CN107321951A - 一种控制连铸机二冷回路中喷嘴水量调节下限值的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制连铸机二冷回路中喷嘴水量调节下限值的方法，包括如下步骤：1)在安装有流量调节阀的连铸机二冷回路中增加流量开关阀；2)根据当前实时的二冷回路水量目标设定值Q_aim，判断二冷回路水量目标设定值Q_aim与该二冷回路中所有喷嘴最佳调节下限值Q_optimalmin的总和的大小关系，当Q_aim<N×Q_optimalmin时，流量调节阀的流量按N×Q_optimalmin/δ来控制，流量开关阀打开和关闭交替进行。本发明避免了当连铸机二冷回路中目标设置值水量小于该回路中所有喷嘴的最佳调节范围下限值总和时，喷嘴的雾化效果和覆盖范围出现较大偏差现象的发生，从而确保了较低二冷水量的条件下二次冷却的冷却效果，提高了铸坯质量。

Description

一种控制连铸机二冷回路中喷嘴水量调节下限值的方法

技术领域

本发明涉及连铸技术领域，特别是涉及一种控制连铸机二冷回路中喷嘴水量调节下限值的方法。

背景技术

二次冷却是连铸生产中的一个重要的控制环节，其效果的好坏直接影响连铸坯的质量。目前的研究结果表明，连铸的二次冷却不仅需要在拉坯方向上控制好冷却强度，而且还需要在铸坯的横向上控制好二次冷却的均匀性和覆盖范围，最终才能有效的保证连铸坯在拉坯方向上的缓慢冷却和在横向方向上的均匀冷却，确保较好的铸坯质量。

目前，二冷回路中流量调节阀的调节比一般为10倍，但是为了确保二冷回路中的喷嘴雾化效果和覆盖范围达到要求，喷嘴的最大流量与最小流量的最佳调节范围比值有限，气水喷嘴一般不超过7～8倍，全水喷嘴一般不超过3～5倍。在实际生产中，由于连铸机生产的钢类繁多，二次冷却既要适应强冷的要求，也要适应弱冷的要求，同时还需要适应某些特殊钢种低拉速低比水量的要求，因此二次冷却水量的范围跨度很大，但二冷回路中的流量调节阀调节范围比喷嘴的最佳调节范围大，实际生产过程中往往是喷嘴水量的最佳调节范围下限值偏高，满足不了生产需求。如图1所示，当二冷水流量降低到一定的极限时，喷嘴的雾化效果和覆盖范围就会和最开始的设计出现较大的偏差，不能保证从喷嘴喷出的二冷水的均匀性以及二冷水对铸坯的正常覆盖范围，引起较大的铸坯质量问题，亟待改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种控制连铸机二冷回路中喷嘴水量最佳调节范围下限值的方法，用于解决现有技术中因二冷回路冷却水量的降低，造成的喷嘴雾化效果不佳和覆盖范围出现偏差，使得连铸机低水量生产过程中连铸坯的质量较差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种控制连铸机二冷回路中喷嘴水量最佳调节范围下限值的方法，包括如下步骤：

1)在安装有流量调节阀的连铸机二冷回路中增加流量开关阀；

2)根据当前实时的二冷回路水量目标设定值Q_aim，判断二冷回路水量目标设定值Q_aim与该二冷回路中所有喷嘴最佳调节下限值Q_optimalmin的总和的大小关系，当Q_aim<N×Q_optimalmin时，转步骤3)；当Q_aim≥N×Q_optimalmin时，转步骤4)；其中，N为该二冷回路中的喷嘴数量；

3)流量调节阀的流量按照该二冷回路N个喷嘴的最佳调节范围下限值Q_optimalmin与喷嘴最佳雾化效果和覆盖范围指数δ相除的总和，即N×Q_optimalmin/δ来控制，流量开关阀的打开与关闭交替进行，转步骤5)；

4)流量调节阀的流量按照该二冷回路水量目标设定值与喷嘴最佳雾化效果和覆盖范围指数δ相除，即Q_aim/δ来控制，流量开关阀按照常开状态来控制，转步骤5)；

5)执行步骤2)。

进一步地，步骤3)中，二冷回路中喷嘴最佳雾化效果和覆盖范围指数δ取值为0.6-1.0，该指数与喷嘴的堵塞状态有关。

进一步地，步骤3)中，流量开关阀的打开状态时间与关闭状态时间之比为[Q_aim/N/δ]：[(Q_optimalmin/δ)-(Q_aim/N/δ)]。

进一步地，步骤3)中，流量开关阀的打开状态时间和闭状态时间均大于或等于1秒。

进一步地，步骤3)中，流量开关阀的打开状态时间与关闭状态时间按[Q_aim/N/δ]：[(Q_optimalmin/δ)-(Q_aim/N/δ)]同比例放大K倍，K的取值为1-10。

进一步地，步骤2)中，每个二冷回路中的所有喷嘴为相同型号。

进一步地，步骤2)中，每个二冷回路中喷嘴的最佳调节下限值与喷嘴的本身结构特性有关。该下限值与喷嘴的型号相关。

进一步地，步骤2)中，二冷回路中喷嘴为气水雾化喷嘴或水喷嘴。

进一步地，步骤3)中，流量开关阀处于关闭状态时间小于25秒，避免铸坯表面过度回温。

进一步地，步骤2)至步骤5)通过在线控制程序进行实时控制，自动化程度高。

如上所述，本发明的一种控制连铸机二冷回路中喷嘴水量最佳调节范围下限值的方法，具有以下有益效果：本发明有效避免了当连铸机二冷回路中目标设置值水量小于该回路中所有喷嘴的最佳调节范围下限值总和时，喷嘴的雾化效果和覆盖范围出现较大偏差现象的发生，从而确保了较低二冷水量的条件下二次冷却的冷却效果，提高了铸坯质量。

附图说明

图1显示为喷嘴流量与冷却水覆盖面积的关系示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指绝对压力。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，喷嘴流量与冷却水覆盖面积直接相关，当喷嘴水流量低于临界流量时，喷出的雾化水覆盖面积不合理，无法起到良好的冷却效果，本课题研究人员经过长期研究，找到一种可以控制连铸机二冷回路喷嘴水量最佳调节范围下限值的方法。

实施例1

某钢厂采用8机8流的弧形连铸机生产断面为160mm×160mm铸坯，生产钢种为82B，拉速为1.9m/min，浇铸温度为1509℃。该台连铸机二冷共有4个二冷回路，其中1区为全水喷嘴冷却，2～4区为气水喷嘴冷却，浇铸的钢种有低碳钢、包晶钢、中碳钢、高碳钢。本发明在各个二冷回路上的实施步骤是相同的，因此，此处仅选取第一流的1区全水喷嘴和2区气水喷嘴的二冷回路进行详细计算说明。

1区全水喷嘴的具体控制步骤如下：

1)在该台连铸机的第一流的1区二冷回路中都增加一个流量开关阀，二冷回路中已经安装有流量调节阀，流量调节阀控制该二冷回路中N个喷嘴的总水量，流量开关阀可以安装在流量调节阀的前方，也可安装在流量调节阀的后方。

2)本例中该台连铸机的第一流1区共有相同型号的全水喷嘴24个，喷嘴水量最佳调节范围为5～15.7L/min，根据当前实时的拉速1区的二冷水量目标值为96L/min，Q_aim/N＝96/24＝4<5L/min，转步骤3)。

3)该区的喷嘴最佳雾化效果和覆盖范围指数δ取值为0.96，1区中的流量调节阀按照N×Q_optimalmin/δ＝24×5/0.96＝125L/min流量来控制；确定流量开关阀的打开状态时间与关闭状态时间，具体地，1区中的流量开关阀在Q_aim/N/δ＝96/24/0.96＝4.16秒钟内的处于打开状态，在[(Q_optimalmin/δ)-(Q_aim/N/δ)]＝5/0.96-4.16＝1.04秒钟内的处于关闭状态，流量开关阀的开和关的执行顺序对冷却效果没有影响，打开与关闭交替进行，转步骤5)。

5)执行步骤2)。

2区气水喷嘴的具体控制步骤如下：

1)在该台连铸机的第一流的2区二冷回路中都增加一个流量开关阀，二冷回路中已经安装有流量调节阀，流量调节阀控制该二冷回路中N个喷嘴的总水量，流量开关阀可以安装在流量调节阀的前方，也可安装在流量调节阀的后方。

2)本例中该台连铸机的第一流2区共有相同型号的气水喷嘴40个，喷嘴水量最佳调节范围为1.5～9L/min，根据当前实时的拉速2区的二冷水量目标值为40L/min，Q_aim/N＝40/40＝1<1.5L/min，转步骤3)。

3)该区的喷嘴最佳雾化效果和覆盖范围指数δ取值为0.8，2区中的流量调节阀按照N×Q_optimalmin/δ＝40×1.5/0.8＝75L/min流量来控制；确定流量开关阀的打开状态时间与关闭状态时间，为了便于控制在实际控制中每次打开或关闭的时间最好不要小于1秒，具体地，将打开状态时间和关闭状态时间等比例放大K倍，K的取值范围为1-10，本实施例中，K值取2，2区中的流量开关阀在K*Q_aim/N/δ＝40/40/0.8＝K*1.25＝2.5秒钟内的处于打开状态，在K*[(Q_optimalmin/δ)-(Q_aim/N/δ)]＝K*(1.5/0.8-1.25)＝K*0.625＝1.25秒钟内的处于关闭状态，其中K取值为2，流量开关阀的开和关的执行顺序对冷却效果没有影响，打开与关闭交替进行，转步骤5)。

5)执行步骤2)。

3～4区二冷回路采用与以上相同的方法进行处理。

采用上述方法操作处理后，铸机在低拉速低二冷水量生产时，喷嘴的雾化效果和覆盖范围均正常，二次冷却的冷却效果良好。

本发明对所生产的钢种无特殊要求，可以用于目前各厂生产的各种钢种。

本发明适用于所有类型的连铸机。

综上所述，本发明有效避免了当连铸机二冷回路中目标设置值水量小于该回路中所有喷嘴的最佳调节范围下限值总和时，喷嘴的雾化效果和覆盖范围出现较大偏差现象的发生，从而确保了较低二冷水量的条件下二次冷却的冷却效果，提高了铸坯质量。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种控制连铸机二冷回路中喷嘴水量调节下限值的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在安装有流量调节阀的连铸机二冷回路中增加流量开关阀；

2)根据当前实时的二冷回路水量目标设定值Q_aim，判断二冷回路水量目标设定值Q_aim与该二冷回路中所有喷嘴最佳调节下限值Q_optimalmin的总和的大小关系，当Q_aim<N×Q_optimalmin时，转步骤3)；当Q_aim≥N×Q_optimalmin时，转步骤4)；其中，N为该二冷回路中的喷嘴数量；

3)流量调节阀的流量按照该二冷回路N个喷嘴的最佳调节范围下限值Q_optimalmin与喷嘴最佳雾化效果和覆盖范围指数δ相除的总和，即N×Q_optimalmin/δ来控制，流量开关阀的打开与关闭交替进行，转步骤5)；

4)流量调节阀的流量按照该二冷回路水量目标设定值与喷嘴最佳雾化效果和覆盖范围指数δ相除，即Q_aim/δ来控制，流量开关阀按照常开状态来控制，转步骤5)；

5)执行步骤2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中，二冷回路中喷嘴最佳雾化效果和覆盖范围指数δ的取值为0.6-1.0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中，流量开关阀的打开状态时间与关闭状态时间之比为[Q_aim/N/δ]：[(Q_optimalmin/δ)-(Q_aim/N/δ)]。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤3)中，流量开关阀的打开状态时间和闭状态时间均大于或等于1秒。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：流量开关阀的打开状态时间与关闭状态时间按[Q_aim/N/δ]：[(Q_optimalmin/δ)-(Q_aim/N/δ)]同比例放大K倍，K的取值为1-10。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，每个二冷回路中的所有喷嘴为相同型号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，二冷回路中喷嘴为气水雾化喷嘴或水喷嘴。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中，流量开关阀处于关闭状态的时间小于25秒。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)至步骤5)通过在线控制程序进行实时控制。