CN105057625B - 一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，属连铸生产工艺技术领域。首先设定安全辊缝、静态辊缝和辊缝变化速率，开浇前目标辊缝为安全辊缝值；开浇和拉尾坯阶段，根据拉坯长度和尾坯长度的不同分别设定目标辊缝值；设定辊缝值与目标辊缝值偏差超过±0.1mm时，使设定辊缝值以辊缝变化速率变化到目标辊缝值；实际压下量与目标压下量偏差超过±0.1mm时，使实际压下量以辊缝变化速率变化至目标压下量；PLC控制系统执行设定辊缝值，通过位移传感器反馈调节使实际辊缝值与设定辊缝值偏差在±0.1mm内。本发明保证了实际辊缝、设备负荷持续平稳过渡，减少非稳态阶段因铸坯中心质量较差造成的降级或废品，避免了滞坯事故。
Description
技术领域
本发明涉及一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，属连铸生产工艺技术领域。
背景技术
动态轻压下技术在国内大多数板坯连铸机上已经得到广泛的应用，动态轻压下就是通过传热模型计算铸坯的凝固末端，在一定固相率区间内改变扇形段辊缝，向铸坯施加一定的压下量，一方面消除凝固收缩形成的疏松，另一方面促进高浓度的溶质扩散再分配，从而达到改善中心疏松及中心偏析的目的。
为了保证铸坯质量稳定，连铸机恒拉速率、非稳态浇注比例等成为生产中关注的重要内容，但在连铸生产过程中，时常因开浇、停浇、生产节奏紧张、漏钢预警、设备故障等各种原因使浇注过程处于非稳定状态，此时为保证生产以及铸坯质量稳定需进行变辊缝操作，而非稳态浇注过程中如果辊缝变化不合理，就极易造成滞坯、铸坯内部质量差等事故。
传统动态轻压下辊缝控制方案是在设定基础辊缝的基础上，减去该位置前轻压下计算的总目标压下量为实际目标辊缝，扇形段控制系统直接执行目标辊缝；在开浇、停浇过程中辊缝没有避让坯头坯尾过程，如果辊缝值有偏差或模型计算偏差，坯头坯尾区域因铸坯内部质量差造成改钢比例高且极易造成滞坯事故；并且当非稳态浇注过程中，动态轻压下位置或压下量发生变化，此时实际辊缝出现瞬时较大变化，造成铸坯瞬时应变过大、拉坯阻力增大，极易造成非稳态阶段铸坯中间裂纹、中心偏析疏松严重等质量问题或者滞坯生产事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，该方法通过设定安全辊缝、静态辊缝和辊缝变化速率参数，配合安装在扇形段驱动电机上的编码器，实现非稳态浇注过程中辊缝的平稳调整，提高非稳态阶段铸坯合格率，从而解决背景技术缺陷。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，包含如下步骤：
（1）、在扇形段驱动电机上安装编码器；
（2）、设定安全辊缝为结晶器上口厚度；
（3）、设定静态辊缝为未采用动态轻压下时的自由收缩辊缝值；
（4）、设定辊缝变化速率为0.02 mm/s-0.04mm/s；
（5）、在浇注准备、送引锭杆、停浇待钢模式下，将目标辊缝值设为步骤（2）中的安全辊缝值；
（6）、在开浇阶段，通过安装在扇形段驱动电机上的编码器计算拉坯长度，当拉坯长度大于扇形段末辊坐标100-300 mm之间的任意值后，目标辊缝值为步骤（3）中的静态辊缝值与该扇形段之前轻压下模型计算总目标压下量之差；否则目标辊缝值仍与步骤（2）中的安全辊缝值相等；所述扇形段末辊坐标为该扇形段末辊中心线距离结晶器顶端距离；
（7）、在拉尾坯阶段，尾坯封顶完毕后由浇注模式切换至尾坯模式，安装在扇形段驱动电机上的编码器开始计算拉尾坯长度，当尾坯长度大于该扇形段初辊坐标减去设定值时，目标辊缝值强制为步骤（2）中的安全辊缝值，设定值为大于等于2000mm，小于等于5000mm的任意值；否则目标辊缝值仍为步骤（3）中的静态辊缝值与该扇形段之前轻压下模型计算总目标压下量之差；所述扇形段初辊坐标为该扇形段初辊中心线距离结晶器顶端距离；
（8）、当设定辊缝值与目标辊缝值偏差超过±0.1mm时，使设定辊缝值以步骤（4）中的辊缝变化速率变化到目标辊缝值；当轻压下实际压下量与轻压下模型计算目标压下量偏差超过±0.1mm时，使轻压下实际压下量以步骤（4）中的辊缝变化速率变化至轻压下目标压下量。
上述的一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，所述步骤（1）中安装于扇形段驱动电机上的编码器为增量式编码器，其数量至少为2个，分别安装在不同扇形段上；所述步骤（6）中开浇阶段通过其中一个编码器计算拉坯长度；所述步骤（7）中通过另外一个编码器计算尾坯长度。
上述的一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，所述步骤（6）中开浇前默认拉坯长度为400 mm-500mm；所述步骤（7）中默认初始尾坯长度为结晶器液位高度。
上述的一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，步骤（6）中所述扇形段末辊坐标为该扇形段末辊中心线距离结晶器顶端距离；步骤（7）中所述扇形段初辊坐标为该扇形段初辊中心线距离结晶器顶端距离。所述步骤（8）中的设定辊缝为向PLC控制系统发送执行的辊缝值。
本发明的有益效果为：
本发明开浇阶段对目标辊缝的设定可保证引锭头及坯头顺利通过，实现坯头辊缝自动导航避让；拉尾坯阶段对目标辊缝的设定可保证坯尾顺利通过，实现尾坯辊缝自动导航避让；辊缝变化速率的设定可有效避免辊缝的突变。本发明保证了实际辊缝持续平稳过渡，避免非稳态浇注过程中辊缝瞬时变化造成铸坯应变过大，保证了轻压下效果，减少了非稳态阶段因铸坯中心质量较差造成降级或废品，同时设备负荷平稳过渡避免滞坯事故的发生。
附图说明
图1为辊缝调整流程图；
具体实施方式
本发明一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，包含如下步骤：
（1）、将至少2个增量式编码器分别安装于不同的扇形段驱动电机上，用于在开浇阶段计算拉坯长度和在拉尾坯阶段计算尾坯长度；
（2）、设定安全辊缝为结晶器上口厚度；
（3）、设定静态辊缝为未采用动态轻压下时的自由收缩辊缝值；
（4）、设定辊缝变化速率为0.02 mm/s -0.04mm/s；
（5）、在浇注准备、送引锭杆、停浇待钢模式下，将目标辊缝值设为步骤（2）中的安全辊缝值；
（6）、在开浇阶段，通过安装在扇形段驱动电机上的其中一个编码器计算拉坯长度当拉坯长度大于扇形段末辊坐标100-300 mm之间的任意值后，目标辊缝值为步骤（3）中的静态辊缝值与该扇形段之前轻压下模型计算总目标压下量之差；否则目标辊缝值仍与步骤（2）中的安全辊缝值相等；从而保证引锭头及坯头顺利通过，实现坯头辊缝自动导航避让；
（7）、在拉尾坯阶段，尾坯封顶完毕后由浇注模式切换至尾坯模式，安装在扇形段驱动电机上的编码器开始计算拉尾坯长度，当尾坯长度大于该扇形段初辊坐标减去设定值时，目标辊缝值强制为步骤（2）中的安全辊缝值，设定值为大于等于2000mm，小于等于5000mm的任意值；否则目标辊缝值仍为步骤（3）中的静态辊缝值与该扇形段之前轻压下模型计算总目标压下量之差；从而保证坯尾顺利通过，实现尾坯辊缝自动导航避让；
（8）、当设定辊缝值与目标辊缝值偏差超过±0.1mm时，使设定辊缝值以步骤（4）中的辊缝变化速率变化到目标辊缝值；当轻压下实际压下量与轻压下模型计算目标压下量偏差超过±0.1mm时，使轻压下实际压下量以步骤（4）中的辊缝变化速率变化至轻压下目标压下量，避免辊缝的突变。
本发明所述步骤（6）中开浇阶段计算拉坯长度所用编码器与所述步骤（7）中计算尾坯长度所用编码器分别为安装于不同扇形段驱动电机上的编码器；所述步骤（6）中开浇前默认拉坯长度为400 mm-500mm；所述步骤（7）中默认初始尾坯长度为结晶器液位高度；步骤（6）中所述扇形段末辊坐标为该扇形段末辊中心线距离结晶器顶端距离；步骤（7）中所述扇形段初辊坐标为该扇形段初辊中心线距离结晶器顶端距离。所述步骤（8）中的设定辊缝为向PLC控制系统发送执行的辊缝值。
以下通过具体实施例对本发明各步骤做详细说明：
某厂断面厚度260mm板坯连铸机，结晶器入口厚度为273.5mm，包含12个扇形段，目标拉速在0.8 m/min -0.9m/min，扇形段采用动态轻压下控制。
（1）.将1#-4#增量式编码器分别安装在3#、6#、9#、10#扇形段驱动电机上，1#、2#编码器分别用于计算拉坯长度和拉尾坯长度， 3#和4#编码器为故障备用；
（2）.安全辊缝设置为273.5mm；
(3). 静态辊缝分别设置为未采用动态轻压下时各扇形段的自由收缩辊缝值，见下表：
（4）设定辊缝变化速率为0.025mm/s；
（5）以7#扇形段出口为例，开浇前，即在浇注准备、送引锭杆、待钢模式下，目标辊缝值设为273.5mm；
（6）开浇后浇注长度初始值450mm，通过1#编码器计算浇注长度大于7#扇形段出口坐标（18086mm）300mm后，即拉坯长度大于18386mm时，若此时模型计算7#扇形段出口前（含7#段）总目标压下量为1.5mm，此时目标辊缝为静态辊缝值269.4mm减1.5mm；否则拉坯长度小于18386mm时目标辊缝仍保持273.5mm；
（7）拉尾坯时，尾坯初始长度为800mm，当2#尾坯编码器计算尾坯长度到达7#扇形段入口坐标（16312mm）前4000mm时，即尾坯长度大于12312mm时，此时目标辊缝为“安全辊缝”值273.5mm；否则尾坯长度小于12312mm时，目标辊缝仍为静态辊缝值269.4mm减轻压下目标总“压下量”；
（8）当设定辊缝值与目标辊缝值偏差大于±0.1mm时，例如上述步骤（6）开浇阶段7#扇形段浇注长度大于18386mm后，实际压下量为0mm，设定辊缝值仍为273.5mm，而目标辊缝值为267.9mm，此时轻压下实际压下量以0.025mm/s速度变化为1.5mm；同时设定辊缝值以0.025mm/s速度变化到目标辊缝267.9mm；
（9）将设定辊缝实时值（273.5-267.9mm）赋予PLC，通过扇形段液压缸及位移传感器PID调节，使实际辊缝值与设定辊缝值偏差在±0.1mm内，最终实现实际辊缝从273.5mm以0.025mm/s速度逐步平稳的压至267.9mm。
本发明保证了辊缝持续平稳过渡，避免非稳态浇注过程中辊缝瞬时变化造成铸坯应变过大，保证轻压下效果，减少非稳态阶段因铸坯中心质量较差造成降级或废品，同时设备负荷平稳过渡避免滞坯事故。
Claims (3)
1.一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，其特征在于，包含如下步骤：
（1）、在扇形段驱动电机上安装编码器；
（2）、设定安全辊缝为结晶器上口厚度；
（3）、设定静态辊缝为未采用动态轻压下时的自由收缩辊缝值；
（4）、设定辊缝变化速率为0.02 mm/s -0.04mm/s；
（5）、在浇注准备、送引锭杆、停浇待钢模式下，将目标辊缝值设为步骤（2）中的安全辊缝值；
（6）、在开浇阶段，通过安装在扇形段驱动电机上的编码器计算拉坯长度，当拉坯长度大于扇形段末辊坐标100 mm - 300 mm之间的任意值后，目标辊缝值为步骤（3）中的静态辊缝值与该扇形段之前轻压下模型计算总目标压下量之差；否则目标辊缝值仍与步骤（2）中的安全辊缝值相等；所述扇形段末辊坐标为该扇形段末辊中心线距离结晶器顶端距离；
（7）、在拉尾坯阶段，尾坯封顶完毕后由浇注模式切换至尾坯模式，安装在扇形段驱动电机上的编码器开始计算拉尾坯长度，当尾坯长度大于该扇形段初辊坐标减去设定值时，目标辊缝值强制为步骤（2）中的安全辊缝值，设定值为大于等于2000mm，小于等于5000 mm的任意值；否则目标辊缝值仍为步骤（3）中的静态辊缝值与该扇形段之前轻压下模型计算总目标压下量之差；所述扇形段初辊坐标为该扇形段初辊中心线距离结晶器顶端距离；
（8）、当设定辊缝值与目标辊缝值偏差超过±0.1mm时，使设定辊缝值以步骤（4）中的辊缝变化速率变化到目标辊缝值；当轻压下实际压下量与轻压下模型计算目标压下量偏差超过±0.1mm时，使轻压下实际压下量以步骤（4）中的辊缝变化速率变化至轻压下目标压下量；所述的设定辊缝为向PLC控制系统发送执行的辊缝值。
2.如权利要求1所述的一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，其特征在于：所述步骤（1）中安装于扇形段驱动电机上的编码器为增量式编码器，数量为2个，分别安装在不同扇形段上；所述步骤（6）中开浇阶段通过其中一个编码器计算拉坯长度；所述步骤（7）中通过另外一个编码器计算尾坯长度。
3.如权利要求1或2所述的一种在非稳态浇注条件下板坯连铸机辊缝调整方法，其特征在于：所述步骤（6）中开浇前默认拉坯长度为400 mm-500mm；所述步骤（7）中默认初始尾坯长度为结晶器液位高度。
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