CN106475541A - 防止连铸连浇坯漏钢的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止连铸连浇坯漏钢的方法及装置，该方法包括以下步骤：调整结晶器水量以控制连铸坯壳外部冷却。当浇注拉速低于预定值，并且结晶器断流后，在结晶器内插入支撑块，从坯壳内部进行支撑以控制连铸坯壳内部收缩。该装置为支撑块，包括手柄、横梁、支撑脚。手柄安装于横梁上，并且与横梁相垂直，横梁的两个末端分别设有支撑脚，横梁的长度与坯壳的宽度相匹配，支撑脚与横梁均为片状，且支撑脚和横梁的夹角为锐角。本发明的防止连铸连浇坯漏钢的方法及装置能够有效防止由于坯壳收缩严重导致漏钢事故的发生，达到生产稳定顺行的目的。

Description

防止连铸连浇坯漏钢的方法及装置

技术领域

本发明涉及连铸工艺的方法及其装置，更具体地说，涉及一种防止连铸连浇坯漏钢的方法及装置。

背景技术

在连铸生产中，为提高连铸效率，进行中间包更换的连续浇注是主要措施之一；另外在浇注过程中，一旦发生浸入式水口6异常，需要进行浸入式水口6的更换，以及为提高连浇率，需要进行的异钢种插铁板连浇作业。上述这些作业时都需要进行结晶器1内钢水4较长时间的低拉速及断流操作。

钢水4进入结晶器1后，与结晶器1铜板接触的部分就会受冷迅速形成初生坯壳2，初生坯壳2继续冷却后收缩脱离结晶器1铜板的支撑，随着高温钢水4源源不断地注入结晶器1，已经收缩的坯壳2在后续钢水4的压力与热量作用下，再次贴向结晶器1铜板继续冷却，以此往复不断增加坯壳2厚度，随着拉坯的进行板坯被拉出结晶器1进入二冷区。但是在某些工艺条件下，需要暂时进行断流操作，这就导致收缩的坯壳2没有后续钢水4的压力与热量回热作用，与结晶器1铜板接触的坯壳2不断受到传热冷却而收缩，直至完全脱离结晶器1铜板，在坯壳2与结晶器1铜板之间形成空隙。当需要再次注入钢水4时，钢水4就会从空隙处漏出，导致漏钢的发生。

对比图1的正常浇注拉坯时坯壳2在结晶器1内的图像和图2的坯壳2收缩钢水4漏出的图像，在现有技术上，连铸结晶器1的冷却水量3都是根据工艺要求固定的，与浇注速度无关。为保证钢水4在结晶器1内能快速冷却凝固，特别是高浇注速度时能有一个足够厚度的坯壳2来防止漏钢，结晶器1水量一般是根据最高拉速设计的。这就导致在低拉速或者断流时，结晶器1内的钢水4冷却强度大，坯壳2收缩严重，再次注流后钢水4经常从收缩的坯壳2与结晶器1铜板之间的缝隙漏出，严重时引起漏钢事故。故为防止此类漏钢，在低拉速后断流后，进行中间包更换、浸入式水口6更换以及异钢种插铁板时，对低拉速时间、结晶器1钢水4断流时间都有严格规定。但即使这样，连浇坯收缩漏钢的事故还是不能避免。炼钢厂每年有2-3次由此导致的漏钢事故，以及多次由于钢水4漏出黏住结晶器1短边足辊5引起锥度跑偏导致的异常断浇。

目前的技术都是通过控制低拉速时间以及结晶器1断流时间来防止坯壳2过度收缩，没有公开发表的其他有效技术手段。

发明内容

针对现有技术中存在的连铸工艺流程中的漏钢问题，本发明的目的是提供一种防止连铸连浇坯漏钢的方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防止连铸连浇坯漏钢的方法，包括以下步骤：调整结晶器水量以控制连铸坯壳外部冷却。当浇注拉速低于预定值，并且结晶器断流后，在结晶器内插入支撑块，从坯壳内部进行支撑以控制连铸坯壳内部收缩。

根据本发明的一实施例，调整结晶器水量的步骤包括：准备步骤；读取当前工艺的水量值；判断结晶器工艺水量是否大于等于第一设定值；根据结晶器工艺水量选择执行大水量调节和小水量调节；结晶器水量控制系统选取动态水量为工艺水量值；控制系统调节结晶器冷却水流量阀门；结晶器水量控制系统读取当前动态水量值；循环流量阀门的调节，直至结晶器动态水量等于工艺水量。

根据本发明的一实施例，大水量调节的步骤包括：结晶器水量控制系统选取动态水量为第二设定值；控制系统调节结晶器冷却水流量阀门；结晶器水量控制系统读取当前动态水量值；判断并使得结晶器动态水量达到第二设定值；结晶器水量控制系统去读浇铸速度的值；判断并使得浇铸速度>0.5m/min。

根据本发明的一实施例，小水量调节的步骤包括：结晶器水量控制系统选取动态水量为第三设定值；控制系统调节结晶器冷却水流量阀门；结晶器水量控制系统读取当前动态水量值；判断并使得结晶器动态水量达到第三设定值；结晶器水量控制系统去读浇铸速度的值；判断并使得浇铸速度>0.5m/min。

根据本发明的一实施例，准备步骤包括：进行连铸浇铸模式；浇铸结晶器需要断流；进行浇铸速度的降速作业；结晶器水量控制系统读取浇铸速度的值；判断并使得浇铸速度小于等于0.5m/min。

根据本发明的一实施例，对于小尺寸的板坯，插入两块支撑块；对于中尺寸的板坯，插入三块支撑块；对于大尺寸的板坯，插入四块支撑块。

根据本发明的一实施例，支撑块进入钢水深度的三分之二至四分之三的位置。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种支撑块，包括手柄、横梁、支撑脚。手柄安装于横梁上，并且与横梁相垂直，横梁的两个末端分别设有支撑脚，横梁的长度与坯壳的宽度相匹配，支撑脚与横梁均为片状，且支撑脚和横梁的夹角为锐角。

在上述技术方案中，本发明的防止连铸连浇坯漏钢的方法及装置能够有效防止由于坯壳收缩严重导致漏钢事故的发生。在进行中间包更换、浸入式水口更换、异钢种插铁板等结晶器内钢水断流时间较长的场合下，再次注流时，防止钢水从收缩的坯壳与结晶器铜板之间漏出，达到生产稳定顺行的目的。

附图说明

图1是正常凝固的连铸坯壳示意图；

图2是坯壳收缩钢水漏出的示意图；

图3是本发明防止连铸连浇坯漏钢方法的总体流程示意图；

图4是结晶器水量动态控制的流程图；

图5是图4中大水量调节的流程图；

图6是图4中小水量调节的流程图；

图7是支撑块的结构示意图；

图8是支撑块的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明的目的是设计一种可以动态调整结晶器冷却水量的方案，当条件符合时自动降低冷却强度，在保证结晶器有足够的冷却，防止结晶器铜板高温蠕化及铜板水槽内冷却水沸腾的前提下，对结晶器水量进行动态调整，以在需要时降低结晶器冷却水流量。同时，对坯壳加以一个机械支撑，防止坯壳过度收缩。本发明从坯壳外部冷却强度调整及从内部支撑防止坯壳收缩两个方面进行控制。

如图3所示，本发明的防止连铸连浇坯发生漏钢的方法S1主要包括以下步骤：

S2：调整结晶器水量以控制连铸坯壳外部冷却。

S3：当浇注拉速低于预定值，并且结晶器断流后，在结晶器内插入支撑块，从坯壳内部进行支撑以控制连铸坯壳内部收缩。

其中，S2通过连铸坯壳支撑及操作方法S4来实现，而S3通过结晶器水量动态控制技术S5来实现。下面来进一步详细说明S4及S5。

结晶器冷却水量动态调整方法S5的主要思想是：

1.在浇注流机侧操作盘上设置一个带灯“结晶器水量切换”功能按钮。

2.在连铸控制室HMI画面增加一个可操作及显示的功能按钮，并且与机侧操作盘上的按钮功能一致。

3.将上述功能按钮与结晶器水量切换相关联，其逻辑是：

当同时满足以下两个条件时，结晶器水量切换到小水量。

条件一：操作盘上“结晶器水量切换”按钮按下，或控制室HMI画面该按钮按下，功能切入时，

条件二：流浇注拉速Vc≤0.5m/min时

当满足下列条件之一时，结晶器水量切换到正常水量。

条件一；操作盘上“结晶器水量切换”按钮再次按下，或控制室HMI画面该按钮再次按下，该功能切离时；

条件二：流浇注拉速Vc＞0.5m/min时。

4.结晶器冷却水流量切换逻辑：

考虑到结晶器强冷时，水量较大，需要时可以大幅度降低冷却强度，而结晶器弱冷时，只需小幅度降低冷却强度即可，同时需要给出一个最小水量以保证结晶器水槽内的冷却水不会因为过小而沸腾。

逻辑如下：

当水量切换时，系统判断，当前水量≥X时，切换水量按照当前水量的70-85％(或定值L1)进行设定；

当水量切换时，系统判断，当前水量<X时，切换水量按照定值L2进行设定，L2＞结晶器允许的最小水量×安全系数1.1。

X：结晶器大小水量的中间值

如图4所示，本发明的结晶器动态水量控制流程的具体方法如下：

S501：进行连铸浇铸模式。

S502：浇铸结晶器需要断流。

S503：操作工在控制盘上按下“结晶器水量切换”程序启动按钮。

S504：进行浇铸速度的降速作业。

S505：结晶器水量控制系统读取浇铸速度V_c的值。

S506：判断浇铸速度是否小于等于0.5m/min，若是，则进入S507，若否，则返回S505。

上述S501～S506属于准备步骤，在完成准备步骤之后，开始执行结晶器冷却水流量切换的主体逻辑流程。

S507：结晶器水量控制系统读取当前工艺的水量值。

S508：判断结晶器工艺水量是否大于等于X，并根据结晶器工艺水量选择执行大水量调节S509(大于等于X)和小水量调节S510(小于X)。

进一步地，如图5所示，大水量调节的步骤包括：

S5091：结晶器水量控制系统选取动态水量为L1。

S5092：控制系统调节结晶器冷却水流量阀门。

S5093：结晶器水量控制系统读取当前动态水量值。

S5094：判断结晶器动态水量是否达到L1，若是，则进入S5095，若否，则返回S5092。

S5095：结晶器水量控制系统去读浇铸速度V_c的值，并且在断流作业结束时，操作工进行浇铸速度V_c的升速操作。

S5096：判断浇铸速度是否>0.5m/min，若是，则进入S511，若否，则返回S5094。

进一步地，如图6所示，小水量调节的步骤包括：

S5101：结晶器水量控制系统选取动态水量为L2。

S5102：控制系统调节结晶器冷却水流量阀门。

S5103：结晶器水量控制系统读取当前动态水量值。

S5104：判断结晶器动态水量是否达到L2，若是，则进入S5105，若否，则返回S5102。

S5105：结晶器水量控制系统去读浇铸速度V_c的值，并且在断流作业结束时，操作工进行浇铸速度V_c的升速操作。

S5106：判断浇铸速度是否>0.5m/min，若是，则进入S511，若否，则返回S5104。

继续参照图4，S511：结晶器水量控制系统选取动态水量为工艺水量值。

S512：控制系统调节结晶器冷却水流量阀门。

S513：结晶器水量控制系统读取当前动态水量值。

S514：循环流量阀门的调节，直至结晶器动态水量等于工艺水量，即判断结晶器动态水量是否＝工艺水量？若是，则进入S515，若否，则返回S512。

S515：结晶器水量动态控制结束。

如图7和图8所示，断流坯壳机械支撑技术方法S4可以分为以下几个步骤：

当拉速低于0.4m/min，并且结晶器断流后，立即在结晶器内插入一种定制的支撑块，防止坯壳收缩。支撑块与系统中其他部件的位置关系如图8所示。

对于断流坯壳机械支撑技术方法S4而言：

时间：结晶器断流后；

插入位置：中间包浸入式水口两侧相应位置；

插入深度：支撑块进入钢水2/3～3/4；

插入数量：小尺寸(板坯宽度＜1200mm)板坯插入2块，中尺寸(板坯宽度1200-1600mm)板坯插入3块，大尺寸(板坯宽度＞1600mm)板坯插入4块；

支撑块插入顺序：先把置于板坯宽度中间的支撑块插好，然后再插入靠近侧面的。

另一方面，本发明还公开了上述的支撑块结构，如图7所示，其主要包括手柄7、横梁8、支撑脚9。手柄7安装于横梁8上，并且与横梁8相垂直，横梁8的两个末端分别设有支撑脚9，横梁8的长度与坯壳2的宽度相匹配，支撑脚9与横梁8均为片状，且支撑脚9和横梁8的夹角为锐角。

本发明通过应用一种特殊有效的技术手段，减轻了特定条件下结晶器内坯壳的收缩，其有益效果如下：

1.可以在任何板坯连铸机上使用，只需极少的投入就能避免一种漏钢事故。

2.可以根据需要及不同结晶器的冷却流量来动态调整使用。

3.不影响铜板的使用寿命。

4.可以增加结晶器断流时间，而不必担心坯壳收缩造成的断浇，提高了连铸作业率。

5.本发明操作简便，适应于各种连铸浇注断流情况下实施。

下面通过2个实施例来进一步说明上述技术方案的效果：

实施例1

某钢种，浇注时结晶器水量为宽面：2600L/min，窄面：340L/min。在准备进行中间包更换的连浇作业时，当浇注速度降到0.8m/min时，按下操作盘上的“结晶器水量变更”按钮。

准备好2-3个支撑插件。

继续降速到0.5m/min时，确认结晶器冷却水调节阀门关小，水量开始下降到目标值，宽面：2210L/min，窄面：290L/min。

结晶器断流后，立即在结晶器内沿宽度方向均匀插入支撑件(离开水口位置50mm以上)。

继续将结晶器液位拉到浸入式水口吐出口位置后，停止拉坯。

进行中间包更换作业，新中间包到浇注位，大包钢水注入中间包。当中间包钢水增加到一定吨位后，结晶器开浇，并启动初始拉坯速度为0.3-0.4m/min。

双浇部位出结晶器下口后，逐渐提高拉坯速度，当拉速达到0.5m/min时，结晶器冷却水流量开始自动恢复到正常值，宽面：2600L/min，窄面：340L/min。

操作盘上“结晶器水量变更”功能按钮灯灭。

实施例2

某钢种，浇注断面1900mm，浇注时结晶器水量为宽面：3600L/min，窄面：430L/min。在准备进行浸入式水口更换的连浇作业，需要结晶器断流，当浇注速度降到0.8m/min时，操作工按下操作盘上的“结晶器水量变更”按钮。

准备好4个支撑插件。

继续降速到0.5m/min时，确认结晶器冷却水调节阀门关小，水量开始下降到目标值，宽面：2400L/min，窄面：320L/min。

结晶器断流后，立即在结晶器内沿宽度方向均匀插入4个支撑件(离开水口位置50mm以上)。

继续将结晶器液位拉到浸入式水口吐出口位置后，停止拉坯。

进行浸入式水口更换作业，水口更换完毕，结晶器开浇，并启动初始拉坯速度为0.3m/min。

双浇部位出结晶器下口后，逐渐提高拉坯速度，当拉速达到0.5m/min时，结晶器冷却水流量开始自动恢复到工艺值，宽面：3600L/min，窄面：430L/min。

操作盘上“结晶器水量变更”功能按钮灯灭。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种防止连铸连浇坯漏钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：

调整结晶器水量以控制连铸坯壳外部冷却；

当浇注拉速低于预定值，并且结晶器断流后，在结晶器内插入支撑块，从坯壳内部进行支撑以控制连铸坯壳内部收缩。

2.如权利要求1所述的防止连铸连浇坯漏钢的方法，其特征在于，所述调整结晶器水量的步骤包括：

准备步骤；

读取当前工艺的水量值；

判断结晶器工艺水量是否大于等于第一设定值；

根据结晶器工艺水量选择执行大水量调节和小水量调节；

结晶器水量控制系统选取动态水量为工艺水量值；

控制系统调节结晶器冷却水流量阀门；

结晶器水量控制系统读取当前动态水量值；

循环流量阀门的调节，直至结晶器动态水量等于工艺水量。

3.如权利要求2所述的防止连铸连浇坯漏钢的方法，其特征在于，所述大水量调节的步骤包括：

结晶器水量控制系统选取动态水量为第二设定值；

控制系统调节结晶器冷却水流量阀门；

结晶器水量控制系统读取当前动态水量值；

判断并使得结晶器动态水量达到第二设定值；

结晶器水量控制系统去读浇铸速度的值；

判断并使得浇铸速度>0.5m/min。

4.如权利要求2所述的防止连铸连浇坯漏钢的方法，其特征在于，所述小水量调节的步骤包括：

结晶器水量控制系统选取动态水量为第三设定值；

控制系统调节结晶器冷却水流量阀门；

结晶器水量控制系统读取当前动态水量值；

判断并使得结晶器动态水量达到第三设定值；

结晶器水量控制系统去读浇铸速度的值；

判断并使得浇铸速度>0.5m/min。

5.如权利要求2所述的防止连铸连浇坯漏钢的方法，其特征在于，所述准备步骤包括：

进行连铸浇铸模式；

浇铸结晶器需要断流；

进行浇铸速度的降速作业；

结晶器水量控制系统读取浇铸速度的值；

判断并使得浇铸速度小于等于0.5m/min。

6.如权利要求1所述的防止连铸连浇坯漏钢的方法，其特征在于：

对于小尺寸的板坯，插入两块支撑块；

对于中尺寸的板坯，插入三块支撑块；

对于大尺寸的板坯，插入四块支撑块。

7.如权利要求1所述的防止连铸连浇坯漏钢的方法，其特征在于，所述支撑块进入钢水深度的三分之二至四分之三的位置。

8.一种应用于权利要求1所述方法的支撑块，其特征在于，包括：

手柄、横梁、支撑脚；

所述手柄安装于所述横梁上，并且与所述横梁相垂直，横梁的两个末端分别设有支撑脚，横梁的长度与坯壳的宽度相匹配；

所述支撑脚与所述横梁均为片状，且支撑脚和横梁的夹角为锐角。