[發明專利]一種連鑄方坯二冷水量的動態控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110477526.9
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113245519B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 張炯明;馬海濤;尹延斌
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22D11/22
• 分類號: B22D11/22
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 朱艷華

1.一種連鑄方坯二冷水量的動態控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：通過實驗獲取鑄坯生長各個區域的凝固指數；

S2：建立連鑄坯凝固傳熱模型搭建的二冷配水模型；

S3：根據S1中結果推算得到鑄坯澆鑄時各個冷卻區的目標凝固指數；

S4：通過S2中二冷配水模型和S3中計算結果，反算出各冷卻區目標水量；

S5：通過S4中反算出的各冷卻區目標水量來控制各個冷卻區的實際水量，將實際水量信號發給現場PLC，由PLC控制執行器，完成冷卻水量的控制；

其中S1和S2順序不固定；

所述S1具體包括以下步驟：

S11：對鑄坯表層到內部各個區域進行取樣；

S12：對所取試樣進行可觀測處理；

S13：將處理后的試樣放在低倍顯微鏡下觀察，測量鑄坯各個區域二次枝晶間距SDAS：

S14：根據測量鑄坯各個區域的二次枝晶間距SDAS，確定鑄坯生長各個區域的凝固指數G^m/Rⁿ；

其中G為鑄坯內凝固前沿的溫度梯度，K/m；R為鑄坯凝固前沿的凝固速率，m/s，m為凝固前沿溫度梯度指數，n為凝固前沿凝固速率指數。

2.根據權利要求1所述的動態控制方法，其特征在于，所述S12中可觀測處理包括以下步驟：

S121：對所取試樣進行打磨、拋光后用飽和苦味酸溶液侵蝕；

S122：侵蝕過的試樣用大量清水清洗后用砂紙輕輕打磨掉表面的碳膜；

S123：清洗干凈后，表面噴上無水乙醇，用吹風機吹干。

3.根據權利要求2所述的動態控制方法，其特征在于，所述S3具體包括以下步驟：

S31：根據建立的鑄坯凝固傳熱模型，通過鑄坯凝固溫度場得到凝固前沿的溫度梯度以及凝固速率，計算得到鑄坯二冷區的凝固指數G^m/Rⁿ；

S32：根據鑄坯各個區域的凝固指數G^m/Rⁿ和鑄坯生長規律，推算出連鑄機二冷區的目標凝固指數G^m/Rⁿ。

4.根據權利要求3所述的動態控制方法，其特征在于，所述S4具體為：根據實驗確定的凝固指數G^m/Rⁿ推算出連鑄機各個冷卻區的凝固指數，以G^m/Rⁿ為目標凝固指數，二冷動態配水模型根據目標凝固指數G^m/Rⁿ反算出各冷卻區目標水量，完成二冷水量的設定。

5.根據權利要求4所述的動態控制方法，其特征在于，所述S1中還包括S15：對典型鋼種鑄坯的內部組織進行分析，獲取鋼種參數。

6.根據權利要求5所述的動態控制方法，其特征在于，所述S2中二冷配水模型通過鋼種參數、連鑄工藝參數和S14中鑄坯生長各個區域的凝固指數G^m/Rⁿ建立。

7.一種連鑄方坯二冷水量的動態控制系統，包括上述權利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述動態控制系統包括：

凝固指數獲取模塊，用于通過實驗獲取鑄坯生長各個區域的凝固指數；

二冷配水模型建立模塊，用于建立連鑄坯凝固傳熱模型搭建的二冷配水模型；

目標凝固指數計算模塊，用于根據凝固指數獲取模塊中的結果推算得到鑄坯澆鑄時各個冷卻區的目標凝固指數；

冷卻區目標水量計算模塊，用于通過二冷配水模型和目標凝固指數，反算出各冷卻區目標水量；

冷卻水量控制模塊，通過S4中反算出的各冷卻區目標水量來控制各個冷卻區的實際水量，將實際水量信號發給現場PLC，由PLC控制執行器，完成冷卻水量的控制。