CN113275533A - 一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统，该系统由无级调速钢丝喂丝机装置、中间包测温装置、中间包钢水温度控制系统和喂丝机应急控制装置组成；在连铸中间包浇注过程中，中间包测温装置、无级调速钢丝喂丝机装置和中间包钢水温度控制系统形成自反馈控制系统；中间包钢水温度控制系统根据测量的实时温度信息，自动调整喂丝机装置的喂丝速度和时间，通过冷钢丝喂丝熔化吸热实现中间包钢水的浇注温度恒温控制；本专利所使用钢丝是常见的低碳钢筋，来源广泛，总加入量是平均钢水产量的0.3‑2％之间，利用中间包的余热熔化钢丝，钢丝收得率在99.8％以上.不仅增加连铸浇注温度的稳定性，而且提高产量。

Description

一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制装置
技术领域
本发明涉及炼钢连铸领域，具体涉及到一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制装置。
背景技术
在炼钢连铸领域，中间包浇注过热度(浇注温度—金属理论凝固温度)是一个非常工艺关键参数，不仅影响连铸坯的内部质量，而且是漏钢、中心线开裂等事故一个重要因素。低过热度浇注可以有效抑制连铸坯柱状晶的生长，增大等轴晶的形核与生长区域，降低中心宏观偏析，改善铸坯内部质量，获得近均质化连铸坯。随着连铸板坯厚度的增加及高合金钢的连铸的生产需要，迫切需要实现连铸浇注温度的恒温控制，确保连铸坯质量的稳定。
但是实际生产过程中，实现连铸的恒温浇注非常困难，主要是因为炼钢生产节奏的不稳定性、钢包、中间包温降的不稳定性、钢包引流砂的自开性、钢包换包等因素，导致中间包浇注过热度在一个炉次、一个浇次不同炉次之间都存在较大波动性，浇注过热度一般波动范围在5-40℃之间，给连铸工艺、质量、安全的稳定性带来较大的不确定性。
传统的连铸中间包过热度的控制办法主要采用控制LF精炼的上钢(连铸) 温度来控制浇注过热度，但是钢包上连铸需要经过行车调运上钢，等待上一钢包浇注完毕，回转平台转运，钢包回转平台的温降，钢包连接液压装置打开滑板的引流，钢包浇注期间的温降，中间包钢水的温降等一系列因素，这些因素的不可预测性及不稳定性，导致即使LF精炼上钢温度稳定，中间包浇注过热度也存在较大的不稳定性。而且，若LF精炼上钢钢水温度过低，容易导致钢包引流自开率降低，引流沙不能自开后需要人工吹氧处理，影响生产节奏和钢水质量，严重时甚至导致钢包底部结钢，连铸生产中断等事故，经济损失巨大。
专利号为CN108296463的专利就公布一种在LF精炼环节通过控制钢包类型、冶炼温度、氩气流量、喂线长度等参数来控制中间包过热度的方法，实质还是通过调整LF上钢温度来调整中间包过热度。专利号为CN210450952的专利公布一种的一种电磁感应加热中间包，其特征在于注入室与连铸室之间通过加热通道相连通，通过电磁感应加热实现钢水低过热度浇注，该装置仅能实现加热升温，如果浇注钢水温度过高时，如何获得低温钢水专利中并没有明确说明。实际生产中，为了连铸生产安全性及稳定性，大部分钢厂都选择较高的精炼上钢温度，导致中间包过热度偏高是生产中的常见现象，温度一旦偏高，电磁感应加热装置就失去作用，所以实际生产中很难稳定化的实现低过热度浇注。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化化控制装置和方法，实现连铸中间包浇注过热度的恒温控制，可将连铸中间包过热度波动范围控制在±5℃以内，明显改善连铸坯的中心偏析，提高连铸生产的稳定性、安全性，提升铸坯内部质量。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：在连铸坯中间包环节引入变频无级调速钢丝喂丝机装置，通过冷钢丝喂丝熔化吸热实现中间包钢水的温度调控，喂丝装置与中间包的测温装置通过电脑控制程序实现自反馈控制，通过调整喂丝的速度和时间，实时调整连铸中间包的钢水过热度，可将连铸中间包过热度±5℃的波动范围。
本发明所述装置主要由变频无级调速钢丝喂丝机、连铸中间包测温系统、浇注平台应急控制按钮，电脑控制客户端组成。
本发明所述装置为了实现实时精确控制钢水温度的目的，需要获取LF精炼上钢前的冶炼数据信息，连铸回转台的钢包称重系统提供实时钢水重量信息、连铸中间包的容量、测温数据及连铸机拉速、断面的实时数据。
本发明所述的变频无级调速钢丝喂丝机能够以盘状钢丝作为原料进行喂丝作业，喂丝速度可以通过计算机编码无级调速控制，喂丝速度在0-6m/s之间，喂丝速度调控响应时间在控制在3s内，喂丝机满足长时间在40-60℃环境下的工作要求。
本发明所述的喂丝机具备旋转功能，钢包换包过程需从工位中旋转挪开，不得影响钢包换包。
本专利所述的盘卷状钢丝成分是低碳钢丝，直径在Φ6-15mm之间，C含量要求小于0.2％，P含量不超过0.02％,S含量超过0.010％，盘卷规范，无交叉。
本发明所述的变频无级调速钢丝喂丝装置可以是一台或者多台，6、喂丝机可以是一台或者多台，喂丝机的喂丝能力满足在任何连铸工作条件下，具备将中间包钢水整体温度降低5℃/min，确保调整中间包温度的快速响应能力。
本发明所述的喂丝机的台数具体可根据中间包容量大小、浇注最大速度和喂丝直径进行确定，设计计算公式如下：
Figure RE-GDA0003144979490000031
(公式1)式中N为工作喂丝机的台数，为整数，W为中间包设计额定容量，单位为t，Lvmax为连铸坯最大浇注速度，单位为t/min，Cp为融熔态钢水的比热容，单位为J/(g.K),Rm为冷钢丝的熔化热，单位为J/(g.K),R为喂丝机使用的钢丝的直径，单位为m,Vmax为喂丝机的最大喂丝速度，单位为m/s。通常情况下，计算所需的喂丝机是1台时，也按照每台连铸机两台进行部署，确保一台喂丝机故障或者喂丝机更换钢丝过程中，中间包温度也能够得到稳态控制。
所述的连铸中间包测温装置优选为连续测温装置，也可以常规快速热电偶测温间隔测温，但是测温频次不低于5min/次。测温装置要求测温精度控制在± 3℃，测温响应时间在30s以内。连续测温装置需要布置在中间包的塞棒一侧，用于测量钢水实时浇注温度，位于中间包的中心位置，确保测量温度的准确性。
本发明所述的装置，在连铸大包浇注的测温平台设计有应急开启及停止按钮，用于人为控制喂丝机的应急开启和停止处理。
所述的中间包钢水测温装置、喂丝机的控制信号均连接到连铸主控室的电脑温度程序控制端，控制程序画面实时显示中间包测量温度数据，喂丝机装置也由中间包钢水温度控制程序进行控制。中间包温度控制程序中可以设定浇注过热度等参数。
本发明所述钢丝喂丝装置在工作过程的喂丝切入位置位于中间包的钢包浇注水口附近，位于钢包浇注冲击区域内，利于钢丝的快速融化及流动，严禁在中间包边缘进行喂丝，喂丝过程中所述钢丝以30-60°角度切入中间包钢水液面，避免过多卷入钢渣。为了达到上述目的，需要根据现场测量设计固定位置及工装。
工作过程及控制程序
连铸开浇后，主控室电脑端启动中间包钢水温度控制程序，控制系统自动连接获取连铸机断面和拉速、LF精炼上钢炉次温度、成分信息，浇注钢包重量及中间包容量信息，并将相关信息实时显示在控制界面，其中包括中间包的测量温度-时间曲线。同时，程序将自动检查喂丝机的工作状态，有问题时将反馈至软件客户端，提示进行下一步操作。
程序运行后，读取精炼冶炼炉次终点成分，按照如下公式自动计算凝固温度：
Tm＝1539-(70wC+8wSi+5wMn+30wP+25wS+wCu+4wNi+1.5wCr)(公式2)
式中Tm为钢水理论凝固温度，WM为钢水主要组成元素的质量分数。
本专利所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制装置，其特征在于，工作过程分为五个时间段，分别为连铸首炉浇注阶段、钢包换包阶段、钢包开浇初期阶段、钢包浇注末期阶段及钢包稳态浇注阶段，不同阶段执行不同的控制模式。
所述的中间包钢水温度控制第一个阶段是连铸机首炉浇注整个过程中，此时中间包的稳态温度场未建立，中间包钢水温度控制系统仅仅读取中间包测温数据，钢丝喂丝装置不投入运行。
所述中间包钢水温度控制系统的第二个阶段是换包期间，喂丝机自动撤离工位，钢丝喂丝装置也不投入运行。
所述中间包钢水温度控制系统的第三个阶段是钢包浇注末期阶段，因钢包换包过程的影响，无热源输入，中间包温度损失较大，为了预留足够的余热，当钢包浇注剩余钢水量小于5-10％的钢包钢水总重量时，喂丝机自动停止工作并转离工位。
所述中间包钢水温度控制系统的第四个阶段是钢包开浇初期阶段，此阶段中间包钢水液面处于补充恢复阶段，稳定温度场未建立，需待液面恢复正常后，喂丝机才能恢复工作，具体判定标准按照新钢包浇注吨位大于2倍换包停止浇注期间浇注钢水量时，喂丝机自动转入工作岗位，等待进一步控制指示。
所述的中间包钢水温度控制系统的第五个阶段是钢包稳态浇注阶段，中间包温度控制主要在此阶段进行，具体控制办法及操作要求如下：
新钢包开浇且中间包钢水液面恢复正常后，要求大包测温平台的操作工在3 分钟内对中间包的钢水温度进行测量，若是连续测温装置，测量一个时间段的平均温度作为控制依据，测量温度记为Tcurr。
若Tcurr≤Tm+ΔT时,ΔT为工艺要求的过热度，喂丝机不工作。
若Tcurr＞Tm+ΔT时，按照下列公式计算喂丝机初始喂丝速度V2可以按照如下进公式确定：
Figure RE-GDA0003144979490000051
式中V2为喂丝机初始喂丝速度，单位为kg/min,W为中间包稳态库存钢水的容量，单位为t。V1为连铸浇注速度，单位为t/min,Cp为钢水融熔态比热容，单位为J/(g.K)，数值一般为0.80-0.85；Rm为冷钢丝的熔化热，单位为J/(g.K)，数值一般为1100-1300之间。
中间包钢丝喂丝速度V2可以换算为喂丝直径R和喂丝机个数N的函数,单个喂丝机的喂丝速度V0可以用下面函数计算：
Figure RE-GDA0003144979490000052
其中，R为钢丝直径，单位为mm。V2为钢丝的喂丝速度，单位为m/min,N 为同时喂丝的喂丝机个数,V0为单个喂丝机的喂丝速度，m/s.
连铸坯钢水浇注速度V1可以换算为连铸坯拉速和断面尺寸的函数，可以根据下面公式计算
V1＝H×B×LV×7.80 (公式5)
式中，H为连铸坯厚度，单位为m；B为连铸坯宽度，单位为m；Lv为连铸的拉速，单位为单位为m/min；
若中间包测温取样是连续取样，以1分钟内测温结果的平均值的控制依据，将公式4和公式5代入公式3，可以得到喂丝机在特定温度下喂丝速度V0的计算公式如下：
Figure RE-GDA0003144979490000053
式中，Tcurr(i)为第i分钟的中间包实测温度，V0(i+1)是第i+1分钟的喂丝速度。若V0(i+1)＞0，按照计算速度进行下一阶段喂丝，若V0(i+1)≤0，喂丝机停止工作。
当没有中间包钢水连续测温装置时，中间包温度控制精度可能受到影响，但是也可以钢水温度控制一定的温度范围，但是取样间隔要控制5分钟以内。具体控制办法按照如下进行：
Figure RE-GDA0003144979490000061
式中，n为距上次测温的时间，单位为min,k为浇注钢包钢水的自然温降系数，单位为℃/min,根据大量数据回归和经验得出，一般取值在0.4-2℃/min。
对于采用间隔测温的中间包，每次重新测温后首先判断测量数据的准确性，可按照|Tcurr(i)-Tm-△T|≤15℃作为判定依据，若不在上述正常范围内，视为异常数据，不予采纳，并提醒重新取样。
若测量数据属于正常范围，测量温度小于设定浇注温度，停止喂丝，若测量温度大于设定浇注温度，然后公式7计算的喂丝速度进行喂丝。未连续测温时，距上次测温时间，每间隔一分钟对喂丝速度进行调整一次，逐步降低喂丝速度，防止浇注温度过低。热快偶的重新测温后，按照最新确定喂丝速度进行控制。
本专利所述的中间包钢水温度控制装置，特点在于在采用中间包连续测温装置情况下，可以将浇注温度控制在设定温度±3℃以内。若采用间隔测温办法，要求测温间隔控制在5min/次，此时浇注温度控制精度可达±5℃以内。
本专利所述的中间包温度控制装置，在单个喂丝机故障或者换钢丝过程中，可自动调整喂丝速度，满足特殊情况的温度调控需要，保证温度调控的连续进行。
本专利所述的有益效果是通过该装置避免中间包浇注温度过高现象的发生，解决目前生产实践中浇注温度一旦过高，生产上无办法解决的困境，中间包浇注过热度得到较好的控制。
本专利所述的装置实现运行的自动化控制，解决人工喂丝不稳定性及操作的复杂性，提高了控制精度和节省了劳动力。
本专利所述装置可以将过热度控制在较低的范围内，过热度控制稳定，避免了因浇注温度过高降低拉速或者调整水表的情形，连铸工艺和质量稳定性大幅度提高，连铸坯的低倍质量明显改善。
本专利所述装置的有益效果是提高连铸前置工序的可执行性，上钢温度与中间包浇注温度的关联性降低，降低炼钢生产计划调度的难度，解决目前降低浇注温度必须依赖精炼降低上钢温度的局面，也避免因上钢温度较低导致的钢包水口堵塞及引流等事故。
本专利所述的中间包温度控制装置，所使用钢丝是常见的低碳钢筋，来源广泛，总加入量是平均钢水产量的0.3-2％之间，利用中间包的余热熔化钢丝，钢丝收得率在99.8％以上.不仅增加连铸浇注温度的稳定性，而且提高产量。
具体实施方式
实施例1：为了加强对本发明的理解和认识，下面结合某钢厂250*1650mm 断面浇注过程中间包温度控制过程做出进一步说明。
连铸首炉开浇后，启动中间包温度控制系统，按照程序要求录入下表所示生产信息，以下数据仅供参考，具体需要根据实际情况确定。
表1中间包钢水温度控制系统设定的初始信息
项目 数值 单位 项目 数值 单位
连铸坯厚度H 250 mm 连铸坯宽度 150 mm
中间包正常容量 30 t 浇注过热度 20 ℃
喂丝直径 10 mm 喂丝速度最大值 6 m/s
工作模式 2 台 钢水比热容 0.83 J/(g.K)
钢丝熔化热 1250 J/(g.K) 钢包钢水自然温降系数 1.0 ℃/min
中间包温度控制系统启动后自动与精炼、回转台钢包称重系统、中间包测温系统、连铸系统、MES系统获取主要的项目信息如下表2、表3所示，其中液相线温度可以根据公式2自动计算，中间包浇注温度也根据设定过热度计算确定。
表2中间包钢水温度控制系统获取的LF精炼炉次和上钢称重信息
Figure RE-GDA0003144979490000071
表3中间包钢水温度控制系统自动获取的钢包称重、测温及浇注信息
Figure RE-GDA0003144979490000072
中间包测温控制系统启动，上表2、表3信息是实时获取并更新在中间包温度控制系统上，其中中间包测温系统实时显示测量温度信息。
中间包温度控制系统启动后，自动检查与喂丝机的连接和控制状况，确定能否正常工作，若有异常及时提醒人员处理。
当钢包浇注第1炉时，喂丝机不工作，控制系统实时记录中间包测量的钢水温度信息。钢包浇注炉次n＞1时，按照如下情形进行工作，以第2炉钢水为例说明如下：
第2炉与第1炉之间停浇时间为2分钟，停浇期间浇注钢水总计5吨，则第 2炉钢水浇注量小于10吨之前，喂丝机不工作，当第2炉浇注量超过10吨时，中间包钢水温度控制系统自动控制喂丝机转入工作岗位，等待下一步喂丝操作。
第2炉浇注第3分钟喂丝机进入工作状态，以第2分钟的的测量平均温度作为喂丝速度的计算依据，此时测温温度小于1536℃小于设定过浇注1537.6℃，第三分钟的喂丝速度仍然为0.
第4分钟以第三分钟的测温平均值为依据，测温数值1539℃大于1537.6，则按照公式3计算的喂丝速度为
Figure RE-GDA0003144979490000081
假设喂丝机是1台工作，根据公式3可以换算成喂丝速度为
Figure RE-GDA0003144979490000082
则第4分钟按照0.85m/s的喂丝速度进行喂丝。
表4中间包连续测温的温度数据及对应喂丝机控制状态
Figure RE-GDA0003144979490000083
Figure RE-GDA0003144979490000091
第4分钟再次测温，温度继续上升，说明当前喂丝速度不够，根据公式5 可以计算下一分钟的喂丝速度，计算结果喂丝速度2.67m/s，则第5分钟内的按照2.67m/s的速度进行喂丝，温度只要还在上升，喂丝速度一直在增加。
第5分钟内的测量中间包温度下降，说明喂丝速度较快，根据计算公式5 计算第6分钟喂丝速度为1.46m/s，喂丝速度下降。
第6分钟测量的中间包温度已经低于额定浇注温度，喂丝停止，第7分钟不再喂丝。
在整个稳态浇注过程中，经过不断测温和喂丝速度调整，可将浇注温度控制在液相线温度附近。
当第2炉浇注钢水完成理论重量的90-95％时，按照100吨钢包计算，即已经浇注90吨时，喂丝机自动转离工作岗位，为钢包换包做准备。
循环往复进行上述过程，在采用中间包连续测温的情况下，中间包温度控制精度达到较高的精度，温度可控制在目标温度±3℃。
上述过程中，若一台喂丝机无法满足喂丝要求，可以两台同时喂丝，若喂丝速度达到最大喂丝速度，按照最大速度喂丝即可，不再增加。
若中间包测温没有采用连续测温装置，采用间隔快偶测温，要求测温间隔不能超过5分钟/次，也可以应用本专利所述的中间包温度控制系统来控制浇注温度，控制精度可达到目标温度±5℃。以第i+1炉的钢水测温情况进行说明，具体控制办法及要求如下：
第i+1炉钢包开浇后，浇注钢水10吨后，喂丝机进入喂丝工位，等待测温数据，此时提醒中间包平台操作工在3分钟内进行取样，若不取样，为了安全起见，喂丝机不工作。
表5中间包间隔测温的温度数据及对应喂丝机控制状态
Figure RE-GDA0003144979490000092
Figure RE-GDA0003144979490000101
第i+1炉钢包开浇后第4分钟进行取样测温，测温温度为1543℃，上述温度传输到控制系统后，按照公式3和4立即计算出喂丝速度，计算喂丝速度为 3.28m/s，立即按照此速度控制喂丝机进行喂丝。
因中间包无法连续测温，钢包的钢水温度随着时间推移，温度是自然下降的，钢包的温降系数k一般是0.5-1.2℃/min，这意味着钢包流入中间包的钢水温度也是下降的，中间包的温度也会自然下降，因此中间包不测温期间，每间隔1 分钟按照钢水温度降低1℃(一般略大于自然温降系数)进行计算喂丝速度。
在中间包未测温情况下，喂丝机的喂丝速度也是自然降低，第6、7、8、9、 10分钟温度依次降低为2.67、2.07、1.46、0.85、0.24m/s，这样保证喂丝过程的安全性，避免因喂丝造成浇注温度过低，造成连铸困难。
若测量中间包温度偏高，计算喂丝速度超过设备的最大值，按照最大喂丝速度进行喂丝，并开启喂丝速度降速延迟模式，弥补喂丝速度的不足。例如喂丝机的最大喂丝速度为6m/s，折合360m/min，实际计算要求喂丝速度为810m/min(即 13.5m/s)则喂丝速度在测量后2.25分钟内不得降低速度，2.25分钟后，可按照自然温降系数逐步降低喂丝速度。
若中间包间隔取样的测量温度偏离正常值较大，会产生错误指导信息，因此要对测温数据的准确性进行判断，一般按照|Tcurr(i)-Tm-△T|≤15℃进行判别，若测温数据结果在上述范围，数据予以采信，若不在上述范围，数据不予采信，提醒平台取样工重新取样测温。
上述案例中第i+1炉第10分钟测温后，温度为1540.1℃，符合数据准确性要求，按照公式3和4重新确定下一阶段喂丝速度，在测温后立即按照新确定的喂丝速度进行控制。两次取样间隔之间按照自然温降法逐步降低喂丝速度。当温度降低到0时，喂丝自动停止。间隔取样的测温温度低于设定浇注浇注温度，喂丝机也自动停止工作。
当钢包浇注完成90-95％，喂丝机自动撤离工作岗位，等待下一钢包浇注开始，循环往复进行上述过程，保证连铸过程温度平稳。
在没有连续测温取样的情况下，连铸中间包的温度也可以控制目标温度± 5℃，也避免浇注过程温度偏低现象的发生，保证控制过程的安全性。

Claims (10)

1.一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统，其特征在于，该系统由无级调速钢丝喂丝机装置、连铸中间包测温装置、电脑端中间包钢水温度控制系统和喂丝机应急控制装置组成；在连铸中间包浇注过程中，连铸中间包测温装置、无级调速钢丝喂丝机装置和电脑中间包钢水温度控制系统形成自反馈控制系统；电脑端中间包钢水温度控制系统根据测量的实时温度信息，自动调整无级调速喂丝机装置的喂丝速度和时间，通过冷钢丝喂丝熔化吸热实现中间包钢水的浇注温度恒温控制，将连铸中间包浇注的温度控制在目标浇注温度±5℃的波动范围内。
2.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统，其特征在于，无级调速钢丝喂丝机装置和连铸中间包测温装置均连接到电脑端中间包钢水温度控制系统，控制程序实时显示连铸中间包测温装置测量温度画面，无级调速钢丝喂丝机装置由温度控制程序进行速度控制；电脑端中间包钢水温度控制系统可以设定浇注过热度相应的参数；连铸大包浇注平台设计有应急开启及停止按钮，用于在特殊情况下人为控制喂丝机的应急开启和停止处理。喂丝装置在工作过程的喂丝切入位置位于中间包的钢包浇注水口附近，在钢包浇注冲击区域内，钢丝以30-60°角度切入中间包钢水液面，严禁在中间包边缘进行喂丝。
3.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统，其特征在于，电脑温度控制程序需要获取上钢浇注炉次的冶炼数据信息，连铸回转台的钢包称重系统提供的实时钢水重量信息，连铸中间包测温系统的实时数据和连铸机运行的实时数据。
4.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统，其特征在于，变频无级调速钢丝喂丝机能以盘卷状钢丝作为原料进行喂丝作业，喂丝速度可以通过计算机控制无级调速，喂丝速度在0-6m/s之间，喂丝速度调控响应时间在控制在5s内，喂丝机具备旋转功能，满足长时间在40-60℃环境下的工作要求；盘卷状钢丝直径在Φ6-15mm之间，钢丝成分为低碳钢丝，C含量要求小于0.2％，P含量不超过0.02％,S含量超过0.010％，盘卷规范，无交叉。
5.如权利要求4所述的无级调速钢丝喂丝机装置，其特征在于，喂丝机可以是一台或者多台，喂丝机的喂丝能力满足在任何连铸工作条件下，具备将中间包钢水整体温度降低5℃/min，确保调整中间包温度的快速响应能力。喂丝机喂丝机的设置台数可以通过下面公式确定：
Figure FDA0002912850070000021
式中N为工作喂丝机的台数，取整数，W为中间包设计额定容量，单位为t，Lvmax为连铸坯最大浇注速度，单位为t/min，Cp为融熔态钢水的比热容，单位为J/(g.K),Rm为冷钢丝的熔化热，单位为J/(g.K),R为喂丝机使用钢丝的直径，单位为m，Vmax为喂丝机的最大喂丝速度，单位为m/s.
6.如权利要求1所述一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统的连铸中间包测温装置是优选为连续测温装置，也可以常规快速热电偶间隔测温，但是测温频次不低于5min/次。测温装置要求测温精度控制在±3℃，测温响应时间在30s以内。连续测温装置需要布置在中间包的塞棒一侧，位于中间包的中心位置，确保测量温度的准确性。
7.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统，其特征在于，如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统，其特征在于，连铸开浇后先启动中间包钢水温度控制程序，按照要求填写浇注过热度等设定参数信息，系统自动读取LF精炼、连铸机、回转台钢包称重系统、中间包温度测量装置及喂丝机等信息，自动计算浇注温度等信息，并将获取信息实时显示控制画面上。
8.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统，其特征在于，工作过程分为五个阶段，分别为连铸首炉浇注阶段、钢包换包阶段、钢包开浇初期阶段、钢包浇注末期阶段及钢包稳态浇注阶段，不同工作阶段执行不同的控制模式；连铸首炉浇注阶段和钢包换包阶段，喂丝机是不工作的，并自动转离喂丝工位，不能影响钢包换包；钢包开浇初期阶段，当新钢包浇注吨位小于等于2倍的换包停浇期间的浇注钢水量时，喂丝机不工作；当新钢包浇注吨位大于2倍的换包停浇期间的浇注钢水量时，喂丝机自动转入工作位置，等待进一步控制信号；钢包浇注末期阶段阶段，当钢包浇注剩余钢水量小于5-10％的钢包钢水总重量时，喂丝机自动停止工作并转离工位。
9.如权利要求8所述的钢包稳态浇注阶段，连铸中间包测温装置采用连续测温装置时，其特征在于，以连续测温装置的1分钟内测量平均温度作为依据，喂丝速度V0根据上一分钟测量的平均温度按照动态调整，计算公式如下：
Figure FDA0002912850070000031
式中，Tcurr(i)为第i分钟的中间包实测温度，V0(i+1)是第i+1分钟的喂丝速度。R为钢丝直径，单位为mm。N为同时工作喂丝机个数,H为连铸坯厚度，单位为m；B为连铸坯宽度，单位为m；Lv为连铸的拉速，单位为单位为m/min；W为中间包设计额定容量，单位为t，若V0(i+1)＞0，按照计算速度进行下一阶段喂丝，若V0(i+1)≤0，喂丝机停止工作。
10.如权利要求8所述的钢包稳态浇注阶段，连铸中间包测温装置采用常规快速热电偶间隔测温时，其特征在于，间隔测温不低于5次/min,稳态浇注后3分钟内必须测第一个样，作为喂丝机启动的依据，两次测温间隔之间的喂丝速度按照下式确定：
Figure FDA0002912850070000041
式中，n为距离上次测温时间的时间，取整数，单位为min，k为浇注钢包钢水的自然温降系数，单位为℃/min。未连续测温时，距上次测温时间每间隔一分钟，对喂丝速度进行调整一次，逐步降低喂丝速度，防止浇注温度过低。热快偶的重新测温后，按照上公式最新计算喂丝速度进行控制。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114309494A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 苏州石川制铁有限公司 一种动态控制蠕化剂、球化剂包芯线送线速度的铸造方法
CN116117095A (zh) * 2023-01-06 2023-05-16 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种高碳钢线材及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201979065U (zh) * 2011-02-21 2011-09-21 宝山钢铁股份有限公司 钢带熔化测定装置
CN105033216A (zh) * 2015-08-26 2015-11-11 东北大学 一种厚板坯连铸过程结晶器喂钢带工艺参数的确定方法
KR20170075288A (ko) * 2015-12-23 2017-07-03 주식회사 포스코 제강연주공정의 용강 온도 모니터링 방법
CN111715858A (zh) * 2020-06-30 2020-09-29 南阳汉冶特钢有限公司 一种实现低过热度连续铸造的生产方法
CN111842827A (zh) * 2020-06-30 2020-10-30 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 铸坯中心偏析的控制方法
CN112059127A (zh) * 2019-06-11 2020-12-11 宝山钢铁股份有限公司 一种中间包钢液的连续测温装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201979065U (zh) * 2011-02-21 2011-09-21 宝山钢铁股份有限公司 钢带熔化测定装置
CN105033216A (zh) * 2015-08-26 2015-11-11 东北大学 一种厚板坯连铸过程结晶器喂钢带工艺参数的确定方法
KR20170075288A (ko) * 2015-12-23 2017-07-03 주식회사 포스코 제강연주공정의 용강 온도 모니터링 방법
CN112059127A (zh) * 2019-06-11 2020-12-11 宝山钢铁股份有限公司 一种中间包钢液的连续测温装置
CN111715858A (zh) * 2020-06-30 2020-09-29 南阳汉冶特钢有限公司 一种实现低过热度连续铸造的生产方法
CN111842827A (zh) * 2020-06-30 2020-10-30 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 铸坯中心偏析的控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114309494A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 苏州石川制铁有限公司 一种动态控制蠕化剂、球化剂包芯线送线速度的铸造方法
CN114309494B (zh) * 2021-12-30 2024-05-10 苏州石川制铁有限公司 一种动态控制蠕化剂、球化剂包芯线送线速度的铸造方法
CN116117095A (zh) * 2023-01-06 2023-05-16 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种高碳钢线材及其制备方法
CN116117095B (zh) * 2023-01-06 2023-06-20 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 一种高碳钢线材及其制备方法

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