CN1559722A - 一种在线控制结晶器窄面锥度的技术 - Google Patents

Abstract

本发明在于提供一种在线控制结晶器窄面锥度的技术，通过测量结晶器窄边热流和宽面热流的比值来判定结晶器锥度是否合适。结晶器的窄边锥度可以由下式求得：；结晶器平均热流可以通过下列公式求得：。由上式可知，在冷却水密度、比热和流量知道的情况下，可以分别通过测量结晶器窄边和宽面冷却水出口和入口处的温度来计算得到结晶器窄边和宽面热流，然后可以计算得到结晶器窄面热流与宽面热流的比值。本发明的优点在于：有效地改善了铸坯表面质量，中碳亚包晶钢表面纵裂纹的发生率由13％降为1％。

Description

一种在线控制结晶器窄面锥度的技术

技术领域

本发明属于连铸技术领域，特别是提供了一种在线控制结晶器窄面锥度的技术，可优化结晶器传热、改善连铸坯质量。

背景技术

结晶器锥度对铸坯质量有重要影响。一方面，当锥度过大，结晶器冷却增强(结晶器热流很大)，铸坯(亚包晶钢)容易生成表面纵裂纹缺陷。同时还会增加拉坯阻力，加剧结晶器铜板磨损并增加拉漏的可能性；另一方面，如锥度过小，结晶器内铸坯坯壳容易生长不均匀，导致角部纵裂纹等缺陷产生。而且，在结晶器下部铸坯容易变形，当外形在足辊区受到“矫正”时容易生成皮下裂纹。

德国SMS公司通过对薄板坯连铸结晶器热流进行的研究中发现，结晶器窄边热流应控制在宽边热流值的60～80％之间。(在文献：Fritz-PeterPleschiutschnigg，Gunter Flemming，and Wolfgang Hennig，The latestdevelopments in CSP technology，1999 CSM Annual Meeting，Beijing.PR China，1999(8)：19-21记载)

在设计传统厚度板坯连铸机时，结晶器窄面铜板锥度在0.9～1.05％/m之间。新的结晶器(或刨修后结晶器)上线后就不再对窄面锥度进行变动。而随着结晶器的使用，铜板不断地磨损，原先设定的锥度就会发生变化，铸坯的质量就会受到很大的影响。因此，应该根据铜板磨损情况对结晶器窄面铜板锥度进行调整。

文献：朱志远，王新华，王万军，张立，徐国栋.板坯连铸结晶器平均热流影响因素及控制范围研究.中国钢铁年会论文集.中国金属学会主办.2001，10记载了通过对宝山钢铁股份有限公司19211炉数据的分析发现结晶器窄边热流和宽面热流的比值存在一个合适的范围，其比值为0.80～0.90。

发明内容

本发明目的在于提供一种在线控制结晶器窄面锥度的技术，通过测量结晶器窄边热流和宽面热流的比值对结晶器窄边锥度实现在线控制。

本发明通过测量结晶器窄边热流和宽面热流的比值来判定结晶器锥度是否合适。具体测量方法如下：

结晶器的窄边锥度可以由下式求得：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{l_1-l_2}{l_1}----\left(1\right)$

式中，l₁结晶器上口宽度；

      l₂，结晶器下口宽度。

结晶器平均热流可以通过下列公式求得。

$q_a=\frac{{\mathrm{\ρ}}_w{c}_w{Q}_w(T_{\mathrm{out}}-T_{\mathrm{in}})}{F_m}----\left(2\right)$

式中，q_a：结晶器平均热流，w/m²；

      p_w：冷却水密度，kg/m³；

      c_w：冷却水比热，J/kg/℃；

      Q_w：冷却水流量，m³/s；

      T_in：冷却水入口温度，℃；

      T_out：冷却水出口温度，℃；

      F_m：结晶器铜板有效面积，m²。

由(1)、(2)式可知，在冷却水密度、比热和流量知道的情况下，可以分别通过测量结晶器窄边和宽面冷却水出口和入口处的温度来计算得到结晶器窄边和宽面热流，然后可以计算得到结晶器窄面热流与宽面热流的比值。如果该比值小于0.80，则表明结晶器窄边锥度过小，需要在线减小结晶器下口宽度来增大窄边锥度；如果该比值大于0.90，则表明结晶器窄边锥度过大，需要在线增加结晶器下口宽度来减小锥度。

本发明的优点在于：有效地改善了铸坯表面质量，中碳亚包晶钢表面纵裂纹的发生率由13％降为1％。

附图说明

图1为本发明窄边热流和宽面热流的比值与纵裂纹指数的关系图。其中(a)横坐标为窄边热流/宽边热流×100，％，(b)横坐标为窄边热流/宽边热流×100，％，纵坐标为纵裂纹指数。(a)为IV钢(未经钙处理的耐侯钢)的实验数据，(b)为JV钢(经钙处理的耐侯钢)的实验数据。

具体实施方式

宝山钢铁股份有限公司在浇铸JV钢时，结晶器宽面热流为1.2MW/m²，窄边热流为1.3MW/m²。结晶器窄边热流与宽面热流的比值为1.08，大于0.9，表明结晶器窄边锥度太大。通过增大结晶器下口宽度来减小锥度后，结晶器窄边热流为1.0MW/m²。此时，结晶器窄边热流与宽面热流的比值为0.83，铸坯表面纵裂纹的发生率大大降低。

Claims (1)

1、一种在线控制结晶器窄面锥度的技术，其特征在于：通过测量结晶器窄边热流和宽面热流的比值来判定结晶器锥度是否合适；具体测量方法如下：

a、结晶器的窄边锥度可以由下式求得：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{l_1-l_2}{l_1}---\left(1\right)$

式中，l₁，结晶器上口宽度；

      l₂，结晶器下口宽度。

b、结晶器平均热流可以通过下列公式求得：

$q_a=\frac{{\mathrm{\ρ}}_w{c}_w{Q}_w(T_{\mathrm{out}}-T_{\mathrm{in}})}{F_m}---\left(2\right)$

式中，q_a：结晶器平均热流，w/m²；

      ρ_w：冷却水密度，kg/m³；

      c_w：冷却水比热，J/kg/℃；

      Q_w：冷却水流量，m³/s；

      T_in：冷却水入口温度，℃；

      T_out：冷却水出口温度，℃；

      F_m：结晶器铜板有效面积，m²；

C、由(1)、(2)式可知，在冷却水密度、比热和流量知道的情况下，可以分别通过测量结晶器窄边和宽面冷却水出口和入口处的温度来计算得到结晶器窄边和宽面热流，然后可以计算得到结晶器窄面热流与宽面热流的比值；如果该比值小于0.80，则表明结晶器窄边锥度过小，需要在线减小结晶器下口宽度来增大窄边锥度；如果该比值大于0.90，则表明结晶器窄边锥度过大，需要在线增加结晶器下口宽度来减小锥度。

Images