CN109014102B - 高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法 - Google Patents

高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金连铸领域,涉及一种高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,将二次冷却区沿浇铸方向依次分成多个二次冷却水回路,每个二次冷却水回路由一个二次冷却区回路控制单元和至少一个扇形段上的二次冷却喷淋段连接组成,其中二次冷却区回路控制单元包括依次安装在冷却水管上的蓄能器、流量计、PID控制和调节阀,蓄能器用于稳定二次冷却区调节阀动作时的回路水压,PID控制根据动态配水模型结合流量计反馈信号来控制调节阀开口度,二次冷却喷淋段上设置有两处进水口使得每个二次冷却喷淋段均形成环路,环路的二次冷却喷淋段更利于喷淋管上喷嘴处压力及流量平衡,从而有利于连铸坯质量。

Description

高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法
技术领域
本发明属于冶金连铸领域,涉及一种高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法。
背景技术
中等厚度100~160mm的板坯介于薄板坯及常规板坯厚度之间,是将薄板坯连铸与传统厚度连铸工艺技术优势结合在一起的新工艺技术。它不但可以避免薄板坯连铸所带来的表面质量问题,而且因其厚度较常规板坯轧制道次减少而有效地提高了生产率。目前ASP连铸机是中薄板坯连铸机的代表,其生产厚度为135mm、150mm两种厚度,设计最高拉速为2.8m/min。在采用无头轧制技术时,连铸机小时产量与轧钢小时产量有着一定差距,需要进一步提高连铸机拉速,而二次冷却区系统设计是提高连铸机拉速和确保质量的前提条件之一。
目前板坯连铸机二次冷却水设计压力通常在最大1.3MPa,而薄板坯连铸机部分设计压力为1.6~2.0MPa。大多数板坯连铸机设计的二次冷却回路控制单元主要是由流量计、PID控制、调节阀三个主要部分组成,拉速调整时将流量计的信号反馈给PID控制,然后控制调节阀开口实现流量的调节。这种设计的缺陷是,调节阀调整流量时,管路中压力会波动,进而通过管道将压力波动值传递到各个喷嘴处,造成喷嘴喷射角的波动,影响铸坯质量,严重时可能造成漏钢危害。
目前,连铸机二次冷却水分配区域距离扇形段喷淋段通常都有一段距离,常规设计是将单个二次冷却回路控制单元与喷淋段通过一根支管连接。这种设计在管道流量小,压力小的常规扇形段设计上较实用。但对于中薄板坯连铸机,扇形段较常规扇形段要小许多,拉速提高后,获得更好冷却条件下,必然要求水压增加,冷却水水量增大,在有限的扇形段上布置管径大的冷却水管,给生产维护带来许多问题,同时压力较大时,单侧进水容易造成喷淋段左右侧的喷嘴压力、流量分配不一致,从而使得铸坯冷却不均匀,影响板坯质量。
发明内容
有鉴于此,本发明鉴于以上现有设计方法的不足和中薄板坯连铸机提高拉速的需求,提供一种高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,该冷却方法的目的在于优化、改进现有冷却水回路设计方法,在提高中薄板坯连铸机拉速时,稳定冷却水分配,减少漏钢危害,同时有利于稳定铸坯生产质量。
为达到上述目的,本发明提供一种高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,包括以下步骤:
A、将对连铸坯进行二次冷却的二次冷却区沿浇铸方向依次分成多个二次冷却水回路,每个二次冷却水回路由一个二次冷却区回路控制单元和至少一个扇形段上的二次冷却喷淋段连接组成,其中二次冷却区回路控制单元包括依次安装在冷却水管上的蓄能器、流量计、PID控制和调节阀,蓄能器用于稳定二次冷却区调节阀动作时的回路水压,PID控制根据动态配水模型结合流量计反馈信号来控制调节阀开口度;
B、扇形段上的二次冷却喷淋段为若干可拆卸连接且横向排列的喷淋段,通过调节喷淋段的个数来适应不同宽度板坯的生产;
C、在二次冷却喷淋段上设置两处进水口,使得每个二次冷却喷淋段均形成环路,环路的二次冷却喷淋段更利于喷淋管上喷嘴处压力及流量平衡,冷却水从喷淋管上的喷嘴喷出,对连铸坯表面进行二次冷却。
进一步,冷却水管所处的冷却水工作水压≥2.0MPa,铸坯采用全水冷方式冷却。
进一步,冷却水管的出水侧安装有压力检测器和过滤器,冷却水管的出水端分为两根支管管路。
进一步,扇形段上上的二次冷却喷淋段包括中部喷淋段和边部喷淋段,中部喷淋段对应一个二次冷却回路控制单元I,边部喷淋段对应一个二次冷却回路控制单元II,二次冷却回路控制单元I和二次冷却回路控制单元II所在冷却水管的出水端均分为两根支管管路。
进一步,二次冷却回路控制单元I的支管管路连接中部喷淋段冷却水回路上的喷淋段a1进水口,二次冷却回路控制单元II的支管管路连接边部喷淋段冷却水回路上的喷淋段a2进水口,边部喷淋段分散在扇形段的喷淋段两侧,边部喷淋段之间通过软管连接。
进一步,连铸坯拉速(V)与连铸坯厚度(D)平方的乘积数值≥55000,拉速单位为m/min,厚度单位为mm。
进一步,冷却水管上安装有控制冷却水管开启的手动阀。
进一步,连铸坯厚度范围为100~160mm。
进一步,过滤器为Y型过滤器。
本发明的有益效果在于:
1、本发明所公开的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,在二次冷却区回路控制单元处增加蓄能器,蓄能器用于稳定二次冷却区调节阀动作时的回路水压,使得冷却水管水量调节时压力稳定,稳定水量调节时管路的压力,避免了现有技术中冷却水管中存在压力波动,使得冷却水分配不均,减少连铸坯二次冷却时出现的漏钢现象,减少铸坯质量缺陷问题。
2、本发明所公开的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,将二次冷却喷淋段设计为两处进水,可以增大扇形段上维护利用空间,为液压电气元件检修创造条件,同时形成环路的喷淋段更利于喷淋管及喷嘴处压力及流量平衡,从而有利于铸坯质量。解决了现有技术的中薄板坯连铸机拉速提高后,为了获得更好冷却条件下,必然要求水压增加,冷却水水量增大,在有限的扇形段上布置管径大的冷却水管,给生产维护带来许多问题,同时压力较大时,单侧进水容易造成喷淋段左右侧的喷嘴压力、流量分配不一致,从而使得铸坯冷却不均匀,影响板坯质量的问题。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明高拉速中薄板坯连铸机中单个二次冷却水回路结构示意图;
图2为本发明高拉速中薄板坯连铸机中扇形段上二次冷却喷淋段结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
说明书附图中的附图标记包括:
冷却水管1、手动阀2、蓄能器3、流量计4、PID控制5、调节阀6、压力检测器7、Y型过滤器8、软管9、支管管路10、喷淋段a1进水口11、喷淋段a2进水口12、喷淋管13、喷嘴14。
如图1和图2所示的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法中,连铸坯拉速(V)与连铸坯厚度(D)平方的乘积数值≥55000,拉速单位为m/min,厚度单位为mm。连铸坯厚度范围为100~160mm。
本实施例连铸坯厚度(D)为135mm,工作拉速(V)为3.2m/min,V×D2=58320,满足V×D2大于55000。
该二次冷却区沿浇铸方向依次分成多个二次冷却水回路,每个二次冷却水回路由一个二次冷却区回路控制单元和多个扇形段上的二次冷却喷淋段连接组成。每个扇形段上需要划分为内外弧、中部边部等冷却回路,在相邻扇形段冷却水量不大情况时,为节省投资,可以将一个冷却水控制回路对应一个或者两个扇形段同一个位置的喷淋段。板坯宽度为900~1300mm,为避免窄规格板坯过冷,需要将扇形段上冷却喷淋段设计为冷却宽度调节方式,扇形段的二次冷却喷淋段设计包括2个喷淋段,每个喷淋段包括7组相互连接且纵向排列的喷淋管,通过调节喷淋段的个数来适应不同宽度板坯的生产。
其中二次冷却区回路控制单元包括依次安装在冷却水管1上的蓄能器3、流量计4、PID控制5和调节阀6,蓄能器3用于稳定二次冷却区调节阀6动作时的回路水压,PID控制5根据动态配水模型结合流量计4反馈信号来控制调节阀6开口度,冷却水管1所处的冷却水工作水压为2.0MPa,铸坯采用全水冷方式冷却。冷却水管1进水侧安装有控制冷却水管1开启的手动阀2。冷却水管1的出水侧安装有压力检测器7和Y型过滤器8,冷却水管1的出水端分为两根支管管路10。结合喷嘴14特性,将冷却喷淋段划分为中部喷淋段和边部喷淋段,中部喷淋段对应一个二次冷却回路控制单元I,边部喷淋段对应一个二次冷却回路控制单元II,二次冷却回路控制单元I和二次冷却回路控制单元II所在冷却水管1的出水端均分为两根支管管路10。二次冷却回路控制单元I的支管管路通过基础框架连接中部喷淋段冷却水回路上的喷淋段a1进水口11,二次冷却回路控制单元II的支管管路通过基础框架连接边部喷淋段冷却水回路上的喷淋段a2进水口12,边部喷淋段分散在扇形段的喷淋段两侧,边部喷淋段之间通过软管9连接。二次冷却喷淋段上设置有两处进水口使得每个二次冷却喷淋段均形成环路,环路的二次冷却喷淋段更利于喷淋管13上喷嘴14处压力及流量平衡,冷却水从喷淋管13上的喷嘴14喷出,对连铸坯表面进行二次冷却。将二次冷却喷淋段设计为两处进水,可以增大扇形段上维护利用空间,为液压电气元件检修创造条件,同时形成环路的喷淋段更利于喷淋管及喷嘴处压力及流量平衡,从而有利于铸坯质量。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、将对连铸坯进行二次冷却的二次冷却区沿浇铸方向依次分成多个二次冷却水回路,每个二次冷却水回路由一个二次冷却回路控制单元和至少一个扇形段上的二次冷却喷淋段连接组成,其中二次冷却回路控制单元包括依次安装在冷却水管上的蓄能器、流量计、PID控制和调节阀,蓄能器用于稳定二次冷却区调节阀动作时的回路水压,PID控制根据动态配水模型结合流量计反馈信号来控制调节阀开口度;
B、扇形段上的二次冷却喷淋段为若干可拆卸连接且横向排列的喷淋段,通过调节喷淋段的个数来适应不同宽度板坯的生产;
C、在每个扇形段上的二次冷却喷淋段上均设置两处进水口,使得每个扇形段上的二次冷却喷淋段均形成环路,环路的二次冷却喷淋段更利于喷淋管上喷嘴处压力及流量平衡,冷却水从喷淋管上的喷嘴喷出,对连铸坯表面进行二次冷却,其中扇形段上的二次冷却喷淋段包括中部喷淋段和边部喷淋段,中部喷淋段对应一个二次冷却回路控制单元Ⅰ,边部喷淋段对应一个二次冷却回路控制单元Ⅱ,二次冷却回路控制单元Ⅰ和二次冷却回路控制单元Ⅱ所在冷却水管的出水端均分为两根支管管路,二次冷却回路控制单元Ⅰ的支管管路连接中部喷淋段冷却水回路上的喷淋段a1进水口,二次冷却回路控制单元Ⅱ的支管管路连接边部喷淋段冷却水回路上的喷淋段a2进水口,边部喷淋段分散在扇形段的二次冷却喷淋段两侧,边部喷淋段之间通过软管连接。
2.如权利要求1所述的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,其特征在于,所述冷却水管所处的冷却水工作水压≥2.0MPa,连铸坯采用全水冷方式冷却。
3.如权利要求2所述的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,其特征在于,所述冷却水管的出水侧安装有压力检测器和过滤器,冷却水管的出水端分为两根支管管路。
4.如权利要求1所述的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,其特征在于,连铸坯拉速(V)与连铸坯厚度(D)平方的乘积数值≥55000,拉速单位为m/min,厚度单位为mm。
5.如权利要求1所述的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,其特征在于,冷却水管上安装有控制冷却水管开启的手动阀。
6.如权利要求1所述的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,其特征在于,所述连铸坯厚度范围为100~160mm。
7.如权利要求3所述的高拉速中薄板坯连铸机二次冷却方法,其特征在于,所述过滤器为Y型过滤器。
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