專(zhuān)利名稱(chēng)：一種控制連鑄板坯動(dòng)態(tài)輕壓下的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金的熔煉及壓加、控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是連鑄坯的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在連鑄已取代模鑄成為鋼材的主要生產(chǎn)方式。而高級(jí)鋼的開(kāi)發(fā)要求連鑄能夠提供成分均勻、高等軸晶比率的鋼坯，以提高軋材的性能。動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)作為提高鑄坯等軸晶比率、改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的重要手段之一，對(duì)改善連鑄坯凝固組織發(fā)揮了顯著作用。動(dòng)態(tài)輕壓下是指在鑄坯的凝固末端實(shí)施輕壓下，對(duì)富集溶質(zhì)的凝固前沿加強(qiáng)對(duì)流和攪拌、促進(jìn)枝晶折斷、脫落和重熔、增加結(jié)晶核心和凝固過(guò)冷度，細(xì)化鑄坯最后凝固的中心熱節(jié)區(qū)域組織并使鑄坯的化學(xué)成分均勻化，從而得到減輕中心偏析，提高鑄坯的中心致密度的效果。而動(dòng)態(tài)輕壓下的關(guān)鍵技術(shù)是壓下位置和壓下量的確定。如果壓下位置不合適， 壓下量過(guò)大，可能導(dǎo)致鑄坯中間裂紋或變形缺陷傾向增加；如果壓下量過(guò)小，則對(duì)于提高鑄坯中心致密性和減輕中心宏觀偏析的效果不明顯。現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?00610117518的中國(guó)專(zhuān)利“動(dòng)態(tài)輕壓下控制方法”的申請(qǐng)公開(kāi)文件中，該發(fā)明公開(kāi)了一種連鑄領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)輕壓下控制方法。該方法是根據(jù)熱傳導(dǎo)方程計(jì)算對(duì)于鑄坯凝固率的液芯點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后確定輕壓下位置和壓下量進(jìn)行輕壓下。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中由于連鑄中間包溫度、和拉速的變化，會(huì)直接影響到鑄坯凝固液芯的位置，所以用理論計(jì)算推導(dǎo)鑄坯凝固率畢竟跟實(shí)際生產(chǎn)有些出入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有動(dòng)態(tài)輕壓下計(jì)算模型預(yù)測(cè)鑄坯凝固率準(zhǔn)確性的不足，發(fā)明一種利用在線(xiàn)連續(xù)測(cè)溫的方式計(jì)算鑄坯凝固率來(lái)控制連鑄板坯動(dòng)態(tài)輕壓下的方法。本發(fā)明深入研究了動(dòng)態(tài)輕壓下模型理論，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中采用動(dòng)態(tài)輕壓下模型計(jì)算的鑄坯表面溫度與鑄坯實(shí)際表面溫度有偏差。本發(fā)明使用鑄坯表面溫度在線(xiàn)測(cè)量裝置，測(cè)量鑄坯表面溫度。根據(jù)實(shí)際測(cè)量的鑄坯表面溫度，建立連鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型，計(jì)算鑄坯實(shí)際凝固率。根據(jù)鑄坯實(shí)際凝固率，控制鑄坯動(dòng)態(tài)輕壓下。達(dá)到精確控制鑄坯輕壓下，提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的目的。本發(fā)明的一種控制連鑄板坯動(dòng)態(tài)輕壓下的方法，使用鑄坯表面溫度在線(xiàn)測(cè)量裝置，測(cè)量出鑄坯表面實(shí)際溫度，然后將鑄坯表面實(shí)際溫度發(fā)送至鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型 (5)，經(jīng)過(guò)鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型( 計(jì)算出鑄坯凝固率，由動(dòng)態(tài)輕壓下二級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(6)進(jìn)行動(dòng)態(tài)輕壓下位置的修正，從而達(dá)到精確控制輕壓下的目的。所述連鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型是針對(duì)連鑄坯的凝固過(guò)程建立有內(nèi)熱源的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程。所述鑄坯在線(xiàn)連續(xù)測(cè)溫裝置，以非接觸方式使用紅外測(cè)溫探頭(1)采集鑄坯表面發(fā)出的輻射信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出給信號(hào)處理器(3)，信號(hào)處理器(3)將收集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算得到實(shí)際溫度。
在所述鑄坯表面溫度測(cè)量使用的測(cè)溫裝置中，紅外測(cè)溫探頭(1)，朝向鑄坯一側(cè)設(shè)置有排風(fēng)吹塵和吹散水汽的準(zhǔn)靶器(8)，可將測(cè)溫路徑上的水汽、灰塵吹走，以便確保采集準(zhǔn)確的測(cè)溫信號(hào)，解決了二冷區(qū)因?yàn)樗?、灰塵影響測(cè)溫值的難題。所述鑄坯表面溫度測(cè)量使用的測(cè)溫裝置中，準(zhǔn)靶器⑶與鑄坯表面之間的距離為10-250mm，空氣調(diào)節(jié)處理器(4)設(shè)定壓力為0. 05 0. 4MPa基于板坯厚度方向中心縱斷面上熱量守恒建立相應(yīng)的傳熱模型。鑄坯凝固傳熱模型的假設(shè)為①忽略板坯寬度方向的導(dǎo)熱；②忽略因凝固冷卻收縮引起的鑄坯尺寸變化； ③采用等效增強(qiáng)導(dǎo)熱系數(shù)處理鋼液對(duì)流傳熱，④結(jié)合實(shí)際測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)計(jì)算出鑄坯液相穴長(zhǎng)度并實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)輕壓下的精確控制。鑄坯非穩(wěn)態(tài)凝固傳熱方程為
權(quán)利要求
1.一種控制連鑄板坯動(dòng)態(tài)輕壓下的方法，其特征在于使用鑄坯表面溫度在線(xiàn)測(cè)量裝置，測(cè)量出鑄坯表面實(shí)際溫度，然后將鑄坯表面實(shí)際溫度發(fā)送至鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型 (5)，經(jīng)過(guò)鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型( 計(jì)算出鑄坯凝固率，由動(dòng)態(tài)輕壓下二級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(6)進(jìn)行動(dòng)態(tài)輕壓下位置的修正，從而達(dá)到精確控制輕壓下的目的。
2.如權(quán)利要求1所述的控制連鑄板坯動(dòng)態(tài)輕壓下的方法，其特征在于所述連鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型是針對(duì)連鑄坯的凝固過(guò)程建立有內(nèi)熱源的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程。
3.如權(quán)利要求1所述的控制連鑄板坯動(dòng)態(tài)輕壓下的方法，其特征在于所述鑄坯在線(xiàn)連續(xù)測(cè)溫裝置，以非接觸方式使用紅外測(cè)溫探頭(1)采集鑄坯表面發(fā)出的輻射信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出給信號(hào)處理器(3)，信號(hào)處理器C3)將收集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算得到實(shí)際溫度。
4.如權(quán)利要求1或3所述的控制連鑄板坯動(dòng)態(tài)輕壓下的方法，其特征在于鑄坯表面溫度測(cè)量使用的測(cè)溫裝置中，紅外測(cè)溫探頭(1)，朝向鑄坯一側(cè)設(shè)置有排風(fēng)吹塵和吹散水汽的準(zhǔn)靶器(8)，可將測(cè)溫路徑上的水汽、灰塵吹走，以便確保采集準(zhǔn)確的測(cè)溫信號(hào)，解決了二冷區(qū)因?yàn)樗⒒覊m影響測(cè)溫值的難題。
5.如權(quán)利要求1或3所述的控制連鑄板坯動(dòng)態(tài)輕壓下的方法，其特征在于所述鑄坯表面溫度測(cè)量使用的測(cè)溫裝置中，準(zhǔn)靶器(8)與鑄坯表面之間的距離為10-250mm，空氣調(diào)節(jié)處理器(4)設(shè)定壓力為0. 05 0. 4MPa。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金的熔煉及壓加、控制技術(shù)。連鑄坯的動(dòng)態(tài)輕壓下是指在鑄坯的凝固末端實(shí)施壓下，對(duì)均勻成分、減輕偏析，提高致密度等有良好效果。其中關(guān)鍵技術(shù)是壓下位置和壓下量。中國(guó)專(zhuān)利CN200610117518“動(dòng)態(tài)輕壓下控制方法”公開(kāi)了一種根據(jù)熱傳導(dǎo)方程計(jì)算鑄坯凝固率，確定動(dòng)態(tài)輕壓下控制的方法。由于生產(chǎn)實(shí)際變化，準(zhǔn)確性不足。為此發(fā)明一種利用在線(xiàn)連續(xù)測(cè)溫的方式計(jì)算鑄坯凝固率，確定動(dòng)態(tài)輕壓下控制的方法。既在線(xiàn)測(cè)量鑄坯表面實(shí)際溫度，然后將鑄坯表面實(shí)際溫度發(fā)送至鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型計(jì)算，經(jīng)過(guò)鑄坯凝固非穩(wěn)態(tài)傳熱模型計(jì)算，由動(dòng)態(tài)輕壓下二級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)輕壓下位置的修正。從而達(dá)到精確控制輕壓下的目的。
文檔編號(hào)B22D11/16GK102416454SQ20111038627
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者王智軼, 王朝陽(yáng), 賀建哲, 馬立軍 申請(qǐng)人:天津鋼鐵集團(tuán)有限公司