CN110961590A - 一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：浸入式水口渣线位置确定；步骤2：渣线自动控制工艺。该方案在准确计算和跟踪浸入式水口渣线位置，同时依据中包过热度，自动动态跟踪调整浸入式水口渣线位置，兼顾同一渣线的使用时间，从而解决以往渣线控制技术的渣线位置测量部准确，没有依据过热度变化动态调整导致的连铸坯缺陷发生率上升的隐患，同时也保证同一渣线刻度的使用时间，提高了浸入式水口的使用寿命。

Description

一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，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，中间包浸入式水口已经得到了普遍的运用。中间包浸入式水口是连铸生产过程中的重要部件，承担着把中间包的钢水注入到连铸结晶器里面的重要工艺任务。其本身要有耐钢水和抗熔渣侵蚀、冲刷的特性，但不论采用何种材料都会不同程度地存在着被侵蚀和冲刷的问题。另外一种情况，渣线的控制实际就是浸入式水口在连铸结晶器里面的插入深度控制。而插入深度的高低，直接影响到结晶器里面的流场状态和结晶器里面的保护渣融化状态，结晶器里面的流场状态和保护渣融化状态，对连铸坯的表面质量，特别是夹渣，表面纵裂等缺陷起着至关重要的作用。目前的连铸工艺当中，渣线的控制技术，都是聚焦于减少浸入式水口侵蚀，按照不同的渣线持续时间，通过电动缸、液压缸控制中包车升降，或者人工控制结晶器液面高度来实现浸入式水口的渣线控制。但是，如何随着中间包钢水过热度的变化，动态跟踪和调节渣线位置，确保浸入式水口插入深度动态符合要求，从而保证结晶器里面的热区稳定，减少连铸坯夹渣，表面纵裂缺陷，同时又要充分考虑渣线的侵蚀情况，确保浸入式水口的使用时间，目前还没有相关的技术得以实现。通过申请人的检索，专利号为CN200710010205的连铸结晶器渣线控制方法，提供的是通过对现有连铸结晶器液面自动，控制系统的液面位置给定值的自动调整，通过随时间变化不断自动微量改变系统的设定值来调整其熔渣层位置，从而实现渣线的自动控制。其主要考虑的是渣线位置的变化和使用时间的需求，没有涉及和考虑到渣线位置的动态跟踪和依据过热度自动调节渣线技术，已经不能满足目前对连铸坯日益增长的表面质量需求。还有专利号为CN20112043458所公布的种电动式动态调整渣线装置一种电动式动态调整渣线装置，专利号为CN201510118936所公布的自动调节板坯连铸机浸入式水口渣线的方法及装置。以上公布的文献和专利技术可以看出，目前的水口渣线控制技术，都集中在减少浸入式水口侵蚀，按照不同的渣线持续时间，通过电动缸、液压缸控制中包车升降，或者人工控制结晶器液面高度来实现浸入式水口的渣线控制，都没有涉及到渣线位置的动态跟踪和基于钢水过热度的渣线控制技术。唯一相关联的是专利号为CN201110428765公布的特厚板坯铸机使用中间包浸入式水口自动变渣线的方法。是将位置传感器安装到中包车的液压缸上，通过位置传感器反映的数值得到浇钢过程中中包车实际标高的平均值；然后通过测量中包车底部至浸入式水口顶部的距离，测量中包车底部至结晶器铜板顶部的距离，设定中包车高度变化的时间间隔，来实现浸入式水口的自动变渣线操作。但是由于其渣线的位置需要通过测量中包和结晶器的两个不同空间位置来确定，由于中包在使用过程中的不确定变形，也就导致了其渣线位置的不准确。同时其完全没有涉及和考虑到渣线位置的动态跟踪和依据过热度自动调节渣线，所以也不能满足目前对连铸坯日益增长的表面质量需求。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，该方案在准确计算和跟踪浸入式水口渣线位置，同时依据中包过热度，自动动态跟踪调整浸入式水口渣线位置，兼顾同一渣线的使用时间，从而解决以往渣线控制技术的渣线位置测量部准确，没有依据过热度变化动态调整导致的连铸坯缺陷发生率上升的隐患，同时也保证同一渣线刻度的使用时间，提高了浸入式水口的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：浸入式水口渣线位置确定；

步骤2：渣线自动控制工艺。

所述步骤1：浸入式水口渣线位置确定，具体如下:

连铸浸入式水口渣线为结晶器中钢水和保护渣液渣界面对为浸入式水口的侵蚀部位即为渣线位置，插入深度即浸入式水口侧孔上沿到渣线位置距离；

1.1测量中包车在浇注位降至最低位置时的水口侧孔上沿到铜板上沿的距离，设其为X；

1.2采集实际浇注过程中的液位值(铜板上沿到钢液面的距离)，设其为X2；

1.3采集中包车最低位置时的油缸编码器值和正常生产时候的油缸编码器值，设这两个的差值为X3，(即在浇注过程中包升降油缸实际反馈行程)；

1.4计算实时渣线位置X1(浸入式水口插入深度)为X1＝X-X2-X3。

所述步骤2渣线自动控制工艺，具体如下：

2.1依据工艺要求，按照结晶器液位设定值、同一渣线运行时间、对应插入深度、运行累计时间、渣线使用预警时间设置渣线运行曲线工艺静态表；下表1所示：

表1

2.2设置过热度运行区间，如下表2所示：

表2

2.3采集连铸机生产模式和结晶器液位控制模式；

2.4铸机生产模式为浇注状态，结晶器液位控制模式为自动状态，则开始启动渣线自动控制；

2.5采集当前结晶器液位值，相应计算出当前的浸入式水口插入深度；

2.6采集当前中包钢水温度；

2.7采集当前浇注钢种液相线温度；

2.8依据上步采集的中包钢水温度计算出当前的钢水过热度；

2.9依据计算出的过热度，读取静态表2，判断出过热度区间；

2.10当过热度为B时插入深度在曲线区间1(*1～*7)做正弦曲线运行；当过热度为A时插入深度在曲线区间2(*4～*7)做正弦曲线运行；当过热度为C时插入深度在曲线区间3(*1～*4)做正弦曲线运行；

2.11将在同一渣线位置运行的时间进行累计，超过静态表1设定的预警时间，系统自动输出警报。本技术方案主要是首先依据中包升降油缸最大行程计数，水口原始长度标定渣线初始值，然后依据浇注过程中包升降油缸实际反馈行程和结晶器液位实际动态跟踪调节渣线位置。随后采集中间包钢水过热度，钢种信息、拉速等和浸入式水口渣线控制相关的工艺参数，依据不同的过热度设定相应的渣线控制区间，同时对同一渣线使用时间进行时间累计。从而准确计算和跟踪浸入式水口渣线位置，同时依据中包过热度等关键工艺参数，自动动态跟踪调整浸入式水口渣线位置。在兼顾同一渣线的使用时间的同时，，解决了以往渣线控制技术的渣线位置测量不准确，没依据过热度变化动态调整渣线位置从而导致的连铸坯缺陷发生率上升的隐患，同时也保证了同一渣线刻度的使用时间，提高了浸入式水口的使用寿命。

相对于现有技术，本发明的优点如下：该方案利用提供的在渣线自动控制方法，能精确控制渣线位置，其渣线精度能控制在±3mm以内。实现了连铸工艺上要求的依据不同的过热度设定相应的渣线控制区间的要求。在兼顾同一渣线的使用时间的同时，解决了以往渣线控制技术的渣线位置测量不准确，没依据过热度变化动态调整渣线位置从而导致的连铸坯缺陷发生率上升的隐患，同时也保证了同一渣线刻度的使用时间，提高了浸入式水口的使用寿命。实验阶段采用该方案后，浸入式水口的平均使用时间也增加了1.8小时，由于渣线控制不当导致的板坯表面纵裂下降了56％，降成本和质量改善效果显著。

附图说明

图1为实施例的渣线位置确定示意图；

图2为本发明的工艺控制流程图。

具体实施方式

为了加强对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明做出进一步的说明和介绍。

实施例1：参见图1、图2，一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：浸入式水口渣线位置确定；

步骤2：渣线自动控制工艺。

所述步骤1：浸入式水口渣线位置确定，具体如下:

连铸浸入式水口渣线为结晶器中钢水和保护渣液渣界面对为浸入式水口的侵蚀部位即为渣线位置，插入深度即浸入式水口侧孔上沿到渣线位置距离；

1.1测量中包车在浇注位降至最低位置时的水口侧孔上沿到铜板上沿的距离，设其为X；

1.2采集实际浇注过程中的液位值(铜板上沿到钢液面的距离)，设其为X2；

1.3采集中包车最低位置时的油缸编码器值和正常生产时候的油缸编码器值，设这两个的差值为X3，(即在浇注过程中包升降油缸实际反馈行程)；

1.4计算实时渣线位置X1(浸入式水口插入深度)为X1＝X-X2-X3。

所述步骤2渣线自动控制工艺，具体如下：

2.1依据工艺要求，按照结晶器液位设定值、同一渣线运行时间、对应插入深度、运行累计时间、渣线使用预警时间设置渣线运行曲线工艺静态表；下表1所示：

表1

2.2设置过热度运行区间，如下表2所示：

表2

2.3采集连铸机生产模式和结晶器液位控制模式；

2.4铸机生产模式为浇注状态，结晶器液位控制模式为自动状态，则开始启动渣线自动控制；

2.5采集当前结晶器液位值，相应计算出当前的浸入式水口插入深度；

2.6采集当前中包钢水温度；

2.7采集当前浇注钢种液相线温度；

2.8依据上步采集的中包钢水温度计算出当前的钢水过热度；

2.9依据计算出的过热度，读取静态表2，判断出过热度区间；

2.10当过热度为B时插入深度在曲线区间1(*1～*7)做正弦曲线运行；当过热度为A时插入深度在曲线区间2(*4～*7)做正弦曲线运行；当过热度为C时插入深度在曲线区间3(*1～*4)做正弦曲线运行；

2.11将在同一渣线位置运行的时间进行累计，超过静态表1设定的预警时间，系统自动输出警报。本技术方案主要是首先依据中包升降油缸最大行程计数，水口原始长度标定渣线初始值，然后依据浇注过程中包升降油缸实际反馈行程和结晶器液位实际动态跟踪调节渣线位置。随后采集中间包钢水过热度，钢种信息、拉速等和浸入式水口渣线控制相关的工艺参数，依据不同的过热度设定相应的渣线控制区间，同时对同一渣线使用时间进行时间累计。从而准确计算和跟踪浸入式水口渣线位置，同时依据中包过热度等关键工艺参数，自动动态跟踪调整浸入式水口渣线位置。在兼顾同一渣线的使用时间的同时，，解决了以往渣线控制技术的渣线位置测量不准确，没依据过热度变化动态调整渣线位置从而导致的连铸坯缺陷发生率上升的隐患，同时也保证了同一渣线刻度的使用时间，提高了浸入式水口的使用寿命。

应用实施例：

本案例中，现场工艺要求渣线控制范围为130mm到160mm之间，其结晶器正常液位值为820mm，结晶器长度为900mm。工艺要求过热度按照小于15°，15°到30°、大于30°三个区间执行不同的水口插入深度(不同的渣线范围)。按照本发明提供的方法，一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，该方法按照以下步骤实施：

1.浸入式水口渣线位置确定，参照图1，

连铸浸入式水口渣线为结晶器中钢水和保护渣液渣界面对为浸入式水口的侵蚀部位即为渣线位置，插入深度即浸入式水口侧孔上沿到渣线位置距离。

1)1测量中包车在浇注位降至最低位置时的水口侧孔上沿到铜板上沿的距离为280mm，即X取值为280mm；

1.2采集实际浇注过程中的液位值为820mm(铜板上沿到钢液面的距离为900mm-820mm＝80mm)，即X2取值为80mm；

1.3采集中包车最低位置时的油缸编码器值为20mm和正常生产时候的油缸编码器值60mm，则这两个的差值40mm，即X3取值为40mm，(即在浇注过程中包升降油缸实际反馈行程为40mm)；

1.4计算实时渣线位置X1(浸入式水口插入深度)为X1＝X-X2-X3

＝280mm-80mm-40mm

＝160mm；

2.渣线自动控制工艺，参照流程图2；

2.1依据工艺要求，按照结晶器液位设定值、同一渣线运行时间、对应插入深度、运行累计时间、渣线使用预警时间设置渣线运行曲线工艺静态表。如下表3所示：

2.2设置过热度运行区间，如下表:4所示

表4

2.3采集连铸机生产模式和结晶器液位控制模式；

2.4铸机生产模式为浇注状态，结晶器液位控制模式为自动状态，开始启动渣线自动控制；

2.5采集当前结晶器液位值为820mm，依据前面相应计算出当前的浸入式水口插入深度为160mm；

2.6采集当前中包钢水温度为1553°；

2.7采集当前浇注钢种液相线温度为1530°

2.8依据上步采集的中包钢水温度计算出当前的钢水过热度为23°；

2.9依据计算出的过热度，读取静态表2，判断出过热度在区间B；

2.10过热度为B时，插入深度在曲线区间1(805～835mm)做正弦曲线运行；

2.11渣线自动控制流程结束。

需要说明的是上述实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：浸入式水口渣线位置确定；

步骤2：渣线自动控制工艺。

2.根据权利要求1所述的基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，其特征在于，所述步骤1：浸入式水口渣线位置确定，具体如下:

连铸浸入式水口渣线为结晶器中钢水和保护渣液渣界面对为浸入式水口的侵蚀部位即为渣线位置，插入深度即浸入式水口侧孔上沿到渣线位置距离；

1.1测量中包车在浇注位降至最低位置时的水口侧孔上沿到铜板上沿的距离，设其为X；

1.2采集实际浇注过程中的液位值(铜板上沿到钢液面的距离)，设其为X2；

1.3采集中包车最低位置时的油缸编码器值和正常生产时候的油缸编码器值，设这两个的差值为X3，(即在浇注过程中包升降油缸实际反馈行程)；

1.4计算实时渣线位置X1(浸入式水口插入深度)为X1＝X-X2-X3。

3.根据权利要求2所述的基于钢水过热度的浸入式水口渣线自动控制方法，其特征在于，所述步骤2渣线自动控制工艺，具体如下：

2.1依据工艺要求，按照结晶器液位设定值、同一渣线运行时间、对应插入深度、运行累计时间、渣线使用预警时间设置渣线运行曲线工艺静态表；下表1所示：

表1

2.2设置过热度运行区间，如下表2所示：

表2

2.3采集连铸机生产模式和结晶器液位控制模式；

2.4铸机生产模式为浇注状态，结晶器液位控制模式为自动状态，则开始启动渣线自动控制；

2.5采集当前结晶器液位值，相应计算出当前的浸入式水口插入深度；

2.6采集当前中包钢水温度；

2.7采集当前浇注钢种液相线温度；

2.8依据上步采集的中包钢水温度计算出当前的钢水过热度；

2.9依据计算出的过热度，读取静态表2，判断出过热度区间；

2.10当过热度为B时插入深度在曲线区间1(*1～*7)做正弦曲线运行；当过热度为A时插入深度在曲线区间2(*4～*7)做正弦曲线运行；当过热度为C时插入深度在曲线区间3(*1～*4)做正弦曲线运行；

2.11将在同一渣线位置运行的时间进行累计，超过静态表1设定的预警时间，系统自动输出警报。

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