基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及连铸领域，更加具体地，涉及一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下 控制方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在连铸领域中，如图1所示，钢水从钢包1和中间包2通过结晶器3 -次冷却结晶 后形成外壳凝固中心为钢液的铸坯100并从结晶器3下口拉出，进行二次冷却后，经过拉矫 机200矫直后，通过切前辊道到达火切机4进行铸坯切割，上述过程为浇注过程，每一台拉 矫机200主要包含一对拉矫辊（拉矫辊上辊230和下辊240)和一个液压缸210,拉矫辊下 辊240为固定辊，拉矫辊下辊与液压缸210的活塞杆220固定连接，液压缸210上安装有压 力传感器260,通过压力传感器260控制液压缸210对铸坯100施加一定压下力（热坯压 力控制模式，此时液压缸210的活塞杆220是不移动的，对铸坯施加一个能够压紧铸坯且 不产生裂纹的固定力），使得拉矫辊上辊230压紧铸坯，对铸坯进行矫直。在上述浇注过程 中，铸流在外界冷却作用下，从外向内不断凝固，产生的凝固收缩量由中心可以流动的自由 钢液补充进来，但是在凝固末期，由于钢液在类似多空介质的两相区中流动阻力的增加，凝 固收缩量无法得到及时补偿，形成的压降将导致铸坯中心附近枝晶间的富集偏析元素钢液 向中心流动、汇集并最终凝固，从而形成中心宏观偏析，同时得不到补偿的凝固收缩量将最 终形成中心疏松。
[0003] 为了改善连铸坯中心偏析、疏松和缩孔等内部质量问题，通常利用拉矫机的拉矫 辊对铸坯进行一定压下量，即轻压下或重压下，轻压下是采用多辊小压下量对铸坯进行压 下，重压下是采用单辊大压下量对铸坯进行压下，如图1所示，液压缸210上装有位移传感 器230,监测液压缸210中活塞杆220的位移。由于活塞杆220和上辊230为机械连接，因 此通过位移传感器250读数变换能够监测上辊230的位移，采用位移传感器250监测液压 缸210的活塞杆220的行程，通过调节液压缸210进/出油量，带动拉矫机上辊230下降， 对铸坯进行轻压下，此时液压缸210转换为动态辊缝模式，即移动活塞杆220对铸坯进行压 下的模式。
[0004] 为了保证压下量的准确性，每一次浇注前，需要对拉矫机的初始辊缝值进行标定， 即，确定初始位移传感器读数对应的初始辊缝值，由于位移传感器读数的变化与拉矫辊辊 缝的变化为线性关系，确定初始位移传感器读数对应的初始辊缝值，就能够通过位移传感 器读数得到拉矫机辊缝值。
[0005] 标定过程中，初始位移传感器读数可以通过位移传感器即时读到，但是与其对应 的初始辊缝值却很难精确得到，目前得到初始辊缝值的方法一般有：
[0006] (1)将拉轿机200悬停到某一位置，此时位移传感器的读数作为初始位移传感器 读数，然后使用辊缝测量仪人为进行测量，测得的辊缝值为初始辊缝值；
[0007] (2)将拉轿机200悬停到某一位置，此时位移传感器的读数作为初始位移传感器 读数，利用自动辊缝仪测量，测得的辊缝值为初始辊缝值；
[0008] (3)利用加工精度比较高的标定块，标定块厚度进行事先测量，然后将标定拉轿机 以标定压压在标定块上，标定块的厚度即为初始辊缝值，此时位移传感器的读数作为初始 位移传感器读数；
[0009] (4)利用加工精度比较高的标定杆，多个标定位厚度进行事先测量，然后将多个标 定拉轿机以标定压压在标定杆上，各标定位的厚度即为各拉矫机的初始辊缝值，压紧标定 位时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数；
[0010] (5)确定引锭杆上一个或者多个标定位，对其厚度进行事先测量，将一个或者多个 标定拉轿机压在引锭杆上，各标定位的厚度即为各拉矫机的初始辊缝值，压紧标定位时位 移传感器的读数作为初始位移传感器读数。
[0011] 上述五种拉矫机辊缝标定方法，主要有以下几个缺点：
[0012] 第一，标定过程都在停浇过程或者送引锭杆过程进行，而标定时间根据不同标定 方法和自动化程度的不同而不同，一般标定时间每流需要5~180min不等，标定时间大大 占用了设备维护时间，降低了铸机作业率，在提高铸坯质量的同时降低了产能，同时也大大 增加了设备维护量，增加了设备维护强度；
[0013] 第二，不论是那种方式，都要知道初始辊缝值，就需要测量，必然带来测量误差，这 个测量误差肯定会叠加到执行压下量上，导致不能精确执行工艺压下量；
[0014] 第三，在实际情况中，由于整个系统中有设备间隙、活塞杆的变形等影响，位移传 感器到辊缝的对应关系的线性度并不好，在标定位厚度和铸坯厚度差别较大情况下，标定 误差甚至可以达到2~4_，这些都会叠加到执行压下量上，导致铸坯质量恶化。
[0015] 在执行压下工艺过程中，压下量有两种定义，一种为沿着铸坯浇注方向拉矫辊相 对于上一个拉矫辊增加的压下量，另一种以基准辊缝值为基准，设定的拉矫辊执行压下的 压下总量，本发明采用后者。另外，一般有两种压下执行方式：（1)以连铸机的第一台或者 压下工艺前面的拉轿机的拉矫辊上辊作为测量辊，该拉矫机的液压缸工作在热坯压力控制 模式，即测量辊压紧铸坯但不进行压下，测量辊得到的辊缝值作为后面执行压下的基准辊 缝值，即测量辊得到的基准辊缝值减去压下量为执行压下拉轿机的目标辊缝值，在执行轻 压下时，移动其他拉矫辊上辊230控制辊缝从初始辊缝值变为目标辊缝值；（2)另一种方法 是设定一个基准辊缝值，基准辊缝值减去压下量为目标辊缝值，在执行轻压下时，移动拉矫 辊上辊230控制辊缝从初始辊缝值变为目标辊缝值。
[0016] 就压下执行方式来说，上述两种压下执行方式主要有以下缺点：
[0017] 第一种压下执行方式中，由于铸坯表面不光滑，压紧铸坯的测量辊得到的辊缝值 是一个不断变化的值，这样即使压下工艺稳定，辊缝目标值会随着测量辊缝值的变化而变 化，导致整个压下系统总是处于不断调整状态，降低了设备尤其是电器元件的使用寿命。并 且，这种方法中，测量辊不参与压下，人为地减小了压下辊的个数，使得设备适合压下的工 艺区间变窄；
[0018] 第二种压下执行方式中，铸坯实际厚度随着拉速有小的变化，而基准辊缝值无法 保持同步变化，更严重的是，如果标定结果不可靠，会人为加大了实际辊缝值和基准辊缝值 的差距，导致第一个压下辊不能正确执行工艺压下量，甚至有出现悬起的情况，这样必然增 大了第二个压下辊的压下量，很可能导致压下事故或者铸坯质量恶化的情况。
[0019] 现有的轻压下或重压下控制方法是在找到初始位移传感器读数对应的准确的初 始辊缝值（初始位移传感器对应的实际辊缝值）的基础上，进行压下。实际情况是做了大 量的工作，由于铸坯凝固过程中，铸坯厚度的变化，很难精确执行工艺压下量。
【发明内容】
[0020] 本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供快速 准确的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置。
[0021] 根据本发明的一个方面，提供一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法， 方坯连铸机包含多个拉矫机，每个拉矫机包括至少一对拉矫辊和一个液压缸，其中，该控制 方法包括：设定基准辊缝值；判断拉矫机i的两个拉矫辊之间是否有铸坯，其中，i为拉矫机 的编号，沿着铸坯浇注方向递增排列；在拉矫机i的拉矫辊之间有铸坯的情况下，对拉矫机 i进行标定，即，拉矫机i的液压缸工作在热坯压力控制模式，拉矫辊压紧铸坯，将压紧铸坯 时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，基准辊缝值作为初始辊缝值，建立起位移 传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等；重 复上述步骤直到对所有拉矫机进行了标定；在对所有拉矫机进行了标定后，确定执行轻压 下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到各拉矫机的目标辊缝值及其对应的目标传 感器读数，其中，目标辊缝值=基准辊缝值-压下量，根据标定单元建立的位移