CN117600430A - 一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法，包括下述步骤：在结晶器加入冷钢，冷钢采用下密上疏两层冷钢排布结构；开浇3～6秒启动结晶器振动、6～10秒拉矫机起步，拉矫机起步拉速0.3～0.8m/min、每秒自动涨拉速0.06～0.15m/min；液位检测装置未检测到钢水液位时，最大拉速涨到开浇正常后拉速的1/2～2/3后停止涨速并保持，液位检测装置检测到钢水液位后拉速直接提升至开浇正常后拉速的2/3～3/4；钢水液位检测达到10～20mm后拉速直接提升至开浇正常后拉速的5/6～8/9。本发明能够保证连铸开浇成功率，降低开浇时间、提升开浇和浇注效率、减少钢水温降，提升连铸坯收得率。
Description
技术领域
本发明涉及一种连铸方法，尤其是一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法。
背景技术
在钢铁企业小方坯连铸机行业，滑块中间包开浇方法均为人工手动开浇，由于所使用滑块中间包均为定径水口，中间包开浇下流速度固定，为了缓冲结晶器内注入钢流速度，加长结晶器内钢水凝固时间，通常使用摆槽接钢水。具体操作流程：中间包下流后，受中间包视线遮挡，结晶器钢水液面高度无法观察到，岗位工通常通过数秒进行操作，例如下流后5秒启动结晶器振动，下流后9秒启动拉矫机并设置0.5m/min的拉速，然后手动控制涨速拉坯，期间手动摆摆槽接钢流，放缓钢水上升速度、增加钢水凝固时间。
整改操作过程多项操作需要人工判断，时长判断、提速频率因人而异，摆槽操作复杂，摆摆槽时机各不相同，开败率较高；同时摆槽接钢水过程中钢水四处飞溅，设备结冷钢，影响现场作业环境，损坏周边连铸设备；摆槽接钢水后需要使用氧气烧掉废钢，浪费氧气、产生大量烟尘，环保不达标；开浇第一炉钢水温度高，存在成本浪费。
因此，如何保证小方坯连铸机滑块中间包开浇高成功率的同时，又保证绿色环保、低能耗低成本、高自动化水平，成为企业攻关方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种开浇成功率高的方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案包括下述步骤：其包括下述步骤：
（1）在结晶器加入冷钢，冷钢采用下密上疏两层冷钢排布结构；
（2）开浇3～6秒启动结晶器振动、6～10秒拉矫机起步，拉矫机起步拉速0.3～0.8m/min、每秒自动涨拉速0.06～0.15m/min；结晶器液位计未检测到钢水液位时，最大拉速涨到开浇正常后拉速的1/2～2/3后停止涨速并保持，结晶器液位计检测到钢水液位后拉速直接提升至开浇正常后拉速的2/3～3/4；结晶器液位检测达到10～20mm后拉速直接提升至开浇正常后拉速的5/6～8/9，结晶器液位检测达到30～40mm后拉速直接提升至比正常后拉速低0.1～0.2m/min；结晶器液位检测达到比设定液位低20～40mm后，后续将结晶器液位控制在设定液位。
进一步的，所述步骤（2），按照下述结晶器液位高度、时间计算模型的计算公式（Ⅰ）作为自动开浇参数的选取和设置的依据；
式中：h为结晶器内钢水液面高度，米；s为开浇时间，秒；t为结晶器钢水注入时间，秒；L1为结晶器总长度，米；L2为引锭钩送入结晶器长度，米；L3为铁砂加入厚度，米；L4为引锭钩及冷钢体积高度，米；v1为开浇实际拉速，m/min；v2为开浇使用的定径水口开浇正常后的拉速，m/min。
进一步的，所述步骤（1），冷钢下层密排的加入密度不少于结晶器铜管内腔面积的70%，上层的加入密度为结晶器铜管内腔面积的10～30%。
进一步的，根据步骤（2）所述工艺参数设置自动化程序进行自动开浇。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过优化结晶器冷钢加入，选择最优的结晶器振动时机、拉矫机起步时机、提速幅度、结晶器液位自动控制系统投入时机，实现了滑块中间包不适用摆槽的开浇操作，消除了摆槽开浇操作导致的钢铁料、耐材、氧气损耗。从而保证连铸开浇成功率，降低开浇时间、提升开浇效率，提升浇注效率、减少钢水温降，提升连铸坯收得率。并在现有常规设备的基础条件下，无需额外设备费用投入，进一步实现自动化程序执行开浇流程，消除了现有人工开浇操作的不确定性。
本发明能提升开浇成功率达到100%；可减少摆槽废钢约1.5t/浇次、氧气消耗20～30m3/浇次；开全流时间从15～20分钟降低至≤10分钟，提升了浇注效率、直轧率，降低了第一炉钢水温降，开浇第一炉钢水出钢温度可降低10～20℃，降低了温度成本；同时杜绝了烧摆槽冒烟不环保操作，对环境保护有促进作用，且节约了资源降低了成本；连铸机智能化水平提升，可实现自动开浇，降低了对岗位工操作经验需求，实现了人人可开浇；在冶金类方坯连铸技术领域有推广应用价值。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明所述结晶器冷钢的结构示意图；
图2是本发明开浇起步流程示意图；
图3是本发明实施例1的开浇曲线；
图4是本发明实施例2的开浇曲线。
图中：1为上层冷钢；2为引锭钩；3为下层冷钢；4为铁砂；5为引锭头。
具体实施方式
本方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法包括下述步骤：（1）图1所示，所述结晶器加入冷钢，冷钢采用下密上疏两层冷钢排布结构，保证开浇时钢水凝固速度、冲击深度。所述下密上疏两层冷钢排布结构为：下层密排的下层冷钢3加入密度不少于结晶器铜管内腔面积的70%，最好加入长度150～200mm、宽度20～40mm、厚度2～4mm的冷钢条；上层冷钢1的加入密度为结晶器铜管内腔面积的10～30%，最好只加入300～600mm长度的φ10～12mm螺纹钢，上层冷钢1加入在引锭钩2四周，倚靠结晶器铜板，且加入均匀。所述下层冷钢3的下部为铁砂4，铁砂4的下部为引锭头5。下层冷钢3保证了钢流在下层快速冷却并与引锭钩2凝固成一体，上层冷钢1起到加速钢水凝固作用，杜绝引锭钩拔尖、坯壳薄导致的开败事故；上层冷钢1又保证钢流能够冲透冷钢结构，抵达引锭钩2周围凝固，杜绝开浇拉脱、接口卡拉矫辊导致的开败。
（2）开浇模型中结晶器液面升高速度按照先快后慢的模式控制，保证初生坯壳足够冷却时间及坯壳厚度。开浇3～6秒启动结晶器振动、6～10秒拉矫机起步，开浇3～6秒启动结晶器振动、6～10秒拉矫机起步，拉矫机起步拉速0.3～0.8m/min、每秒自动涨拉速0.06～0.15m/min；结晶器的液位检测装置未检测到钢水液位时，最大拉速涨到开浇正常后拉速的1/2～2/3后停止涨速并保持；结晶器的液位检测装置检测到钢水液位后，拉速直接提升至开浇正常后拉速的2/3～3/4；结晶器液位检测达到10～20mm后，拉速直接提升至开浇正常后拉速的5/6～8/9；结晶器液位检测达到30～40mm后，拉速直接提升至比正常后拉速低0.1～0.2m/min；结晶器液位检测达到比结晶器液位自动控制程序中的设定液位低20～40mm后，投入结晶器液位自动控制程序，将结晶器液位自动控制在设定液位；所述设定液位控制在70～80mm。正常后拉速是指使用开浇大小的滑块、中间包液位达到正常浇注高度时的拉速，与实际开浇工艺、中间包容积高度相关。
所述自动开浇模型中开浇过程结晶器钢水液面高度曲线可计算、设计，可通过开浇使用的定径水口过钢量、拉矫机起步时机、涨拉速曲线进行计算、设计。满足不同结晶器端面、长度、定径水口过钢量。主要调整参数开浇实际拉速曲线v1和开浇正常后拉速v2。其中v1通过调整起步时间、涨速幅度设计适合产线的拉速曲线；通过使用不同内径的定径水口的方法，实现调整v2。使结晶器液位升高速度满足（2）所述的先快后慢的速度，本方法提供了结晶器液位高度-时间计算模型，作为自动开浇参数的选取和设置的依据。
计算公式如下：
式中：
h为结晶器内钢水液面高度，米；
s为开浇时间，秒；
t为结晶器注入钢水时间，秒；
L1为结晶器总长度，米；
L2为引锭钩送入结晶器长度，米；
L3为铁砂加入厚度，米；
L4为引锭钩及冷钢体积高度，米，计算方法：引锭钩及冷钢实际体积/结晶器断面积；
v1为浇铸的实时拉速，m/min；
v2为开浇正常后的拉速，m/min，是指使用开浇大小的滑块、中间包液位达到正常浇注高度时的拉速。
按照上述过程和开浇模型制作自动化程序，实现所有动作联动，联动启动时间点为“自动开浇”按钮按下后发出的自动开浇启动信号，如图2所示，即可实现滑块中间包自动开浇。
（4）本开浇方法适用于方坯连铸机产线，在生产基础设备上无需额外增加设备，零设备改造投入；实现全流不摆摆槽开浇，开浇结晶器液面控制及涨速频率均固化，开浇成功率达到100%；使用前烧摆槽废钢用氧气30min约20～30m3，使用后可消除；开全流时间从15～20分钟降低至≤10分钟，提升浇注效率、直轧率，降低第一炉钢水温降，开浇第一炉钢水出钢温度可降低10～20℃，降低温度成本；同时杜绝了烧摆槽冒烟不环保操作，对环境保护有促进作用，且节约了资源降低了成本，连铸机智能化水平提升，实现自动开浇，降低了对岗位工操作经验需求，实现了人人可开浇。在冶金类方坯连铸技术领域有推广应用价值。
实施例1：本方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法，以165mm*165mm方坯连铸机滑块中间包无摆槽自动开浇为例进行说明。
（1）采用下密上疏两层冷钢排布结构，其中下层密排加入长度200mm的冷钢条；上层再加入15根400mm长度的φ12螺纹钢，冷钢加入在引锭杆四周，加入均匀，保证钢流能直接冲击到引锭钩。使用的结晶器铜管长度为1000mm，结晶器液位计探测区间为距结晶器铜管下口850～950mm。
（2）设置了中间包开浇时一键启动自动开浇程序；一人提前准备铁锹放在结晶器上口接引流砂，另一人取下堵头，使用铁锹接引流砂，见钢水后取走铁锹、注流。操作箱操作者手放到“自动开浇”按钮上，看见钢水注入结晶器时，立即点按按下该按钮，然后“自动开浇状态”指示灯开始闪烁，说明自动开浇启动成功。
“自动开浇”按钮按下后发出的自动开浇启动信号，自动开浇联动启动，165mm*165mm方坯连铸机自动开浇启动成功后，5秒自动启动结晶器振动、8秒拉矫机自动起步拉速0.5m/min、每秒自动涨拉速0.1m/min，结晶器钢水液位计未检测到钢水液位时，最大拉速涨到1.5m/min后停止涨速并保持，结晶器钢水液位计检测到钢水液位后拉速直接提升至1.7m/min，结晶器钢水液位计数值达到20mm后拉速直接提升至1.9m/min，结晶器钢水液位计数值达到40mm后拉速直接提升至2.0m/min，结晶器钢水液位计数值达到60mm后投入结晶器液位自动控制程序，使结晶器液位稳定在设定液位80mm；开浇中间包液位高度为700mm，以确保中间包钢水静压力足够、定径水口下流后钢流聚集；使用定径水口φ16.5mm开浇，开浇正常后拉速在2.1～2.2m/min，以匹配自动开浇模型；中间包开浇钢水过热度控制在45～55℃，以较低温度开浇，缩短开浇时结晶器钢水凝固时间。
自动开浇模型中开浇过程结晶器钢水液面高度曲线可计算、设计，主要调整参数开浇实际拉速曲线v1和开浇正常后拉速v2。其中v1通过调整起步时间、涨速幅度设计适合产线的拉速曲线；通过使用不同内径的定径水口的方法，实现调整v2；使结晶器液位身高速度满足上述的先快后慢的速度，结晶器钢水液面高度曲线计算公式见上述公式（Ⅰ），开浇曲线见图3。
（3）165mm*165mm方坯连铸机滑块中间包，采用本方法前摆槽接废钢约1.5t/浇次，采用本方法后可消除废钢产生，提高收得率0.03%；实现一键式开浇，杜绝开浇0.02%的漏钢率，开浇结晶器液面控制及涨速频率均固化，开浇成功率达到100%；使用前烧摆槽废钢用氧气30min、20～30m3，使用后可消除；开全流时间从15～20分钟降低至≤10分钟，提升浇注效率、直轧率，降低第一炉钢水温降，开浇第一炉钢水出钢温度可降低10～20℃，钢包容量120t每次开浇可降低钢水温度成本1464元；若中间包每浇次浇注60炉，综合成本可降低1.12元/t。
实施例2：本方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法，以150mm*150mm方坯连铸机滑块中间包无摆槽自动开浇为例进行说明。
（1）采用下密上疏两层冷钢排布结构，其中下层密排加入长度200mm的冷钢条；上层再加入12根400mm长度的φ12螺纹钢，冷钢加入在引锭杆四周，加入均匀，保证钢流能直接冲击到引锭钩。使用的结晶器铜管长度为1000mm，结晶器液位计探测区间为距结晶器铜管下口850～950mm。
（2）设置了中间包开浇时一键启动自动开浇程序；一人提前准备铁锹放在结晶器上口接引流砂，另一人取下堵头，使用铁锹接引流砂，见钢水后取走铁锹、注流。操作箱操作者手放到“自动开浇”按钮上，看见钢水注入结晶器时，立即点按按下该按钮，然后“自动开浇状态”指示灯开始闪烁，说明自动开浇启动成功。
“自动开浇”按钮按下后发出的自动开浇启动信号，自动开浇联动启动，150mm*150mm方坯连铸机自动开浇启动成功后，5秒自动启动结晶器振动、8秒拉矫机自动起步拉速0.5m/min、每秒自动涨拉速0.1m/min，结晶器钢水液位计未检测到钢水液位时，最大拉速涨到1.5m/min后停止涨速并保持，结晶器钢水液位计检测到钢水液位后拉速直接提升至1.7m/min，结晶器钢水液位计数值达到20mm后拉速直接提升至1.9m/min，结晶器钢水液位计数值达到40mm后拉速直接提升至2.0m/min，结晶器钢水液位计数值达到60mm后投入结晶器液位自动控制程序，使结晶器液位稳定在设定液位80mm；开浇中间包液位高度为700mm，以确保中间包钢水静压力足够、定径水口下流后钢流聚集；使用定径水口φ15.5mm开浇，开浇正常后拉速在2.1～2.2m/min，以匹配自动开浇模型；中间包开浇钢水过热度控制在45～55℃，以较低温度开浇，缩短开浇时结晶器钢水凝固时间。
自动开浇模型中开浇过程结晶器钢水液面高度曲线可计算、设计，主要调整参数开浇实际拉速曲线v1和开浇正常后拉速v2。其中v1通过调整起步时间、涨速幅度设计适合产线的拉速曲线；通过使用不同内径的定径水口的方法，实现调整v2；使结晶器液位身高速度满足上述的先快后慢的速度，结晶器钢水液面高度曲线计算公式见上述公式（Ⅰ），开浇曲线见图4。
（3）150mm*150mm方坯连铸机滑块中间包，采用本方法前摆槽接废钢约1.2t/浇次，采用本方法后可消除废钢产生，提高收得率0.02%；实现一键式开浇，杜绝开浇0.02%的漏钢率，开浇结晶器液面控制及涨速频率均固化，开浇成功率达到100%；使用前烧摆槽废钢用氧气30min、20～30m3，使用后可消除；开全流时间从15～20分钟降低至≤10分钟，提升浇注效率、直轧率，降低第一炉钢水温降，开浇第一炉钢水出钢温度可降低10～20℃，钢包容量120t每次开浇可降低钢水温度成本1464元；若中间包每浇次浇注60炉，综合成本可降低1.10元/t。
Claims (4)
1.一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法，其特征在于，其包括下述步骤：
（1）在结晶器加入冷钢，冷钢采用下密上疏两层冷钢排布结构；
（2）开浇3～6秒启动结晶器振动、6～10秒拉矫机起步，拉矫机起步拉速0.3～0.8m/min、每秒自动涨拉速0.06～0.15m/min；液位检测装置未检测到钢水液位时，最大拉速涨到开浇正常后拉速的1/2～2/3后停止涨速并保持，液位检测装置检测到钢水液位后拉速直接提升至开浇正常后拉速的2/3～3/4；钢水液位检测达到10～20mm后拉速直接提升至开浇正常后拉速的5/6～8/9，钢水液位检测达到30～40mm后拉速直接提升至比正常后拉速低0.1～0.2m/min；钢水液位检测达到比设定液位低20～40mm后，后续将结晶器液位控制在设定液位。
2.根据权利要求1所述的一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法，其特征在于：所述步骤（2），按照下述结晶器液位高度、时间的计算模型公式（Ⅰ）作为自动开浇参数的选取和设置的依据；
式中：h为结晶器内钢水液面高度，米；s为开浇时间，秒；t为结晶器钢水注入时间，秒；L1为结晶器总长度，米；L2为引锭钩送入结晶器长度，米；L3为铁砂加入厚度，米；L4为引锭钩及冷钢体积高度，米；v1为开浇实际拉速，m/min；v2为开浇使用的定径水口开浇正常后的拉速，m/min。
3.根据权利要求1所述的一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法，其特征在于：所述步骤（1），冷钢下层密排的加入密度不少于结晶器铜管内腔面积的70%，上层的加入密度为结晶器铜管内腔面积的10～30%。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法，其特征在于：根据步骤（2）所述工艺参数设置自动化程序进行自动开浇。
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| CN202311732435.0A CN117600430A (zh) | 2023-12-17 | 2023-12-17 | 一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法 |
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|---|---|---|---|
| CN202311732435.0A CN117600430A (zh) | 2023-12-17 | 2023-12-17 | 一种方坯连铸滑块中间包无摆槽自动开浇方法 |
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| CN117600430A true CN117600430A (zh) | 2024-02-27 |
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Family Applications (1)
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2023
- 2023-12-17 CN CN202311732435.0A patent/CN117600430A/zh active Pending
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