，控制輸出電壓在100V以上；

2）先將陽(yáng)電極下降直至與鋼水接觸，此時(shí)陽(yáng)電極的直流電壓為0V，同時(shí)開(kāi)通供氣裝置輸出等離子體介質(zhì)氣體至陰電極，此時(shí)所述等離子體介質(zhì)氣體的流量和壓力分別是5～6Nm³/h和1.5～2.0MPa；

3）將帶有等離子體介質(zhì)氣體的陰電極下降，直到所述陰電極接近所述鋼水液面上的渣層時(shí)使等離子體介質(zhì)氣體被電離產(chǎn)生等離子電弧；起弧瞬間所述電源控制輸出預(yù)設(shè)恒定電流是5000A，所述電源控制輸出電壓下降至30V以下；