CN114540706B - 一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，通过计算液相线温度实现钢水过热度精准预报，液相线温度计算值与实测值的误差在±5℃以内，相比传统的经验公式，大幅提高了钢水过热度计算结果的准确性，提升铸坯质量的同时降低了生产风险和制造成本，实现高效率低成本生产，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及黑色金属冶炼领域，具体涉及一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法。
背景技术
连铸过程中钢水的过热度是保证连铸产量和铸坯质量的关键工艺参数。如果钢水过热度太小，钢水易被夹杂物污染，同时易造成水口发生堵塞甚至冻结。而钢水过热度过大，则会造成铸坯中心偏析加重，甚至诱发拉漏事故，或者因形成的坯壳较薄而出现裂纹，并使柱状晶得到发展。因此，连铸过程中钢水的过热度直接影响钢水的凝固情况，进而影响凝固后的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度。在实际生产中，控制过热度最重要的因素是钢种液相线温度的精准预测，而液相线温度与成分密切相关。目前钢厂通常采用经验公式对液相线温度进行计算，计算结果准确性至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，通过计算液相线温度实现钢水过热度精准预报，液相线温度计算值与实测值的误差在±5℃以内，提高钢水过热度预报的准确性。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述方法适用于具有如下组分含量的钢：C 0-0.60wt.%、Si 0-1.70wt.%、Mn 0-1.65wt.% 、Cu 0-0.40wt.%、Cr 0-1.80wt.%、Ni 0-1.70wt.%、Mo 0-0.60wt.%、V 0-0.40wt.%、Nb 0-0.10wt.%、Ti 0-0.10wt.%、Al 0-0.10wt.%、余量为Fe；所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算钢水液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；钢水液相线温度计算值与实测值的误差在±5℃以内；
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
本发明有益效果：
本发明通过精准的钢水液相线温度计算公式实现钢水液相线温度的精准预测，液相线温度计算值与实测值的误差在±5℃以内，相比传统的经验公式，大幅提高了钢水过热度计算结果的准确性，提升铸坯质量的同时降低了生产风险和制造成本，实现高效率低成本生产，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明方法与现有方法液相线温度值的结果比较。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。
实施例一
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C 0-0.60wt.%、Si 0-1.70wt.%、Mn 0-1.65wt.% 、Cu 0-0.40wt.%、Cr 0-1.80wt.%、Ni 0-1.70wt.%、Mo 0-0.60wt.%、V 0-0.40wt.%、Nb 0-0.10wt.%、Ti 0-0.10wt.%、Al 0-0.10wt.%、余量为Fe；所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算钢水液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；钢水液相线温度计算值与实测值的误差在±5℃以内；
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
实施例二
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C0.43wt.%、Si 0.12wt.%、Mn 0.35wt.%、Cu 0.05wt.%、Ni 0.02wt.%、Cr 1.10wt.%、Mo0.55wt.%、V 0.32wt.%、Nb 0.02wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.020wt.%，余量为Fe。
所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；液相线温度计算结果为1501.99℃，实测值为1505.72℃，误差为3.73℃
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
得到的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度满足要求。
实施例三
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C0.15wt.%、Si 0.13wt.%、Mn 1.04wt.%、Cu 0.06wt.%、Ni 0.04wt.%、Cr 0.83wt.%、Mo0wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.028wt.%，余量为Fe。
所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；液相线温度计算结果为1517.11℃；实测值为1521.00℃，误差为3.89℃。
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
得到的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度满足要求。
实施例四
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C0.32wt.%、Si 0.27wt.%、Mn 1.05wt.%、Cu 0.05wt.%、Ni 0.03wt.%、Cr 0.17wt.%、Mo0wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0.03wt.%、Al 0.030wt.%，余量为Fe。
所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；液相线温度计算结果为1504.06℃；实测值为1501.60℃，误差为-2.46℃。
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
得到的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度满足要求。
实施例五
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C0.59wt.%、Si 1.64 wt.%、Mn 0.64wt.%、Cu 0.03wt.%、Ni 0.04wt.%、Cr 0.93wt.%、Mo0wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0wt.%，余量为Fe。
所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；液相线温度计算结果为1466.26℃；实测值为1469.54℃，误差为3.28℃。
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
得到的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度满足要求。
实施例六
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C0.53wt.%、Si 0.10 wt.%、Mn 0.26wt.%、Cu 0.06wt.%、Ni 0.02wt.%、Cr 0.13wt.%、Mo0.02wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0.03wt.%、Al 0.022wt.%，余量为Fe。
所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；液相线温度计算结果为1493.81℃；实测值为1493.21℃，误差为-0.59℃。
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
得到的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度满足要求。
实施例七
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C0.44wt.%、Si 0.24 wt.%、Mn 0.72wt.%、Cu 0.09wt.%、Ni 0.03wt.%、Cr 0.09wt.%、Mo0wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.02wt.%，余量为Fe。
所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；液相线温度计算结果为1497.48℃；实测值为1497.07℃，误差为-0.41℃。
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
得到的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度满足要求。
实施例八
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C0.19wt.%、Si 0.37 wt.%、Mn 0.60wt.%、Cu 0.20wt.%、Ni 1.70wt.%、Cr 1.80wt.%、Mo0.35wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.04wt.%，余量为Fe。
所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；液相线温度计算结果为1500.88℃；实测值为1503.06℃，误差为2.18℃。
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
得到的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度满足要求。
实施例九
一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，用于具有如下组分含量的钢：C0.47wt.%、Si 0.30 wt.%、Mn 1.65wt.%、Cu 0.20wt.%、Ni 0.10wt.%、Cr 0.20wt.%、Mo0.05wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.045wt.%，余量为Fe。
所述方法包括如下步骤：
（1）采用如下公式计算液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；液相线温度计算结果为1488.20℃；实测值为1491.54℃，误差为3.34℃。
（2）测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
（3）基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
得到的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度满足要求。
如图1所示为采用本发明方法预测钢水液相线温度与采用现有方法的实验对比结果，由对比结果可见，采用本发明方法预测钢水液相线温度与实测值的误差在±5℃，预测结果与实测结果偏差最小，准确率远高于其他方法，能够精准地预测钢水液相线温度，实现钢水过热度精准预报，提高钢水过热度预报的准确性，从而提升铸坯质量的同时降低了生产风险和制造成本。
Claims (9)
1.一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述方法适用于具有如下组分含量的钢：C 0-0.60wt.%、Si 0-1.70wt.%、Mn 0-1.65wt.% 、Cu 0-0.40wt.%、Cr 0-1.80wt.%、Ni 0-1.70wt.%、Mo 0-0.60wt.%、V 0-0.40wt.%、Nb 0-0.10wt.%、Ti 0-0.10wt.%、Al 0-0.10wt.%、余量为Fe；所述方法包括如下步骤：
采用如下公式计算钢水液相线温度：
Tm=1538-75×C%-13×Si%-4×Mn%-16×Cu%-3×Cr%-5×Ni%+4×Mo%+2×V%+20Nb%-29×Ti%+1×Al%；钢水液相线温度计算值与实测值的误差在±5℃以内；
测定钢水实际温度，减去步骤（1）计算得到的液相线温度，得到钢水过热度；
基于钢水过热度优化连铸工艺实现铸坯质量在线调控。
2.如权利要求1所述的一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述钢中各组分含量为：C 0.43wt.%、Si 0.12wt.%、Mn 0.35wt.%、Cu 0.05wt.%、Ni 0.02wt.%、Cr1.10wt.%、Mo 0.55wt.%、V 0.32wt.%、Nb 0.02wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.020wt.%，余量为Fe，钢水液相线温度计算结果为1501.99℃，实测值为1505.72℃，误差为3.73℃。
3.如权利要求1所述的一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述钢中各组分含量为：C 0.15wt.%、Si 0.13wt.%、Mn 1.04wt.%、Cu 0.06wt.%、Ni 0.04wt.%、Cr0.83wt.%、Mo 0wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.028wt.%，余量为Fe，钢水液相线温度计算结果为1517.11℃，实测值为1521.00℃，误差为3.89℃。
4.如权利要求1所述的一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述钢中各组分含量为：C 0.32wt.%、Si 0.27wt.%、Mn 1.05wt.%、Cu 0.05wt.%、Ni 0.03wt.%、Cr0.17wt.%、Mo 0wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0.03wt.%、Al 0.030wt.%，余量为Fe，钢水液相线温度计算结果为1504.06℃，实测值为1501.60℃，误差为-2.46℃。
5.如权利要求1所述的一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述钢中各组分含量为：C 0.59wt.%、Si 1.64 wt.%、Mn 0.64wt.%、Cu 0.03wt.%、Ni 0.04wt.%、Cr0.93wt.%、Mo 0wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0wt.%，余量为Fe，钢水液相线温度计算结果为1466.26℃，实测值为1469.54℃，误差为3.28℃。
6.如权利要求1所述的一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述钢中各组分含量为：C 0.53wt.%、Si 0.10 wt.%、Mn 0.26wt.%、Cu 0.06wt.%、Ni 0.02wt.%、Cr0.13wt.%、Mo 0.02wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0.03wt.%、Al 0.022wt.%，余量为Fe，钢水液相线温度计算结果为1493.81℃，实测值为1493.21℃，误差为-0.59℃。
7.如权利要求1所述的一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述钢中各组分含量为：C 0.44wt.%、Si 0.24 wt.%、Mn 0.72wt.%、Cu 0.09wt.%、Ni 0.03wt.%、Cr0.09wt.%、Mo 0wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.02wt.%，余量为Fe，钢水液相线温度计算结果为1497.48℃，实测值为1497.07℃，误差为-0.41℃。
8.如权利要求1所述的一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述钢中各组分含量为：C 0.19wt.%、Si 0.37 wt.%、Mn 0.60wt.%、Cu 0.20wt.%、Ni 1.70wt.%、Cr1.80wt.%、Mo 0.35wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.04wt.%，余量为Fe，钢水液相线温度计算结果为1500.88℃，实测值为1503.06℃，误差为2.18℃。
9.如权利要求1所述的一种在线精准调控汽车钢铸坯质量的方法，其特征在于，所述钢中各组分含量为：C 0.47wt.%、Si 0.30 wt.%、Mn 1.65wt.%、Cu 0.20wt.%、Ni 0.10wt.%、Cr0.20wt.%、Mo 0.05wt.%、V 0wt.%、Nb 0wt.%、Ti 0wt.%、Al 0.045wt.%，余量为Fe，钢水液相线温度计算结果为1488.20℃，实测值为1491.54℃，误差为3.34℃。
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