CN210172524U - 一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于连铸二冷水控制领域，涉及一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的控制系统，包括结晶器、液压剪、设置若干个二冷分区，通过监测铸坯头部伸出最后一个二冷分区的长度对冷却水量进行实时调节，并在铸坯头部伸出最后一个二冷分区的长度达到一定值时及时对铸坯进行切断，形成定尺铸坯；本实用新型可以通过简单的对连铸铸坯头部位置的追踪，进行冷却水量的调节，降低铸坯头部与铸坯尾部的温差，提高成品的一致性。
Description
技术领域
本实用新型属于连铸二冷水控制领域，涉及一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的控制系统。
背景技术
连铸坯直轧是指连铸坯经液压剪切割后不经过加热炉加热，直接送到轧机进行轧制的工艺技术。该技术具有生产成本低、能耗低、温室气体排放少的优点。但是由于铸坯的形成是一个缓慢、连续的过程，对于一个切割后的定尺长度的铸坯，其头部形成时间早于尾部，待铸坯尾部形成并切割时，头部铸坯已经在空气中空冷了一定时间，这就导致头部铸坯比尾部铸坯多了一个段空冷阶段，导致定尺铸坯的头尾温度低于尾部。
一般定尺12米长的160mm×160mm的方坯连铸坯，定尺切割时头尾温差有90℃～120℃，而直轧工艺又不具备加热炉的温度均匀功能，致使带有头尾温差的铸坯轧制后形成的产品存在力学性能差异，以螺纹钢筋为例，力学性能的波动最大可超过100MPa，而传统加热炉生产的钢筋力学性能波动范围小于30MPa，因此，连铸坯轧制前的头尾温差严重影响了钢材产品组织和性能的稳定性，降低了产品质量，制约了连铸直轧工艺技术的发展。
现有技术均需要通过保温罩的设置以及对其开度进行调整，控制铸坯在保温罩内的速度和停留时间，从而实现整根连铸坯不同部位的温度均匀控制。增加了设备投资及运维难度，同时，对铸坯输送速度进行分段控制，影响了铸坯的输送速度，不利于提高生产效率。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的控制系统，通过对冷却水量的控制进行连铸铸坯二冷，降低铸坯头尾温差，提高产品一致性。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的系统，包括结晶器，沿铸坯的拉坯方向依次设有若干二冷分区；在距离结晶器最远的二冷分区上设置冷却喷嘴；距离结晶器最远的二冷分区的两端点分别为第一位置及第二位置，其中第一位置与结晶器的距离小于第二位置与结晶器的距离；铸坯首次通过第二位置的端部为铸坯头部；还包括测量铸坯头部与第二位置之间距离的传感器，以及用于控制冷却喷嘴冷却水量的计算机，所述计算机以传感器所测距离为输入信号，以冷却水量为输出信号，对冷却喷嘴的冷却水量进行控制。
可选地，所述传感器所测距离为x，冷却水量为w1，冷却水量的数学表达为
其中，w0为初始冷却水量，k为水量调整系数，v为铸坯的拉坯速度。
可选地，所述二冷分区设有5个。
可选地，距离结晶器最远的二冷分区的长度小于等于1m。
可选地，还包括液压剪，第一位置与第二位置所确定的直线的延伸方向、靠近第二位置的一侧上。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型可以通过简单的对连铸铸坯头部位置的追踪，进行冷却水量的调节，降低铸坯头部与铸坯尾部的温差，提高成品的一致性降低整体系统的复杂度，降低系统造价及维护成本。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
图1为本实用新型的执行过程流程图；
图2为本实用新型的控制系统连接图；
图3采用本实用新型后的铸坯水量、温度分布；
图4未采用本实用新型后的铸坯水量、温度分布；
图5为连铸坯定尺的形成过程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1-图5，附图中的元件标号分别表示：结晶器1、第一二冷分区2、第二二冷分区3、第三二冷分区4、第四二冷分区5、第五二冷分区6、铸坯7、液压剪8、铸坯尾部9、铸坯头部10、定尺铸坯11。
本实用新型涉及一种降低连铸坯7头尾温差的连铸二冷水的系统，包括结晶器1，沿铸坯7的拉坯方向依次设有若干二冷分区；在距离结晶器1最远的二冷分区上设置冷却喷嘴；距离结晶器1最远的二冷分区的两端点分别为第一位置及第二位置，其中第一位置与结晶器1的距离小于第二位置与结晶器1的距离，该二冷分区为第五二冷分区6，其长度小于等于1m；铸坯7首次通过第二位置的端部为铸坯头部10；还包括测量铸坯头部10与第二位置之间距离的传感器，以及用于控制冷却喷嘴冷却水量的计算机，所述计算机以传感器所测距离为输入信号，以冷却水量为输出信号，对冷却喷嘴的冷却水量进行控制；计算机将水量数据发送到PLC控制器，进而控制设置在冷却喷嘴上的调节阀的开度调整冷却喷嘴的冷却水量。
可选地，所述传感器所测距离为x，冷却水量为w1，冷却水量的数学表达为
其中，w0为初始冷却水量，k为水量调整系数，v为铸坯7的拉坯速度，0.5≤k≤1；所述二冷分区设有5个，分别为第一二冷分区2、第二二冷分区3、第三二冷分区4、第四二冷分区5、第五二冷分区6；所述第五二冷分区6由第一位置和第二位置所限定，所述冷却喷头设置在第五二冷分区6上；第五二冷分区的长度不大于1m；还包括液压剪8，第一位置与第二位置所确定的直线的延伸方向、靠近第二位置的一侧上。
本实用新型涉及的一种降低连铸坯7头尾温差的连铸二冷水的系统的控制方法，包括以下步骤：连铸开浇；跟踪连铸铸坯7长度；设定第一位置以及第二位置；铸坯7沿自第一位置至第二位置的方向进行运动，铸坯7首次到达第二位置的一端与第二位置之间的距离为x；测量x并以x为依据调节冷却水量，对铸坯7进行冷却；冷却水量为w1，w1＝f(x)；设定铸坯7的定尺长度为L。
可选地，冷却水量的数学表达为
其中，w0为初始冷却水量，k为水量调整系数，v为铸坯7的拉坯速度，0.5≤k≤1；设定铸坯的定尺长度为L，当x＝L时，清零x并判断x是否继续增加，若x继续增加，重复步骤“测量x并以x为依据调节冷却水量，对铸坯7进行冷却”；“冷却水量为w1，w1＝f(x)”；若x不再增加，生产结束；自铸坯7开浇位置至第二位置间，沿铸坯7的传送方向设置P个二冷分区；第一位置与第二位置为第P二冷分区，P为正整数；在第一位置与第二位置之间对铸坯7进行冷却。
下面给出应用上述系统及方法的具体实施例，该实施例的参数如下：
钢种：HRB400、中间包温度：1538℃、铸坯7断面尺寸：160mm×160mm、定尺长度L：10m、拉坯速度v：2.7m/min。
未采用本实用新型时的头尾测温结果为：
采用本实用新型后，在水量调整系数k＝0.9初始冷却水量w0为38.2L/min的条件下，测温结果如下表。
通过本实施例，可以看出，采用本实用新型的方法后，可以将铸坯7头尾温差均值由96.6℃降低至63.3℃，有利于提高铸坯头部10与铸坯尾部9性能的一致性。
本实用新型可以通过简单的对连铸铸坯7头部位置的追踪，进行冷却水量的调节，降低铸坯头部10与铸坯尾部9的温差，提高成品的一致性；降低整体系统的复杂度，降低系统造价及维护成本。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的系统，其特征在于：包括结晶器，沿铸坯的拉坯方向依次设有若干二冷分区；在距离结晶器最远的二冷分区上设置冷却喷嘴；距离结晶器最远的二冷分区的两端点分别为第一位置及第二位置，其中第一位置与结晶器的距离小于第二位置与结晶器的距离；铸坯首次通过第二位置的端部为铸坯头部；还包括测量铸坯头部与第二位置之间距离的传感器，以及用于控制冷却喷嘴冷却水量的计算机，所述计算机以传感器所测距离为输入信号，以冷却水量为输出信号，对冷却喷嘴的冷却水量进行控制。
2.如权利要求1中所述的降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的系统，其特征在于：所述传感器所测距离为x，冷却水量为w1，冷却水量的数学表达为
其中，w0为初始冷却水量，k为水量调整系数，v为铸坯的拉坯速度。
3.如权利要求1中所述的降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的系统，其特征在于：所述二冷分区设有5个。
4.如权利要求1中所述的降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的系统，其特征在于：距离结晶器最远的二冷分区的长度小于等于1m。
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| CN201920864304.0U CN210172524U (zh) | 2019-06-10 | 2019-06-10 | 一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的控制系统 |
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| CN (1) | CN210172524U (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110125359A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-16 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的控制方法及系统 |
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2019
- 2019-06-10 CN CN201920864304.0U patent/CN210172524U/zh active Active
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| CN110125359A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-16 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种降低连铸坯头尾温差的连铸二冷水的控制方法及系统 |
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