CN107824756B - 一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法 - Google Patents

一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法。本发明的方法为：（1）在连铸中间包底部安装在线连续测温装置；（2）连铸机连浇炉数最后一炉大包浇注结束，采集此时的中间包钢水重量和连续测温的中间包温度；（3）采集连铸机结晶器断面和当流拉速，计算通钢量，平衡连铸机拉速；（4）当中间包吨位从T中包50%降到T中包30%时，将连铸机拉速按照正常工作拉速的60%控制；（5）继续采集连续测温数据TP，对比TP和钢水的凝固温度；（6）对比中间包温度下降趋势；（7）继续采集连续测温中间包温度，判断中间包余钢达到理想的控制高度；（8）关闭中间包塞棒或者滑板，结束整个中间包余钢控制流程。本发明可以实时判断中间包余钢量。

Description

一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法
技术领域：
本发明涉及一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法，属于钢铁冶金连续铸造技术领域。
背景技术：
在目前的钢铁行业连铸工艺中，为了持续不断的生产，连铸中间包是整个连铸生产工序中必不可少的钢水容器。连铸中间包承担了钢水分流，夹杂上浮，稳定通钢量等诸多关键工艺。是板坯连铸中钢水从大包到让板坯成型的连铸结晶器的中间环节。但是每次更换中间包后，由于中间包内不可避免的有残余钢水，这一部份残余钢水不能通过连铸工艺转换为合格的板坯，而只能跟随下线的中间包变成废钢进行处理。这样势必造成企业成本的巨大浪费。因此，行业中都在考虑如何降低中间包余钢。但如过度的降低中间包余钢，会导致中间包内的残渣流入到结晶器，从而造成板坯夹渣缺陷严重，更严重的会导致漏钢这一连铸恶性事故的发生。因此，如何安全有效的控制中间包余钢，既保证中间包内的余钢控制到最少，又能杜绝中间包残渣卷入到板坯中，是所有连铸工艺技术人员需要面对的问题。
连铸中间包内的残渣卷入到钢水中，是由于中间包内钢水液面到达一定高度时，在中间包到结晶器的钢流通到入口出形成漩涡从而造成钢渣卷入，连铸工艺俗称为“中间包临界高度”。为了降低临界高度，尽可能的推迟漩涡形成，从而减少中间包余钢。目前的工艺中，大多都是提出更改中间包底部形状 ，从而来实现减少中间包余钢的。如申请号为“201020541431.6”所公布的“一种减少留钢量的连铸中间包”和申请号为“201120462450.4”所公布的“减少中间包浇余的板坯连铸中间包”都是通过改变中间包底部形状，在中间包到结晶器的钢水通道底部设置成凹陷，或者通过在中间包内挡墙开孔来实现减少中间包余钢的。
中间包的形状改变，在一定程度上是能有效减少中间包余钢，但是最终的余钢厚度判断还是需要人工进行检测来判断中间包内的余钢厚度从而杜绝钢渣的流入。目前的检测中间包余钢的方法，都是通过现场工人在钢包接近浇铸末期的时候，利用金属氧管插入到中间包钢水内，然后拿出，通过粘附在金属氧管上的钢水和残渣来判断中间包内残余钢水的厚度，然后通知现场工人控制铸机速度来进行余钢控制。这样的人工操作不仅指标不可控，而且安全隐患较大。近期以来有人发明利用自动检测装置来检测中间包液位，如申请号为“201210089255.0”所公布的的“一种中间包液位测量方法”就是通过一种浮标来检测中间包液位。申请号为“201420494054.3”所公布的“用于连铸中间包内余量钢水的测量装置”是通过探针连接导线，电流变化来测量余钢厚度。
但是以上两种测量余钢的装置由于在现场占用空间较大，使用繁琐，且投入成本较高。所以目前国内外连铸生产线上普及率很低。
另外有一种方法就是通过在中间包浇铸末期加入石灰，改变钢渣特性，从而减少钢渣卷入量，减少中包余钢的方法。如申请号为“200710010179.9”所公布的“连铸中间包减少浇余钢水的处理方法”。但是该方法后期还要加入原料，无论从成本控制，还是现场操作，环境污染都存在一定瓶颈，所以普及率很低。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法，通过采集预埋在中间包内的在线测温探头的温度变化，通过判断中间包余钢散热趋势，实时判断中间包余钢量。利用预先计算位置安装的在线测温探头，在钢、渣之间温度的巨大温差出现后，在线瞬时判断余钢高度从而实现了中间包余钢的最优控制。
上述的目的通过以下技术方案实现：
一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法，该方法包括如下步骤：
（1）在连铸中间包底部安装在线连续测温装置；
（2）连铸机连浇炉数最后一炉大包浇注结束，关闭钢包水口，采集此时的中间包钢水重量T中包和连续测温的中间包温度TP；
（3）采集连铸机结晶器断面和当流拉速，计算通钢量，平衡连铸机拉速；
（4）当中间包吨位从T中包50%降到T中包30%时，将连铸机拉速按照正常工作拉速的60%控制；
（5）继续采集连续测温数据TP，对比TP和钢水的凝固温度；
将TP和所浇铸钢种液相线温度T液相线对比，如TP＞T液相线，则继续下一步流程，
将TP和所浇铸钢种液相线温度T液相线对比，如TP＜T液相线且持续1分钟，则按照流程第（8）步进行终浇处置；
（6）当中包吨位下降到正常吨位的20%时，将铸机拉速按照最低拉速控制，采集此时间段的的连续测温所测量的中间包温度TP，并对比中间包温度下降趋势；
按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势，此时如果满足TP2-TP1＜1°-1.5°，则判断中包余钢散热正常，继续执行下一步；此时如果满足TP2-TP1＜8°-10°，则判断余钢散热异常，直接执行第8步；
按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势，此时如果满足TP2-TP1＜8°-10°，则判断余钢散热异常，直接执行第8步；
（7）继续采集连续测温中间包温度，当其值低于所浇铸的钢种液相线温度时，即TP＜T液相线且TP＜1400°，则判断为中包余钢已经低于连续测温热电偶位置，即中间包余钢达到理想的控制高度；
（8）关闭中间包塞棒或者滑板，结束整个中间包余钢控制流程。
所述的基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法，步骤（1）中所述的连续测温装置的探头高度位置为所需要控制的中间包标准容量的10%的吨位处的理论高度处；水平位置为中间包宽度方向50%处；所述的连续测温装置的探头伸出中间包内腔厚度距离为150mm到250mm。
所述的基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法，步骤（3）中所述的采集连铸机结晶器断面和当流拉速，计算通钢量，平衡连铸机拉速的具体操作方法为：
采集连铸机结晶器断面和当流拉速以及中间包吨位重量T1；
当中间包吨位重量达到关闭钢包水口时中包重量的50%，即T1=50%*T中包，减少连铸机双流或者多流拉速，实现每流通钢量一致；如结晶器断面为M、厚度为L，流数为N，拉速为V；则此时应该满足M1*L1*V1=M2*L2*V2=Mn*Ln*Vn；
同步采集此时间段的的连续测温所测量的中间包温度TP，按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势，此时如果满足TP2-TP1＜0.5°-0.8°，则判断中包余钢散热正常，继续执行下一步；
同步采集此时间段的的连续测温所测量的中间包温度TP，按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势，此时如果满足TP2-TP1＜5°-8°，则判断余钢散热异常。
有益效果：
本发明利用在线连续测温的，在中间包浇铸末期，可以通过其温度变化趋势，结合中间包重量的变化，实时的判断中间包内余钢情况。利用其散热趋势变化判断中间包内余钢的凝固情况，避免吨位误判造成的中间包下渣事故发生。同时利用连续测温探头的安装位置，通过钢渣之间的温度巨大差异，准确的判断中间包内余钢的高度，从而安全高效的指导现场操作人员进行中间包余钢控制。梅钢三号机在安装有连续测温的中间包上用此方法进行余钢控制，不但省去了人工测量余钢厚度的操作，降低了劳动强度，有效的避免了中间包下渣事故的发生。同时更主要的是减少了中间包余钢成本损失。不使用该方法的中包余钢平均为9.9t/中包，利用此方法能控制到7t/中包，成本测算按照至少减少1t/中包以上，节约1t/中包*500元/吨（炼钢加工成本）。按照目前每个月每台连铸机消耗中包140个计算，则单台连铸机每月节约成本为500*140=7万元。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法，该方法包括以下步骤：
1.在连铸中间包底部安装在线连续测温装置；
1.1连续测温装置探头2高度位置为所需控制的中间包余钢高度处，探头2距离中间包包底3的距离。（中间包标准容量的10%的吨位处的理论高度处；）
1.2连续测温装置探头2水平位置为中间包宽度方向偏离中心线150mm处；
1.3连续测温装置探头2伸出中间包内腔1厚度距离为150mm到250mm。
2.连铸机连浇炉数最后一炉大包浇注结束，关闭钢包水口。采集此时的中间包钢水重量T中包和连续测温的中间包温度TP；
3.采集连铸机结晶器断面和当流拉速，计算通钢量，平衡连铸机拉速。实现每处通钢量的相等，从而实现中间包内钢水液面平稳下降，预防单处下渣临界漩涡的提前形成；同步按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势，判断中间包内余钢散热状况，具体步骤如下：
3.1采集连铸机结晶器断面和当流拉速以及中间包吨位重量T1。
3.2当中间包吨位重量达到关闭钢包水口时中包重量的50%，即T1=50%*T中包，减少连铸机双流或者多流拉速，实现每流通钢量一致；如结晶器断面为M、厚度为L，流数为N，拉速为V；则此时应该满足M1*L1*V1=M2*L2*V2=Mn*Ln*Vn；
3.3同步采集此时间段的的连续测温所测量的中间包温度TP，按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势。此时如果满足TP2-TP1＜0.5°-0.8°，则判断中包余钢散热正常，继续执行下一步；
3.4同步采集此时间段的的连续测温所测量的中间包温度TP，按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势。此时如果满足TP2-TP1＜5°-8°，则判断余钢散热异常，直接执行第8步；
4.当中间包吨位从T中包50%降到T中包30%时，将连铸机拉速按照正常工作拉速的60%控制；
5.继续采集连续测温数据TP，对比TP和钢水的凝固温度（液相线温度）；
5.1将TP和所浇铸钢种液相线温度T液相线对比，如TP＞T液相线，则继续下一步流程。
5.2将TP和所浇铸钢种液相线温度T液相线对比，如TP＜T液相线且持续1分钟，则按照流程第8步进行终浇处置；
6.当中包吨位下降到正常吨位的20%时，将铸机拉速按照最低拉速控制。采集此时间段的的连续测温所测量的中间包温度TP，并对比中间包温度下降趋势；
6.1按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势。此时如果满足TP2-TP1＜1°-1.5°，则判断中包余钢散热正常，继续执行下一步；此时如果满足TP2-TP1＜8°-10°，则判断余钢散热异常，直接执行第8步；
6.2按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势。此时如果满足TP2-TP1＜8°-10°，则判断余钢散热异常，直接执行第8步；
7.继续采集连续测温中间包温度，当其值低于所浇铸的钢种液相线温度时，即TP＜T液相线且TP＜1400°，则判断为中包余钢已经低于连续测温热电偶位置，即中间包余钢达到理想的控制高度；
8关闭中间包塞棒或者滑板，结束整个中间包余钢控制流程。
应用实例某厂双流板坯连铸机，中间包正常工作吨位60吨，中间包余钢6吨的余钢高度为200mm.正常工作拉速1.0m/min，现场所浇铸岗位为SPHC，其凝固温度（液相线温度）为1532°，现采用该技术进行浇铸末期的中间包余钢控制，实施过程如下：
1.在连铸中间包底部安装在线连续测温装置；
1.1连续测温装置探头2高度位置为距离包底3的高度为200mm。
1.2连续测温装置探头2水平位置为中间包宽度方向偏离中心线150mm处；
1.3连续测温装置探头2伸出中间包内腔1厚度距离为200mm。
2.连铸机连浇炉数最后一炉大包浇注结束，关闭钢包水口。采集此时的中间包钢水重量T中包为60吨，连续测温的中间包温度TP为1553°；
3.计算通钢量，平衡连铸机拉速。实现每处通钢量的相等，从而实现中间包内钢水液面平稳下降，预防单处下渣临界漩涡的提前形成；同步按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势，判断中间包内余钢散热状况，具体步骤如下：
3.1采集连铸机结晶器断面分别为1150mm和1250mm，当流拉速分别为1.05m/min和1.00m/min，
3.2当中间包吨位重量达到关闭钢包水口时中包重量的50%，即T1=30吨，减少连铸机双流或者多流拉速，实现每流通钢量一致；结晶器断面为M、厚度为L，流数为N，拉速为V；则此时应该满足M1*L1*V1=M2*L2*V2=Mn*Ln*Vn；1150mm*0.9=1250mm*0.83；即此时1150mm断面的流，该流铸机拉速控制为0.9m/min，1250mm断面的铸机拉速控制为0.83m/min.
3.3此时间段的连续测温所测量的中间包温度TP，按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势。采集数据如下：
序号 时间点 连续测温采集温度（°）
1 14:00:00 1548
2 14:00:10 1548
3 14:00:20 1547
4 14:00:30 1546
5 14:00:40 1546
此时满足TP2-TP1＜0.5°-0.8°，则判断中包余钢散热正常，继续执行下一步；
4.当中间包吨位下从T中包50%降到T中包30%，即18吨时，将连铸机拉速按照正常工作拉速的60%，即0.6m/min进行控制。
5.继续采集连续测温数据TP，对比TP和钢水的凝固温度（液相线温度）；
序号 时间点 连续测温采集温度（°）
1 14:04:50 1544
2 14:05:00 1544
3 14:05:10 1542
4 14:05:20 1542
5 14:05:30 1540
5.1将TP和所浇铸钢种液相线温度T液相线对比，1540＞1532，继续下一步流程。
6.当中包吨位下降到正常吨位的20%，即12吨时，将铸机拉速按照最低拉速0.3m/min控制。采集此时间段的的连续测温所测量的中间包温度TP，并对比中间包温度下降趋势；
序号 时间点 连续测温采集温度（°）
1 14:06:30 1538
2 14:06:40 1537
3 14:07:00 1537
4 14:07:10 1536
5 14:07:30 1535
6.1按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势。此时如果满足TP2-TP1＜1°-1.5°，判断中包余钢散热正常，继续执行下一步；
7.继续采集连续测温中间包温度，在14:10:30采集到中包温度为1380°，当其值低于所浇铸的钢种液相线温度1532且小于1400，即满足TP＜T液相线且TP＜1400°，判断为中包余钢已经低于连续测温热电偶位置，即中间包余钢达到理想的控制高度；
序号 时间点 连续测温采集温度（°）
1 14:09:30 1535
2 14:09:40 1534
3 14:10:00 1534
4 14:10:10 1533
5 14:10:30 1380（温度异常，余钢高度到达目标高度）
8.关闭中间包塞棒，结束整个中间包余钢控制流程。
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的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
（1）在连铸中间包底部安装在线连续测温装置；
（2）连铸机连浇炉数最后一炉大包浇注结束，关闭钢包水口，采集此时的中间包钢水重量T中包和连续测温的中间包温度TP；
（3）采集连铸机结晶器断面和当流拉速，计算通钢量，平衡连铸机拉速；
（4）当中间包吨位从T中包50%降到T中包30%时，将连铸机拉速按照正常工作拉速的60%控制；
（5）继续采集连续测温数据TP，对比TP和钢水的凝固温度；
将TP和所浇铸钢种液相线温度T液相线对比，如TP＞T液相线，则继续下一步流程，
将TP和所浇铸钢种液相线温度T液相线对比，如TP＜T液相线且持续1分钟，则按照流程第（8）步进行终浇处置；
（6）当中包吨位下降到正常吨位的20%时，将铸机拉速按照最低拉速控制，采集此时间段的 连续测温所测量的中间包温度TP，并对比中间包温度下降趋势；
按照每隔10秒对比中间包温度下降趋势，此时如果满足TP2-TP1＜1°-1.5°，则判断中包余钢散热正常，继续执行下一步；此时如果满足TP2-TP1＜8°-10°，则判断余钢散热异常，直接执行第8步；
（7）继续采集连续测温中间包温度，当其值低于所浇铸的钢种液相线温度时，即TP＜T液相线且TP＜1400°，则判断为中包余钢已经低于连续测温热电偶位置，即中间包余钢达到理想的控制高度；
（8）关闭中间包塞棒或者滑板，结束整个中间包余钢控制流程。
2.根据权利要求1所述的基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法，其特征是：步骤（1）中所述的连续测温装置的探头高度位置为所需要控制的中间包标准容量的10%的吨位处的理论高度处；水平位置为中间包宽度方向50%处；所述的连续测温装置的探头伸出中间包内腔厚度距离为150mm到250mm。
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