CN115971436A - 一种控制薄带钢凸度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在双辊连铸过程中控制薄带钢凸度的方法。该方法包括：控制钢水的S含量在5~25ppm，O含量在10~80ppm。钢水自核心水口布流到结晶辊组成的熔池内，实时检测连铸薄带钢的凸度Cin，并与目标凸度Cout进行比较，得到凸度差△C。根据公式△L=‑β△C计算得到核心水口移动距离的反馈值。基于该反馈值在浇铸过程中移动核心水口，以改变熔池内的钢水流场，实现薄带钢凸度的控制。本发明通过对钢水中S和O元素含量的控制，以及对核心水口移动的控制，改变熔池内钢水的流场及薄带钢沿宽度方向的凝固特性，实现了实时对连铸薄带钢的凸度控制。本发明解决了连铸薄带钢凸度无法实时控制的问题，实现了双辊连铸过程中薄带钢的凸度可控。

Description

一种控制薄带钢凸度的方法
技术领域
本发明属于钢铁生产领域，涉及双辊连铸薄带钢板形控制技术，更具体涉及一种在钢水双辊连铸过程中控制薄带钢凸度的方法。
背景技术
双辊薄带连铸工艺是将液态钢水经过核心水口进入一对相向旋转的结晶辊形成的熔池中，钢水与温度较低的结晶辊表面接触，形成固态坯壳，随着铸辊旋转导出结晶辊表面，形成连续的连铸薄带钢。连铸薄带钢经过一道次或两道次热轧轧制成热轧薄带钢。连铸薄带钢的板形，特别是凸度对后续热轧带钢的板形和凸度有至关重要的影响。
现有技术中，目前没有看到对双辊连铸过程中的薄带钢凸度进行实时控制的相关报道。专利文献201410030077.3公开了一种基于滑动平均滤波的热轧带钢凸度反馈控制方法，通过对精轧F7机架出口检测到的凸度实际值进行滑动平均滤波处理，同时在前4个机架根据处理的凸度变化趋势，对前四个机架弯辊力进行调节以控制热轧带钢的凸度。专利201410297832.4公开了一种热轧板带凸度在线闭环控制方法，通过计算各机架所需弯辊力的调整值，对精轧机组各机架的弯辊力进行实时调整，实现热轧带钢凸度的闭环控制。专利JP62168608公开了一种凸度自动控制方法，在精轧入口安装凸度检查装置，通过调节入口凸度控制最终产品凸度。专利JP5939410公开了一种凸度自动控制方法，在精轧上游机架间安装检查装置并进行自动反馈控制，保证机架间的凸度稳定，这种方法影响到下游平直度和轧制稳定性。现有专利对带钢的凸度控制均为对热轧带钢的凸度控制，并且均为在热轧过程中对各个热轧机架轧制工艺进行控制以达到控制热轧带钢凸度的目的。可见，现有的技术未涉及对连铸薄带钢凸度进行控制，更未涉及在钢水的双辊连铸过程中控制连铸薄带钢的凸度。
现有的技术不能解决对双辊连铸过程中连铸薄带钢凸度控制的问题，可见，在钢水的双辊连铸过程中对连铸薄带钢的凸度控制仍是现有技术的空白。
发明内容
本发明的目的是提供一种在薄带连铸过程中实时控制连铸薄带钢凸度的方法，通过对钢水中S含量和O含量的控制从而控制薄带连铸过程中钢水与结晶辊的有效接触和传热，同时控制在连铸过程中的用于布流钢水的核心水口的移动，控制浇铸过程中熔池内钢水的流场，达到实时控制连铸薄带钢的凸度的目的。
为实现本发明的目的，本发明采用如下所述的技术方案。
根据本发明的第一方面，提出了一种控制薄带钢凸度的方法，所述方法包括：
（1）经过电炉或转炉炼钢，并经过VD脱气处理，LF精炼处理，获得钢水，其中钢水中的S含量控制为5~25ppm，O含量控制为10~80ppm；
（2）将钢水经过布流包进入由一对相向旋转的结晶辊组成的熔池内，熔池内设置有一对核心水口布流器，钢水自所述布流器上的开孔进入所述熔池内以形成连铸薄带钢；
（3）通过厚度测量设备实时检测所述连铸薄带钢的实测凸度Cin，并将所述实测凸度Cin与预设目标凸度Cout进行比较，计算所述预设目标凸度Cout与所述实测凸度Cin的差值△C：△C=Cout-Cin；
（4）通过公式：
△L=-β△C，
计算得到核心水口移动距离的反馈调整值△L，基于所述反馈调整值△L，在浇铸过程中实时移动核心水口，以控制薄带钢的凸度，
其中，β为核心水口移动调整系数，其取值范围为0.02~0.45。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，所述方法进一步包括：（a）当计算得到所述反馈调整值△L为负值时，将核心水口的端部朝向铸辊端部移动；（b）当计算得到所述反馈调整值△L为正值时，将核心水口的端部远离铸辊端部移动。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，所述方法进一步包括：通过所述厚度测量设备实时检测所述连铸薄带钢沿带钢宽度方向的厚度，包括：（a）带钢板宽中心位置的带钢中心厚度值hz；（b）距带钢边部m位置处的带钢边部厚度值hb；所述方法进一步包括：通过所述带钢中心厚度值hz与所述带钢边部厚度值hb之间的差值确定所述实测凸度Cin。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，测量带钢边部厚度值hb时，距带钢边部m位置与带钢宽度值相关联，m的取值范围为5-50mm。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，m的取值范围为15-40mm。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，钢水中的S含量进一步控制为12~24ppm。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，钢水中的O含量进一步控制为31~72ppm。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，β的取值范围为0.05~0.41。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，所述厚度测量设备为测厚仪，沿薄带钢的宽度方向每5mm测一个厚度值。
根据本发明的控制薄带钢凸度的方法，优选地，所述钢水的薄带钢钢种为低碳钢、高碳钢、或高合金钢。
有益技术效果
与现有技术相比，本发明的技术优势及有益技术效果至少包括：
本发明充分考虑双辊连铸过程中连铸薄带钢凸度变化的原因，首次对由钢水形成的连铸薄带钢的凸度进行实时控制，更进一步地，首次提出了对钢水连铸过程中，对由结晶辊组成的熔池内布流钢水的核心水口的位置和移动方式进行控制，以实时控制连铸薄带钢的凸度，从而实现双辊连铸薄带钢最终板形的控制。本发明通过对钢水中S含量和O含量的控制，提高钢水与结晶辊表面的接触，保证钢水与结晶辊之间的有效传热和钢水的有效凝固，同时研究熔池内核心水口的移动对双辊连铸薄带钢凸度的关系，找到核心水口位置变化与连铸薄带钢凸度变化的关系，通过拟合核心水口移动与连铸薄带钢凸度变化的关系式，通过监测连铸过程中薄带钢的凸度，并于目标凸度对比，通过拟合的关系式，反馈核心水口需要移动的方式，通过控制核心水口移动，实现了双辊连铸过程中薄带钢凸度的实时可控，提高了双辊连铸薄带钢的板形和凸度的可控性,提升了双辊连铸薄带钢的板形质量。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明所使用的技术术语或科学术语应当为本发明所属领域具有一般技能的人士所理解的通常意义。
实施例1
经过电炉或转炉炼钢、并经过VD脱气处理，LF精炼处理，获得成分合格的钢水，钢水中的S含量控制范围为16ppm，O含量控制范围为72ppm。钢水经过布流包进入由一对相向旋转的铸辊组成的熔池内，熔池内放置有一对核心水口布流器，钢水自布流器上的孔均匀进入熔池内。通过厚度测量设备实时检测连铸薄带钢的板宽方向的厚度，带钢板宽中心位置的厚度hz为1.87mm，距带钢边部40mm处的带钢厚度值hb为1.83mm，并得到实时凸度Cin为40μm。设定控制的目标凸度Cout为21μm，并计算目标凸度与实测凸度的差值，△C为-19μm。通过公式△L=-β△C计算得到核心水口移动距离的反馈值△L为0.95mm，β的取值为0.05。根据反馈结果实时调整核心水口位置，将核心水口远离铸辊端部移动0.95mm，移动后，厚度检测仪监测到的实时薄带钢凸度为21μm，达到了在双辊连铸过程中，连铸薄带钢凸度的准确控制。
实施例2
经过电炉或转炉炼钢、并经过VD脱气处理，LF精炼处理，获得成分合格的钢水，钢水中的S含量控制范围为24ppm，O含量控制范围为56ppm。钢水经过布流包进入由一对相向旋转的铸辊组成的熔池内，熔池内放置有一对核心水口布流器，钢水自布流器上的孔均匀进入熔池内。通过厚度测量设备实时检测连铸薄带钢的板宽方向的厚度，带钢板宽中心位置的厚度hz为2.376mm，距带钢边部20mm处的带钢厚度值hb为2.351mm，并得到实时凸度Cin为25μm。设定控制的目标凸度Cout为45μm，并计算目标凸度与实测凸度的差值，△C为20μm。通过公式△L=-β△C计算得到核心水口移动距离的反馈值△L为-8.2mm，β的取值为0.41。根据反馈结果实时调整核心水口位置，将核心水口向铸辊端部移动8.2mm，移动后，厚度检测仪监测到的实时薄带钢凸度为45μm，达到了在双辊连铸过程中，连铸薄带钢凸度的准确控制。
实施例3
经过电炉或转炉炼钢、并经过VD脱气处理，LF精炼处理，获得成分合格的钢水，钢水中的S含量控制范围为12ppm，O含量控制范围为31ppm。钢水经过布流包进入由一对相向旋转的铸辊组成的熔池内，熔池内放置有一对核心水口布流器，钢水自布流器上的孔均匀进入熔池内。通过厚度测量设备实时检测连铸薄带钢的板宽方向的厚度，带钢板宽中心位置的厚度hz为1.679mm，距带钢边部15mm处的带钢厚度值hb为1.618mm，并得到实时凸度Cin为61μm。设定控制的目标凸度Cout为18μm，并计算目标凸度与实测凸度的差值，△C为-43μm。通过公式△L=-β△C计算得到核心水口移动距离的反馈值△L为9.03mm，β的取值为0.21。根据反馈结果实时调整核心水口位置，将核心水口远离铸辊端部移动9.03mm，移动后，厚度检测仪监测到的实时薄带钢凸度为18μm，达到了在双辊连铸过程中，连铸薄带钢凸度的准确控制。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不在脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，所述方法包括：
（1）经过电炉或转炉炼钢，并经过VD脱气处理，LF精炼处理，获得钢水，其中钢水中的S含量控制为5~25ppm，O含量控制为10~80ppm；
（2）将钢水经过布流包进入由一对相向旋转的结晶辊组成的熔池内，熔池内设置有一对核心水口布流器，钢水自所述布流器上的开孔进入所述熔池内以形成连铸薄带钢；
（3）通过厚度测量设备实时检测所述连铸薄带钢的实测凸度Cin，并将所述实测凸度Cin与预设目标凸度Cout进行比较，计算所述预设目标凸度Cout与所述实测凸度Cin的差值△C：△C=Cout-Cin；
（4）通过公式：
△L=-β△C，
计算得到核心水口移动距离的反馈调整值△L，基于所述反馈调整值△L，在浇铸过程中实时移动核心水口，以控制薄带钢的凸度，
其中，β为核心水口移动调整系数，其取值范围为0.02~0.45。
2.如权利要求1所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
（a）当计算得到所述反馈调整值△L为负值时，将核心水口的端部朝向铸辊端部移动；
（b）当计算得到所述反馈调整值△L为正值时，将核心水口的端部远离铸辊端部移动。
3.如权利要求1所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
通过所述厚度测量设备实时检测所述连铸薄带钢沿带钢宽度方向的厚度，包括：
（a）带钢板宽中心位置的带钢中心厚度值hz；
（b）距带钢边部m位置处的带钢边部厚度值hb；
所述方法进一步包括：
通过所述带钢中心厚度值hz与所述带钢边部厚度值hb之间的差值确定所述实测凸度Cin。
4.如权利要求3所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，
测量带钢边部厚度值hb时，距带钢边部m位置与带钢宽度值相关联，m的取值范围为5-50mm。
5.如权利要求4所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，
m的取值范围为15-40mm。
6.如权利要求1所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，
钢水中的S含量进一步控制为12~24ppm。
7.如权利要求1所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，
钢水中的O含量进一步控制为31~72ppm。
8.如权利要求1所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，
β的取值范围为0.05~0.41。
9.如权利要求1-8中的任意一项所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，
所述厚度测量设备为测厚仪，沿薄带钢的宽度方向每5mm测一个厚度值。
10.如权利要求1-8中的任意一项所述的控制薄带钢凸度的方法，其特征在于，
所述钢水的薄带钢钢种为低碳钢、高碳钢、或高合金钢。
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