[發(fā)明專利]一種連鑄方坯二冷水量的動態(tài)控制方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113245519B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)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

本發(fā)明提供了一種連鑄方坯二冷水量的動態(tài)控制方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：S1：通過實驗獲取鑄坯生長各個區(qū)域的凝固指數(shù)；S2：建立連鑄坯凝固傳熱模型搭建的二冷配水模型；S3：根據(jù)S1中結果推算得到鑄坯澆鑄時各個冷卻區(qū)的目標凝固指數(shù)；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(qū)目標水量；S5：通過S4中反算出的各冷卻區(qū)目標水量來控制各個冷卻區(qū)的實際水量，將實際水量信號發(fā)給現(xiàn)場PLC，由PLC控制執(zhí)行器，完成冷卻水量的控制；本發(fā)明以鑄坯內部組織穩(wěn)定生長，減輕甚至消除內部組織缺陷為原則，使二冷動態(tài)配水模型結果更真實，優(yōu)化了二冷配水模型工藝。

【技術領域】

本發(fā)明涉及連鑄工藝技術領域，尤其涉及一種連鑄方坯二冷水量的動態(tài)控制方法及系統(tǒng)。

【背景技術】

目前，連鑄機二冷動態(tài)配水主要分為兩種模式，一是靜態(tài)配水，即冷卻水和拉速直接關聯(lián)，二冷水量隨拉速的提高而增加，靜態(tài)配水沒有考慮鑄坯的熱滯后狀態(tài)，非穩(wěn)態(tài)澆注時(拉速變化時)鑄坯的表面溫度會發(fā)生明顯的升溫或降溫。二是動態(tài)配水，其基本思想是以奧鋼聯(lián)提出的坯齡模型為基礎，將鑄坯分解成若干微小切片，上部切片經過一定時間轉移到下部，即對下部切片的鑄坯溫度產生影響；動態(tài)配水通過設定各冷卻區(qū)出口的表面溫度，采用坯齡模型反算出鑄坯各冷卻區(qū)所需要的冷卻水量，解決了非穩(wěn)態(tài)澆注下鑄坯溫度的波動問題。

動態(tài)二冷配水是2000年以后發(fā)展起來，2008年后在國內迅速發(fā)展。國外較為成熟的是奧鋼聯(lián)和西馬克研發(fā)的二冷動態(tài)配水模型；國內中冶京城、中冶賽迪以及中冶連鑄等冶金設計院相繼也開發(fā)了二冷動態(tài)配水模型，并陸續(xù)在各自設計的連鑄機上投入使用。目前，二冷動態(tài)配水是以目標溫度為基礎設定各個冷卻區(qū)的二冷水量，但是此方法盡管解決了鑄坯表面溫度波動問題，但是并不能保證鑄坯內部組織生長狀態(tài)。

因此，有必要研究一種連鑄方坯二冷水量的動態(tài)控制方法及系統(tǒng)來應對現(xiàn)有技術的不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。

【發(fā)明內容】

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種連鑄方坯二冷水量的動態(tài)控制方法及系統(tǒng)，以鑄坯內部組織穩(wěn)定生長，減輕甚至消除內部組織缺陷為原則，是連鑄方坯動態(tài)配水二冷水量設定的新方法，使二冷動態(tài)配水模型結果更真實，優(yōu)化了二冷配水模型工藝。

一方面，本發(fā)明提供一種連鑄方坯二冷水量的動態(tài)控制方法，所述方法包括以下步驟：

S1：通過實驗獲取鑄坯生長各個區(qū)域的凝固指數(shù)；

S2：建立連鑄坯凝固傳熱模型搭建的二冷配水模型；

S3：根據(jù)S1中結果推算得到鑄坯澆鑄時各個冷卻區(qū)的目標凝固指數(shù)；

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(qū)目標水量；

S5：通過S4中反算出的各冷卻區(qū)目標水量來控制各個冷卻區(qū)的實際水量，將實際水量信號發(fā)給現(xiàn)場PLC，由PLC控制執(zhí)行器，完成冷卻水量的控制；

其中S1和S2順序不固定。

如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述S1具體包括以下步驟：

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(qū)域二次枝晶間距SDAS：

S14：根據(jù)測量鑄坯各個區(qū)域的二次枝晶間距SDAS，確定鑄坯生長各個區(qū)域的凝固指數(shù)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(shù)，n為凝固前沿凝固速率指數(shù)。

如上所述的方面和任一可能的實現(xiàn)方式，進一步提供一種實現(xiàn)方式，所述S13中可觀測處理包括以下步驟：