CN101985166A - 一种连铸板坯纵裂漏钢预报方法 - Google Patents

Abstract

一种连铸板坯纵裂漏钢预报方法，浇铸钢种的碳含量重量百分比为0.09～0.15％，在结晶器的钢液面以下位置埋设至少3行、若干列热电偶，列与列之间的距离小于300mm，行与行之间的距离小于150mm，并将热电偶检测的信号送入数据分析系统，根据热电偶检测到的温度数据进行分析判断；综合考虑热电偶横向温度差、纵向热电偶温度随时间变化规律及幅度，并结合钢种特点，确定纵裂发生。本发明克服了过去的单一考察横向温度差或单一考虑纵向热电偶的温度变化速率的局限性，从而进一步提高了对纵裂事件的预报准确度。

Description

一种连铸板坯纵裂漏钢预报方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术，特别涉及一种连铸板坯纵裂漏钢预报方法。

背景技术

连铸是现代炼钢生产流程中的关键工序，随着连铸技术的不断进步，特别是热装热送、连铸连轧、等技术的开发对铸坯的表面质量提出更高的要求。同时要求连铸工序能够稳定生产。控制漏钢事故是确保连铸生产稳定的核心，漏钢事故有几种类型，常见的有粘结性漏钢、纵裂漏钢、开浇漏钢、卷渣漏钢等，随着连铸技术的进步，粘结性漏钢已可以在线预报并已经在工业上成熟应用，而纵裂漏钢的预报尚未取得成熟应用，严重的板坯纵裂纹会使整块板坯报废，甚至在连铸生产过程中引起纵裂漏钢，与粘结性漏钢相比，纵裂漏钢造成的钢水泄漏量大，对设备损伤大，事故处理时间长，对设备和生产带来非常大的危害。关于纵裂产生的原因有过很多研究，归纳起来主要有：钢水的成分和可浇性、结晶器冷却状况、伸入式水口、保护渣和连铸工艺操作参数等方面，不同的工厂、不同的连铸机和浇注断面在不同的阶段，由于条件不同，每个因素对铸坯纵裂影响的程度也在变化。但大量研究和实践表明，铸坯表面纵裂纹都起源于结晶器。初生坯壳与结晶器内壁间接触不均匀，引起传热不均匀，产生较大应力。当应力大于初生坯壳高温强度时初生坯壳产生裂纹。

针对纵裂问题，工艺方面的改善技术包括：钢水成份的控制，保护渣性能的优化，水口结构的优化，液面控制技术的改善等，虽然可以减少纵裂的发生，但是由于连铸生产过程各种因素都会发生变化，如水口结瘤堵塞造成的流场变化或钢水条件变化都有可能引发纵裂的发生，因此很难彻底杜绝纵裂的发生。

除了工艺上的改善措施，为了能够尽早及时发现纵裂，日本专利JP3060852提出了在线预测铸坯表面纵裂的方法，通过检测结晶器横向温度随时间的变化来预测。

日本专利JP3138057也是利用埋入结晶器内的热电偶温度，通过比较某点温度与横向其他位置热电偶的差异并结合其他位置点温度来判断，如果两个异常点出现在同一列，即判断表面有纵裂，也是侧重于横向温度的比较，由于影响结晶器温度的因素很多，结晶器内的流动也很复杂，有时热电偶本身的故障也会造成温度的大幅波动，这样会影响预报的准确度。中国专利CN1269595C是根据纵向某列热电偶随时间的下降规律达3℃/S以上，且上下两只热电偶下降的时间差与拉速乘积等于这两只热电偶的间距为判断纵裂，这种方法的局限性在于当中间包更换、连铸终浇或由于某种原因造成的结晶器液面有突变时，也会产生类似的下降规律，从而造成误报。而且经大量工业数据调查发现，除了要考虑下降速率之外，还要考虑温度下降幅度，当下降幅度超过一定数据值时才会产生纵裂。

发明内容

本发明的目的是提供一种连铸板坯纵裂漏钢预报方法，根据纵裂产生的冶金机理既考虑了结晶器热电偶横向温度的差异性，又考虑了结晶器热电偶纵向某列热电偶随时间的变化规律以及变化幅度，克服了过去的单一考察横向温度差或单一考虑纵向热电偶的温度变化速率的局限性，从而进一步提高了对纵裂事件的预报准确度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，

一种连铸板坯纵裂漏钢预报方法，浇铸钢种的碳含量重量百分比为0.09～0.15％，在结晶器的钢液面以下位置埋设至少3行、若干列热电偶，列与列之间的距离小于300mm，行与行之间的距离小于150mm，并将热电偶检测的信号送入数据分析系统，根据热电偶检测到的温度数据进行如下分析判断：

1)当某点温度与同一行的其他温度的平均值差异15℃以上；

2)这样的异常点有3个，且在同一列；

3)这三个异常点与前期相比温度下降幅度超过15℃以上；

4)三个异常点温度下降速率超过2.5℃/S以上；

5)同一列上下两个异常点的开始下降时间差除上下间距与拉速接近；

6)以上条件成立并持续5秒以上，则确定连铸板坯纵裂漏钢。

根据冶金机理，含碳0.09～0.15％的钢种在凝固时由于包晶反应会出现较大的线收缩，此时在结晶器弯月面若冷却不均匀从而造成坯壳厚度的不均匀，极易在坯壳薄弱处产生裂纹。而对于非包晶区域的钢种，即使出现一定程度的冷却不均匀和坯壳不均匀，也不容易产生板坯纵裂纹，因此必须将钢种成份作为判断条件之一进行考虑。

结晶器内冷却的不均匀首先会体现在温度的不均匀，因此首先必须从结晶器热电偶的横向温度差进行判断，这是比较直接有效的方法。

为了进一步判断温度的差异性是在动态过程形成的(只有在这种条件下才会导致纵裂产生)，不是结晶器条件固有的或热电偶故障造成的(这种情况会造成误报)，因此也必须考察对应列的热电偶前期的下降过程、下降速率及下降幅度。和以前技术相比，本发明同时根据结晶器铜板横向温度差和纵向温度随时间的动态变化规律来综合判断，从而大大提高预报的可靠性和准确性。

另外，考虑到短暂满足以上主要条件不一定会产生纵裂，因此必须考虑满足以上主要条件的持续一段时间后，再进行纵裂预报。

通过以上综合考虑热电偶横向温度差、纵向热电偶温度随时间变化规律及幅度，并结合钢种特点，可以进一步提高纵裂预报的准确性，一旦预报时，可通过及时调整拉速、改善保护渣状况等措施来避免纵裂漏钢事故或大纵裂造成的板坯报废。

本发明的有益效果

本发明在结晶器上设置热电偶，综合考虑热电偶横向温度差、纵向热电偶温度随时间变化规律及幅度来判断纵裂发生，不仅能够进一步提高纵裂漏钢预报的准确性同时也会大大减少误报发生，因此能够大幅度减少纵裂漏钢事故以及纵裂造成的废品量，稳定连铸生产过程，减少设备损害，降低连铸生产成本，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明埋设有热电偶的结晶器；

图2为结晶器热电偶温度及横向温度差异；

图3为某列热电偶的变化趋势图。

具体实施方式

参见图1，在结晶器1上埋设3行6列热电偶2，将热电偶检测到的温度信号送入数据处理分析系统，进行如下程序过程的判断：

参见图2，图2中1D、2D、3D热电偶与同行其他5个热电偶的均值差异ΔT1＞15℃；

图3中1D、2D、3D热电偶温度与前期相比下降幅度ΔT2＞15℃；

图3中1D、2D、3D热电偶温度下降速率ΔT2/Δt1＞2.5℃/S；

图1中1D与2D间距/Δt3≈当前连铸拉坯速度V；

图3中持续时间Δt2＞10S。

满足以上条件即进行纵裂漏钢的预报。

综上所述，本发明通过综合考虑热电偶横向温度差、纵向热电偶温度随时间变化规律及幅度，并结合钢种特点，可以进一步提高纵裂预报的准确性，一旦预报时，可通过及时调整拉速、改善保护渣状况等措施来避免纵裂漏钢事故或大纵裂造成的板坯报废。

Claims (1)

1.一种连铸板坯纵裂漏钢预报方法，浇铸钢种的碳含量重量百分比为0.09～0.15％，在结晶器的钢液面以下位置埋设至少3行、若干列热电偶，列与列之间的距离小于300mm，行与行之间的距离小于150mm，并将热电偶检测的信号送入数据分析系统，根据热电偶检测到的温度数据进行如下分析判断：

1)当某点温度与同一行的其他温度的平均值差异15℃以上；

2)这样的异常点有3个，且在同一列；

3)这三个异常点与前期相比温度下降幅度超过15℃以上；

4)三个异常点温度下降速率超过2.5℃/S以上；

5)同一列上下两个异常点的开始下降时间差除上下间距与拉速接近；

6)以上条件成立并持续5秒以上，则确定连铸板坯纵裂漏钢。

Images