用于连续铸造工艺的方法、控制器和浇口盘控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总地涉及冶金学，并且尤其涉及一种用于在连续铸造工艺中控制熔融金属温度的方法和控制器。
【背景技术】
[0002]在金属材料，例如钢的连续铸造中，固体材料在炉中进行熔炼和处理。由固体材料获得的熔融金属被放液或倾倒至浇包中。熔融金属通常在浇包中进行进一步的处理。在浇包处理之后，熔融金属被顺序地从浇包倾倒至浇口盘中，浇口盘是一种容器，从中可将熔融金属放液到一个或多个用于材料铸造的铸模中。在浇包将其熔融金属倾倒至浇口盘中的期间，该周期在这里被称为浇包放液循环。浇口盘因而用作缓冲器，其还在浇包改变期间将连续流量的熔融金属提供到铸模中。
[0003]最终的金属材料的品质依赖于熔融金属在连续铸造工艺期间的温度。最佳的熔融金属的浇包处理温度通常低于从炉中获得的熔融金属的温度。为了获得最佳的熔融金属的浇包处理温度，浇包中的熔融金属的温度通常在受控条件下进行降低。
[0004]如果结合相对较慢的铸造速度而存在大的浇包吨位，那么浇口盘中的熔融金属的温度将随着熔融金属从浇包放液到浇口盘中而逐渐降低。此外，因为流出浇包的熔融金属比已经位于浇口盘中的熔融金属更热，所以浇口盘中的熔融金属的温度通常不是均匀分布的，浇口盘具有用作冷却元件的壁，以降低壁附近的温度。
【发明内容】
[0005]本发明人已经意识到，通过控制浇口盘中的熔融金属的温度，也可在浇口盘中获得熔融金属的最佳温度。此外，还意识到仅仅控制加热装置加热浇口盘中的熔融金属来获得令人满意的结果是不够的。
[0006]综上所述，本公开的总体目标是改善连续铸造工艺中所生产的金属材料的品质。具体地说，需要能够提供恒定高品质的固化的金属材料。
[0007]因此，根据本公开的第一方面，提供了一种在连续铸造工艺的浇包放液循环期间控制浇口盘中的熔融金属温度的方法，其中该方法包括:
a)获得浇口盘中的熔融金属的温度测量值，
b)将获得的温度测量值与期望的浇口盘熔料温度进行比较，
c)确定温度测量值是否低于期望的浇口盘熔料温度，并且在温度测量值低于期望的浇口盘熔料温度的情况下，
d)通过加热装置和电磁搅拌器控制浇口盘中的熔融金属的温度，加热装置加热浇口盘中的熔融金属，电磁搅拌器搅拌熔融金属，从而使受加热的熔融金属散布在浇口盘中，使得浇口盘中的熔融金属的温度接近期望的浇口盘熔料温度。
[0008]因此可获得的一种效果是，铸造材料，即在连续铸造工艺中所生产的金属材料可在始终比之前可能的品质更高的品质下生产出来。具体地说，通过控制浇口盘中的熔融金属的温度，熔融金属的温度可在贯穿铸造工艺的过程中保持有利的水平，并且通过提供搅拌使受加热的熔融金属均匀散布在浇口盘中，从而在浇口盘中可获得均匀的或基本均匀的熔料温度。期望的浇口盘熔料温度是最佳的浇口盘熔融或熔化金属温度，其可从例如铸造实验、经验测试或之前的铸造经验中获悉。
[0009]根据一个实施例，获得温度测量值的步骤a)包括基于连续铸造工艺的模型和熔融金属的浇包温度而估算熔融金属的温度。浇包温度是在熔融金属从浇包放液到浇口盘中时的熔融金属的温度。
[0010]根据一个实施例，浇包温度从与浇包中的熔融金属温度控制相关联的控制环路中获得。
[0011]根据一个实施例，获得温度测量值的步骤a)包括获得浇口盘中的熔融金属的温度测量值。通过搅拌浇口盘中的熔融金属，并因此获得均匀温度，熔融金属的温度值测量变得更为精确。因而，搅拌提供了均匀的熔料温度，导致最终产品更高的品质以及更精确的熔料温度测量值，这促进了浇口盘中的熔料温度的控制。
[0012]浇口盘中的熔融金属温度的测量值可通过估算或通过直接测量，例如通过可消耗的热电偶来获得。作为备选，还可设想熔料温度的估算和直接测量的组合。
[0013]一个实施例包括在浇包放液循环期间重复步骤a)至d)。
[0014]—个实施例包括在比较步骤b)之前获得期望的浇口盘熔料温度。
[0015]根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，期望的浇口盘熔料温度是从铸造实验中获得的最佳铸造工艺温度。因而，从之前执行的铸造实验、经验测试或铸造经验获得的数据被用于设定期望的浇口盘熔料温度。
[0016]根据一个实施例，获得浇包温度的步骤包括从控制环路中获得浇包温度，控制环路与浇包中的熔融金属温度的控制相关联。
[0017]根据一个实施例，期望的浇口盘熔料温度是浇口盘中的最佳铸造工艺温度。
[0018]根据本公开的第二方面，提供了一种包括计算机可执行成分的计算机程序，计算机可执行成分在包含于控制器中的处理单元上运行计算机可执行成分时造成控制器执行根据第一方面所述的方法。
[0019]根据本公开的第三方面，提供了一种在连续铸造工艺的浇包放液循环期间控制浇口盘中的熔融金属温度的控制器，其中该控制器包括:处理单元和包括计算机可执行成分的存储器，计算机可执行成分在运行于处理单元上时造成控制器执行第一方面的方法。
[0020]控制器可有利地用于浇口盘控制系统中。因而，根据本公开的第四方面，提供了一种浇口盘控制系统，其包括:根据第三方面所述的控制器、加热装置和电磁搅拌器。控制器因而可控制加热装置和搅拌器，使得浇口盘中的熔融金属获得期望的浇口盘熔料温度。
[0021]根据一个实施例，加热装置包括氧气-燃料喷燃器。
[0022]大体上，权利要求中所使用的所有词语应根据其在技术领域中的普通涵义进行理解，除非这里做了明确地限定之外。对“一 / 一个/这个元件、器械、构件、装置等等”的引用应开放地理解为表示该元件、器械、构件、装置等等的至少一个实例，除非另外做了明确地陈述。
【附图说明】
[0023]现在将参照附图通过示例来描述本发明概念的特定实施例，其中:
图1描绘了连续铸造机的一部分的纵截面；
图2a是浇口盘和电磁搅拌器的正视图；
图2b是浇口盘和加热装置的纵截面；
图3是控制器的示意图，其用于在连续铸造工艺的浇包放液循环期间控制浇口盘中的熔融金属的温度；
图4是饶口盘控制系统的不意图；
图5a_b显示了浇口盘中的熔融金属温度控制；且
图6是在连续铸造工艺的浇包放液循环期间控制浇口盘中的熔融金属温度的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]在后文中将参照显示了示例性实施例的附图更完整地描述本发明的概念。然而，本发明的概念可以许多不同的形式来实现，并且不应该认为局限于这里所阐述的实施例，相反这些实施例是通过示例来提供的，使得本公开将更为完整和完善，并将本发明的概念完全传达给本领域中的技术人员。全文中相似的标号表示相似的元件。
[0025]图1描绘了连续铸造机I的一个示例的纵截面。连续铸造机I包括浇包3、浇口盘5和铸模7。浇包3具有管道3a，通过该管道可将熔融金属M放液到浇口盘5中。示例浇口盘5具有带开口 5c的盖子5a，其中浇包3的管道3a可通过该开口排出熔融金属Μ。浇口盘3还包括喷嘴5b，例如被掩盖的入口喷嘴(SEN)，通过该喷嘴可将浇口盘3中的熔融金属M排出至相应的铸模7中。连续铸造工艺的流向如箭头A所示。
[0026]在浇包放液循环期间，浇包3设置在固定位置。当浇包改变时，浇包3可在方向B上移动，其中浇包3与填充了熔融金属的另一浇包进行交换，熔融金属将被排出到浇口盘5中。熔融金属M因此可被连续地从浇口盘5放液或排出到铸模7中。
[0027]应该注意的是，浇口盘喷嘴的数量、浇口盘是否具有盖子、以及盖子中的开口的数量对于这里所提供的方法的目的而言都不是重要的。
[0028]现在将参照图2-6描述用于在浇包放液循环期间控制浇口盘，例如浇口盘3中的熔融金属温度的方法和控制器。
[0029]图2a示意性地显示了浇口盘5和电磁搅拌器9的正视图。如箭头所示，电磁搅拌器9可朝向和远离浇口盘侧壁而移动。设想根据其一种变体，可将至少其中一个电磁搅拌器固定在浇口盘侧壁上。还可设想，可以使用仅仅一个电磁搅拌器，其要么连接在浇口盘侧壁上，或者可朝向和远离浇口盘侧壁而移动。电磁搅拌器9设置为用于搅拌浇口盘5中的熔融金属M，其将在下文中进行详尽描述。
[0030]图2b是浇口盘5和