CN105268936A - 连铸中包混浇控制方法 - Google Patents

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本发明提供一种连铸中包混浇控制方法。该方法包括如下步骤：（1）基于前后炉次成分差别，根据判定标准是否属于混合浇铸模式，如果是则启用混合段计算模式，转入步骤（2）；如果不是则按照正常浇铸方式处理；（2）：混合段位置和长度计算；（3）将中包混浇的混合段开始位置和混合长度送质量判定模型，通过优化切割模型控制板坯的优化切割，并进行板坯质量综合判定。本发明使得不同炉次间混合段位置控制更加精确可靠，有效提高混合段的控制精度，提高钢水收得率。

Description

连铸中包混浇控制方法
技术领域：
本发明涉及一种连铸中包混浇控制方法,尤其是一种不同成分钢水中包混合浇铸的控制方法，属于冶金技术领域。
背景技术：
目前连铸生产不同炉次接缝位置都是根据大包水口打开时中间包剩余钢水的浇铸长度前后各延长20%进行控制的。这种控制方法存在以下问题：所有炉次间的接缝位置控制方法都是一样的，没有考虑不同炉次间的成分差异对混合部所在板坯的影响，更没有考虑不同中间包对混合浇铸的影响，影响了连铸板坯的收得率和板坯质量。为此，需要考虑不同成分炉次间混合浇铸对混合段影响的关键因素，从而精确控制接缝位置，提高板坯质量和连铸收得率。
不同成分钢水混合浇铸，形成混合段主要有不同炉次钢水在中间包的渗透和钢水注入形成的涡流两种方式，经过对钢水驻留时间分布的研究发现，影响混合段形成速度主要是后者，形成的时间是可以计算出来的。而目前的控制方法是显然是非常粗放的，达不到精确控制混合段的目的。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种连铸中包混浇控制方法,使得不同炉次间混合段位置控制更加精确可靠，有效提高混合段的控制精度，提高钢水收得率。
上述的目的通过以下技术方案实现：
连铸中包混浇控制方法，该方法包括如下步骤：
（1）基于前后炉次成分差别，根据判定标准是否属于混合浇铸模式，如果是则启用混合段计算模式，转入步骤（2）；如果不是则按照正常浇铸方式处理；
（2）：混合段位置和长度计算：首先存储关键变量值，大包水口打开时连铸浇铸长度为Li,浇铸速度为Vi，中间包剩余钢水重量Mtd，i为实际浇铸流数，然后根据中间包装备情况取合理的系数值，运用公式2计算出中间包混合钢水到达结晶器弯月面的浇铸时间i，
公式（2），
由公式3计算出相应的，得到混合段开始位置Li=Li+，
公式（3）
由公式5得到中包钢水总的浇铸时间：
公式（5）
公式中：为大包打开后钢水与上一炉钢水在中包里混合开始到结束的时间，单位为分钟，
Q：通钢量（单位t/min），
：大包水口打开时中间包剩余钢水重量（单位t），
:时间内i流浇铸长度，
为系数，当中间包装备挡渣墙时，取0.25～0.3；没有挡渣墙时，取0.1～0.2，
:钢水密度，
Wi、Hi、Vi为第i流结晶器断面尺寸及拉速，
:中包中钢水完全浇铸的时间。
混合段的浇铸时间就是=- i，最后运用公式3计算出混合段、在正常波动范围内混合开始浇铸长度，进入步骤（3），如果在该时区内发生浇铸速度变化，则根据连铸速度变化特点，采用速度及该速度的持续时间分段计算的方式，分别计算出 、 i、和Li；
（3）将中包混浇的混合段开始位置和混合长度送质量判定模型，通过优化切割模型控制板坯的优化切割，并进行板坯质量综合判定。
所述的连铸中包混浇控制方法该，步骤（1）中所述的判定标准是指前后两炉钢水主要元素成分差中当碳相差0.04%，锰相差0.03%，钛当量PTi相差0.04%同时成立时(PTi为元素Ti+V+Ni)。
有益效果：
本发明的方法能够快速计算出当前大包钢水与上一炉剩余钢水在中包完全混合到达结晶器弯月面位置的时间，得到混合段开始位置，中包剩余重量浇铸完毕就是混合段的长度，使得不同炉次间混合段位置控制更加精确可靠，有效提高混合段的控制精度，提高钢水收得率。
附图说明
图1：混浇过程中不同成分混合变化混合段形成过程示意图。
图2：中间包没有装备挡渣墙条件下渗透驻留时间分布曲线。
图1中N代表正常成分允许波动范围。
具体实施方式
在连续浇铸过程中，当下一大包水口打开时，中间包内必须留有一定量的钢水以保持浇铸的连续性和防止钢液面浮渣卷入结晶器内。中间包在接受下一炉钢水时，与原留在中间包内的钢水混合，流入结晶器形成混浇坯。若前后两炉钢水的化学成分不同时，则中间包内钢水的化学成分将逐渐进行过渡。过渡的时间越长，形成的混浇坯就越多。从理论上讲，钢水化学成分的过渡时间需要无限长。实际生产中只要中间包钢水化学成分在正常波动范围即可认为过渡完成。混浇坯成分的变化如图1所示。
异钢种连浇过程中，为更换钢包做准备，铸坯速度要降低，这必须要降低钢水流量，为更换钢包提供更多的时间，导致了铸坯凝固量的增加，缩短了铸坯的液芯长度，减少了在铸坯的混合长度。
在极端情况下，即快速更换中间包，中间包内钢水残余量为零。以及在结晶期内插连接件使得混合段发生变化，不在本技术方案考虑范围。
后一钢水包打开后，中间包又被充满至生产要求的高度，这由铸坯拉速及钢水流量决定，钢水在中间包内的混合决定于充包速度及连铸速度的提高历程。
钢水离开中间包，在结晶器及铸坯液芯内混合。忽略组分在固相中的扩散，则凝固壳为前一钢种的成分。湍流流动使钢水在液芯内穿透到一定深度，这导致混合发生在大包开浇时弯月面的下面。由于铸坯中间的钢水最后凝固，所以，随铸坯拉速的提高，钢水在铸坯中心线的混合增强。这也就是说，同钢水在结晶器内的混合一样，钢水在铸坯液芯内的混合也很重要。
很明显，为了精确预测铸坯的浓度分布，许多因素都必须考虑，特别是中间包重量的变化及铸坯拉速的变化必须考虑，还要包括中间包、结晶器及铸坯液芯内的混合。
钢水在中包中与上包钢水混合，钢水混合速度主要与钢水注入扩散速度、连铸拉速及中包形状相关，从图2可以看出。本发明的核心就是快速计算出当前大包钢水与上一炉剩余钢水在中包完全混合到达结晶器弯月面位置的时间，得到混合段开始位置，中包剩余重量浇铸完毕就是混合段的长度，使得不同炉次间混合段位置控制更加精确可靠，有效提高混合段的控制精度，提高钢水收得率。
两炉钢水在中包混合浇铸时，混合段的形成过程如公式（1）所示，主要与中包剩余钢水重量和通钢量密切相关。中包形状以及挡渣墙也对钢水混合速度产生一定影响，与、Q之间关系如公式（2）所示，由此，可以计算出混合段开始位置和长度。公式（3）计算混合段到到达结晶器弯月面时的浇铸位置。通钢量Q采用公式（4）计算。公式（5）计算大包水口打开时中包剩余钢水重量在当前拉速下的浇铸时间。
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
其中：
为大包打开后钢水与上一炉钢水在中包里混合开始到结束的时间（单位分钟）
Q：通钢量（单位t/min）
：大包水口打开时中间包剩余钢水重量（单位t）
:时间内i流浇铸长度
为系数，当中间包装备挡渣墙时，取0.25～0.3；没有挡渣墙时，取0.1～0.2。
:钢水密度
Wi、Hi、Vi为第i流结晶器断面尺寸及拉速
:中包中钢水完全浇铸的时间。
连铸中包混浇控制方法，该方法包括如下步骤：
（1）基于前后炉次成分差别，根据判定标准是否属于混合浇铸模式，如果是则启用混合段计算模式，转入步骤（2）；如果不是则按照正常浇铸方式处理；
（2）：混合段位置和长度计算：首先存储关键变量值，大包水口打开时连铸浇铸长度为Li,浇铸速度为Vi，中间包剩余钢水重量Mtd，i为实际浇铸流数，然后根据中间包装备情况取合理的系数值，运用公式2计算出中间包混合钢水到达结晶器弯月面的浇铸时间i，
公式（2），
由公式3计算出相应的，得到混合段开始位置Li=Li+，
公式（3）
由公式5得到中包钢水总的浇铸时间：
公式（5）
公式中：为大包打开后钢水与上一炉钢水在中包里混合开始到结束的时间，单位为分钟，
Q：通钢量（单位t/min），
：大包水口打开时中间包剩余钢水重量（单位t），
:时间内i流浇铸长度，
为系数，当中间包装备挡渣墙时，取0.25～0.3；没有挡渣墙时，取0.1～0.2，
:钢水密度，
Wi、Hi、Vi为第i流结晶器断面尺寸及拉速，
:中包中钢水完全浇铸的时间。
混合段的浇铸时间就是=- i，最后运用公式3计算出混合段、在正常波动范围内混合开始浇铸长度，进入步骤（3），如果在该时区内发生浇铸速度变化，则根据连铸速度变化特点，采用速度及该速度的持续时间分段计算的方式，分别计算出 、 i、和Li；
（3）将中包混浇的混合段开始位置和混合长度送质量判定模型，通过优化切割模型控制板坯的优化切割，并进行板坯质量综合判定。
所述的连铸中包混浇控制方法该，步骤（1）中所述的判定标准是指前后两炉钢水主要元素成分差中当碳相差0.04%，锰相差0.03%，钛当量PTi相差0.04%同时成立时(PTi为元素Ti+V+Ni)。
以上仅是本发明的最佳实施例，本发明的方法包括但不限于上述实施例所公开的技术方案，本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (2)

1.一种连铸中包混浇控制方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
（1）基于前后炉次成分差别，根据判定标准是否属于混合浇铸模式，如果是则启用混合段计算模式，转入步骤（2）；如果不是则按照正常浇铸方式处理；
（2）：混合段位置和长度计算：首先存储关键变量值，大包水口打开时连铸浇铸长度为Li,浇铸速度为Vi，中间包剩余钢水重量Mtd，i为实际浇铸流数，然后根据中间包装备情况取合理的系数值，运用公式2计算出中间包混合钢水到达结晶器弯月面的浇铸时间i，
公式（2），
由公式3计算出相应的，得到混合段开始位置Li=Li+，
公式（3）
由公式5得到中包钢水总的浇铸时间：
公式（5）
公式中：为大包打开后钢水与上一炉钢水在中包里混合开始到结束的时间，单位为分钟，
Q：通钢量（单位t/min），
：大包水口打开时中间包剩余钢水重量（单位t），
:时间内i流浇铸长度，
为系数，当中间包装备挡渣墙时，取0.25～0.3；没有挡渣墙时，取0.1～0.2，
:钢水密度，
Wi、Hi、Vi为第i流结晶器断面尺寸及拉速，
:中包中钢水完全浇铸的时间;
混合段的浇铸时间就是=- i，最后运用公式3计算出混合段、在正常波动范围内混合开始浇铸长度，进入步骤（3），如果在该时区内发生浇铸速度变化，则根据连铸速度变化特点，采用速度及该速度的持续时间分段计算的方式，分别计算出 、 i、和Li；
（3）将中包混浇的混合段开始位置和混合长度送质量判定模型，通过优化切割模型控制板坯的优化切割，并进行板坯质量综合判定。
2.根据权利要求1所述的连铸中包混浇控制方法该，其特征是：步骤（1）中所述的判定标准是指前后两炉钢水主要元素成分差中当碳相差0.04%，锰相差0.03%，钛当量PTi相差0.04%同时成立时(PTi为元素Ti+V+Ni)。
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