RU2593802C2 - Способ диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе - Google Patents
Способ диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2593802C2 RU2593802C2 RU2014145580/02A RU2014145580A RU2593802C2 RU 2593802 C2 RU2593802 C2 RU 2593802C2 RU 2014145580/02 A RU2014145580/02 A RU 2014145580/02A RU 2014145580 A RU2014145580 A RU 2014145580A RU 2593802 C2 RU2593802 C2 RU 2593802C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- longitudinal cracks
- readings
- steel
- longitudinal
- difference
- Prior art date
Links
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металла. Способ включает измерение температуры поверхности сляба с помощью встроенных в стенки кристаллизатора первой группы термоэлементов области погружного стакана и второй группы в области, удаленной от погружного стакана, определение разницы показаний термоэлементов первой и второй группы, диагностирование продольных трещин по превышению упомянутой разницы показаний установленного порогового значения. Предварительно выполняют химический анализ стали разливаемой плавки и на основе статистических данных по трещинообразованию разлитых ранее плавок определяют параметр, характеризующий склонность разливаемой стали к образованию продольных трещин. Для плавки стали, склонной к трещинообразованию, корректируют пороговое значение разницы показаний термоэлементов в сторону уменьшения, а для плавки стали, не склонной к трещинообразованию, корректируют в сторону увеличения. Повышается достоверность диагностирования продольных трещин. 1 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металла на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Наличие дефекта продольной трещины на поверхности непрерывнолитой заготовки не позволяет отправить слябовую заготовку в прокатку. Для устранения трещины осуществляют огневую зачистку сляба. При этом возникают дополнительные затраты, связанные с оплатой труда, потерей металла и прочими расходами.
Процесс формирования продольной трещины на поверхности непрерывнолитой заготовки можно разделить на два этапа:
- зарождение трещины в виде ликвационных полосок или микротрещин из-за неравномерного теплоотвода в кристаллизаторе;
- разрыв формирующейся корочки на выходе из кристаллизатора под действием ферростатического давления и механического воздействия на нее роликов ЗВО.
Диагностирование возникновения продольной трещины выполняют на этапе ее формирования в кристаллизаторе по изменению температуры поверхности сляба, причем локальную температуру отливаемой заготовки измеряют расположенными в стенке кристаллизатора термоэлементами. Термоэлементы устанавливают ниже уровня металла в кристаллизаторе в виде матрицы, состоящей, по крайней мере, из трех рядов и множества столбцов.
После диагностирования продольной трещины выполняют различные технологические операции, направленные на предотвращение распространения продольной трещины, такие как: снижение скорости разливки и удаление переохлажденных участков шлака с мениска металла в кристаллизаторе.
Известен способ прогнозирования продольных трещин в отливаемой заготовке при непрерывной разливке по изменению температуры поверхности сляба, причем локальную температуру отливаемой заготовки измеряют расположенными в стенке кристаллизатора термоэлементами (CN 101985166). Термоэлементы располагаются ниже уровня металла в кристаллизаторе в виде матрицы, состоящей, по крайней мере, из трех рядов и множества столбцов. Для диагностирования возникновения продольных трещин одновременно оцениваются разность показаний термоэлементов, находящихся в одном ряду, и характер изменения во времени показаний термопар, находящихся в одном столбце.
Известен способ диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе по изменению температуры поверхности сляба, причем локальную температуру отливаемой заготовки измеряют расположенными в стенке кристаллизатора термоэлементами (WO 2012043985). Термоэлементы располагаются ниже уровня металла в кристаллизаторе в виде матрицы. При этом все множество термоэлементов разделено на две группы: первая группа термоэлементов - область кристаллизатора, в которой не возникают продольные трещины (крайние области широких стенок кристаллизатора, примыкающие к узким стенкам), вторая группа - область кристаллизатора, где возникают продольные трещины (центральная область широких стенок кристаллизатора в районе погружного стакана). Диагностирование продольных трещин выполняется по разнице показаний термоэлементов первой и второй группы.
Недостатком указанных способов является то, что при диагностировании продольных трещин не учитывают химический состав разливаемой стали, а само диагностирование производится по результатам сравнения рассчитанных диагностических параметров с конкретными предварительно определенными пороговыми значениями. Однако известно, что на склонность плавки к трещинообразованию существенное влияние оказывает количественное содержание различных химических элементов в составе разливаемой плавки, таких как S, С, Mn и т.д.
В результате, для плавок, не склонных к трещинообразованию, могут формироваться ложные диагнозы, в то же время для плавок, склонных к трещинообразованию, возникновение отдельных трещин может не диагностироваться.
Таким образом, задачей представленного изобретения является повышение достоверности диагностирования продольных трещин.
Решение указанной задачи обеспечено тем, что в способе диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе, включающем измерение температуры поверхности сляба с помощью термоэлементов, встроенных в стенки кристаллизатора и разделенных на первую группу, расположенную в области погружного стакана, и вторую группу, расположенную в области, удаленной от погружного стакана, диагностирование продольных трещин по разнице показаний термоэлементов первой и второй группы, дополнительно выполняют химический анализ разливаемой стали, для которой определяют параметр S, характеризующий склонность к образованию продольных трещин и основанный на статистических данных по трещинообразованию разлитых ранее плавок, с последующей корректировкой порогового значения разницы показаний термоэлементов первой и второй группы в сторону уменьшения для плавок, склонных к трещинообразованию, или в сторону увеличения для плавок, не склонных к трещинообразованию.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.
1. Первоначально по результатам химического анализа разливаемой стали формируется вектор X(x1, x2, …, xn) значений массовых долей химических элементов, содержащихся в расплаве, по которому рассчитывают параметр S, характеризующий склонность марки стали с химическим составом X к образованию продольных трещин в процессе разливки на МНЛЗ. Для этого:
1.1. На основании статистических данных по трещинообразованию на отлитых заготовках формируются две обучающие выборки
D1 - массив k×n значений массовых долей х химических элементов, содержащихся в k плавках, разлитых на МНЛЗ с продольными трещинами на слябах, где xij - массовая доля i-го химического элемента, содержащегося в j-ой плавке;
D2 - массив l×n значений массовых долей х химических элементов, содержащихся в l плавках, разлитых на МНЛЗ без продольных трещин на слябах, где xij - массовая доля i-го химического элемента, содержащегося в j-ой плавке.
Каждая строка из массивов D1 и D2 представляет собой точку в n-мерном пространстве координат, а совокупность указанных точек формируют две области в упомянутом пространстве, соответствующие химическому составу стали с различной склонностью к трещинообразованию слябов при разливке на МНЛЗ.
1.2. Линейным методом разделения диагнозов выполняется построение n-мерной плоскости, разделяющей сформированные области D1 и D2. В соответствии с линейным методом разделения положение указанной плоскости в n-мерном пространстве однозначно определяется весовым вектором λ(λ1, λ2, …, λn, λn+1), где λn - весовые коэффициенты.
1.3. Величина параметра S, характеризующего склонность марки стали с химическим составом X(x1, х2, …, xn), определяется исходя из следующего выражения:
S=λ1х1+λ2x2+…λnxn+λn+1,
где xn - значение массовой доли химического элемента, содержащегося в стали, полученное в результате замера химического состава, непосредственно перед разливкой на МНЛЗ.
Если S>0, то склонность к образованию продольных трещин на поверхности сляба с химическим составом стали X(x1, x2, …, xn) высокая, если S<0, то низкая.
1.4. Для плавок с высокой склонностью образования продольных трещин (S>0) на слябе выбирают минимальное пороговое значение разницы показаний термоэлементов ΔТПОР=ΔТПОРmin, при превышении которого диагностируют возникновение продольной трещины. Для плавок с низкой склонностью к образованию продольных трещин на слябе (S<0) выбирают максимальное пороговое значение разницы показаний термоэлементов ΔТПОР=ΔТПОРmax, при превышении которого диагностируют возникновение продольной трещины.
2. На втором этапе выполняют непосредственное диагностирование возникновения продольных трещин в отливаемой заготовке с учетом параметра S, рассчитанного на первом этапе:
2.1. Формируют массив показаний термоэлементов за период времени Т. Массив представляет собой буфер FIFO, обновляющийся с приходом каждой новой посылки показаний термоэлементов;
2.2. Для каждого термоэлемента первой группы (в области погружного стакана) определяют значение последнего локального максимума температуры и последнего локального минимума температуры;
2.3. Определяют разницу между значениями локальных экстремумов и текущими показаниями термоэлемента, полученных в п. 2.2;
2.4. Если значения разностей, рассчитанных в п. 2.3, превышают критические значения, то по данному термоэлементу выставляют флаг наличия захолаживания. Флаг остается активным до тех пор, пока длина отлитой заготовки с момента обнаружения захолаживания не превысит высоту кристаллизатора;
2.5. Если хотя бы для двух термоэлементов какого-либо столбца первой группы установлены флаги обнаружения захолаживания - для данного столбца выставляется флаг подозрения на наличие продольной трещины в районе встройки термоэлементов столбца;
2.6. По показаниям термоэлементов второй группы (фоновая область) отдельно для базовой и не базовой стенок кристаллизатора послойно рассчитывают средние значения;
2.7. Для столбцов, обозначенных флагом подозрения на наличие продольной трещины в районе встройки термопар столбца, послойно рассчитывают разницу между средним значением фоновых термопар и текущим значением показаний термопар столбца;
2.8. Если хотя бы для двух термопар столбца рассчитанная в п. 2.7 разница превышает пороговое значение ΔТПОР, скорректированное на первом этапе (п. 1.4) - устанавливают флаг наличия продольной трещины в районе встройки термопар столбца.
Данный алгоритм был опробован на МНЛЗ №6 в ККЦ ОАО «ММК». В качестве примера приведен расчет определения момента возникновения дефекта «продольная трещина» выявленного в процессе разливки плавки в слябы толщиной 250 мм и шириной 2600 мм, со следующим химических составом: [С]=0,10%, [Si]=0,25%, [Mn]=1,50%, [S]=0,005%, [Р]=0,011%, [Al]=0,041%.
По результатам химического анализа разливаемой плавки был произведен расчет параметра S, который составил 0,01. Поэтому, данная плавка характеризуется высокая склонностью к образованию дефекта «продольная трещина» и соответственно выбирается пороговое значение разницы температур ΔТПОРmin=3 оС.
При разливке металла непрерывно формируется массив показаний температур с 14 столбцов термоэлементов, расположенных в три ряда на базовой и не базовой стенке кристаллизатора. К термоэлементам первой группы относится с 6 по 9 столбцы, а к фоновой области относятся с 1 по 5 и с 10 по 14 столбцы для базовой и не базовой стенки кристаллизатора. При этом в первой группе термопар производится постоянный расчет локального максимума и минимума температуры, и сравнивается с текущими показаниями температуры с термоэлементов.
В момент разливки сляба было обнаружено, что по не базовой стенке кристаллизатора в столбце №7 происходит локальное «захолаживание» температуры по верхнему и среднему ряду термоэлементов
Верхний слой: Tmax-tв=139,3-122,9=16,4°С>Ткр=6,4°С;
Tmin-tв=130,0-122,9=7,1°С>Ткр=3,5°С;
Средний слой: Tmax-tc=104,5-91.2=13,3°С>Ткр=6,0°С;
Tmin-tc=96.1-91,2-4,9°С>Ткр=3,5°С;
Нижний слой: Tmax-tн=86,2-76,7=9,5°С>Ткр=6,4°С;
Tmin-tн=80.0-76,7=3,3°С<Ткр=3,5°С,
где Tmin и Tmax - локальные экстремумы температуры за период времени Т, °С;
tв, tc, tн - текущие показание температуры измеренное термоэлементами в момент разливки сляба, °С.
Среднее значение температуры в фоновой области по каждому ряду термоэлементов в момент разливки данного сляба:
Верхний слой: Тсрв=128,9°С;
Средний слой: Тсредс=95,3°С;
Нижний слой: Тсрн=81,6°С.
Разница между средними значениями температуры в фоновой области термоэлементов и текущими значениями показаний температуры с термоэлементов в столбце №7 в момент разливки данного сляба сравнивается с пороговым значением ΔTПOPmin:
Тсрв-tв=128,9-122,9=6,0°С>ΔTПОPmin=3,0°С;
Тсредс-tc=95,3-91,2=4,1°С>ΔTПОPmin=3,0°С;
Тсрн-tн=81,6-76,7=4,9°С>ΔTПОPmin=3,0°С.
Так как разница между средними значениями температуры в фоновой области термоэлементов и текущими значениями показаний температуры с термоэлементов в столбце №7 превысило пороговое значение, то данному слябу устанавливается флаг о наличии дефекта поверхности «продольная трещина» в области термоэлементов столбца №7.
На данный сляб был установлен флаг о возможном наличии дефекта поверхности «продольная трещина», и он был направлен на контроль качества поверхности. При контроле качества на поверхности сляба наличие дефекта поверхности «продольная трещина» было подтверждено.
Claims (1)
- Способ диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе, включающий измерение температуры поверхности сляба с помощью термоэлементов, встроенных в стенки кристаллизатора и разделенных на первую группу, расположенную в области погружного стакана, и вторую группу, расположенную в области, удаленной от погружного стакана, диагностирование продольных трещин по разнице показаний термоэлементов первой и второй группы, отличающийся тем, что дополнительно выполняют химический анализ разливаемой стали, определяют вероятность возникновения продольных трещин для разливаемой стали и выполняют коррекцию порогового значения, при превышении которого диагностируют продольные трещины, причем коррекцию осуществляют в сторону уменьшения для плавок с высокой вероятностью возникновения продольных трещин и в сторону увеличения для плавок с низкой вероятностью возникновения продольных трещин, кроме того, для оценки вероятности возникновения продольных трещин по результатам химического анализа стали применяют метод линейного разделения диагнозов с привлечением статистических данных по трещинообразованию на отлитых ранее заготовках.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145580/02A RU2593802C2 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Способ диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145580/02A RU2593802C2 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Способ диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014145580A RU2014145580A (ru) | 2016-06-10 |
RU2593802C2 true RU2593802C2 (ru) | 2016-08-10 |
Family
ID=56114747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014145580/02A RU2593802C2 (ru) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Способ диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2593802C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012043985A2 (ko) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 현대제철 주식회사 | 몰드내 응고쉘의 크랙 진단장치 및 그 방법 |
RU2448804C1 (ru) * | 2008-06-25 | 2012-04-27 | Смс Зимаг Аг | Кристаллизатор для разливки металла |
RU2492021C1 (ru) * | 2012-05-14 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ непрерывной разливки стали |
-
2014
- 2014-11-12 RU RU2014145580/02A patent/RU2593802C2/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448804C1 (ru) * | 2008-06-25 | 2012-04-27 | Смс Зимаг Аг | Кристаллизатор для разливки металла |
WO2012043985A2 (ko) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 현대제철 주식회사 | 몰드내 응고쉘의 크랙 진단장치 및 그 방법 |
RU2492021C1 (ru) * | 2012-05-14 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ непрерывной разливки стали |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014145580A (ru) | 2016-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Choudhary et al. | Solidification morphology and segregation in continuously cast steel slab | |
RU2011100814A (ru) | Способ прогнозирования образования продольных трещин при непрерывной разливке | |
CN106413942B (zh) | 连续铸造的铸造状态的判定方法、装置以及程序 | |
JP2009509769A (ja) | ステンレス鋼鋳片品質オンライン予測システム及びこれを用いた予知方法 | |
Ye et al. | Real-time quality prediction of casting billet based on random forest algorithm | |
JP7091901B2 (ja) | 鋳造状態判定装置、鋳造状態判定方法、およびプログラム | |
CN102941330A (zh) | 一种连铸板坯表面裂纹在线预测的控制方法 | |
CN111024513A (zh) | 一种连铸坯中间裂纹萌生临界应变测定的方法 | |
JP2017060965A (ja) | 連続鋳造鋳片の表面欠陥判定方法及び装置、該表面欠陥判定方法を用いた鋼片の製造方法 | |
RU2593802C2 (ru) | Способ диагностирования продольных трещин в затвердевшей оболочке сляба в кристаллизаторе | |
JP6119640B2 (ja) | 連続鋳造スラブの表面欠陥判定方法及び装置 | |
JP5407987B2 (ja) | スラブの縦割れ検知方法 | |
Li et al. | An approach to studying the hot tearing mechanism of alloying elements in ternary Mg-Zn-Al alloys | |
JP4802718B2 (ja) | 連続鋳造鋳片における表層欠陥発生危険部位の予測方法および連続鋳造鋳片の製造方法 | |
CN111666710A (zh) | 一种采用逻辑回归分类预测连铸坯纵裂纹的方法 | |
Hameed et al. | Effect of secondary cooling configuration on microstructure of cast in semi-continuous casting of copper and brass | |
JP2014117739A (ja) | 連続鋳造設備における湯面レベルのモデル予測制御方法 | |
JP2006021218A (ja) | 鋳片の溶削量決定方法 | |
JP4882769B2 (ja) | 連続鋳造鋳片の中心偏析予測方法及び連続鋳造鋳片の製造方法 | |
KR101707304B1 (ko) | 연속주조 공정에서의 슬라브 결함 예측 방법 및 이를 적용하는 슬라브 결함 예측 장치 | |
KR101443351B1 (ko) | 슬라브 크랙 진단 장치 및 방법 | |
Camisani-Calzolari, FR*, Craig, IK* & Pistorius | Quality prediction in continuous casting of stainless steel slabs | |
Tirian | Neural system for detecting craks in the wire of the continuous casting | |
JP3820961B2 (ja) | 鋼の連続鋳造方法 | |
Orłowicz et al. | Quality control by means of ultrasonic in the production of ductile iron |