用于在连续浇铸时预测连续浇铸工艺次数的方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于在连续浇铸时预测连续浇铸工艺次数的方法，其中可以通过使用模具的钢水水平变化的累积命中率或使用阻挡块的位置变化的累积打开变化率来预测浸入式喷嘴的阻塞量，从而预测可能的连续浇铸工艺次数。
【专利说明】用于在连续浇铸时预测连续浇铸工艺次数的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及连续浇铸熔炼次数的预测，更具体地，涉及当连续浇铸时预测连续浇铸熔炼次数的方法，其中通过预测浸入式入口喷嘴的堵塞程度从而预测可能的连续浇铸熔炼次数。
【背景技术】
[0002]连续浇铸机是通过在中间包处接收从炉输送至钢包的钢水然后将钢水供应至模具从而制造具有预定尺寸的厚板的装置。
[0003]连续浇铸机包括含有钢水的钢包和中间包；连续浇铸模具，所述连续浇铸模具首先冷却从中间包供应的钢水从而形成具有预定形状的连铸钢；和多个夹送辊，所述夹送辊连接至模具从而输送模具中形成的连铸钢。
[0004]换言之，从钢包和中间包流出的钢水通过模具转化成具有预定宽度、厚度和形状的连铸钢，所形成的连续件通过多个夹送辊输送，所输送的连铸钢通过切割机切割从而制造具有预定形状的件例如厚板、钢坯或坯锭。
[0005]相关现有技术之一为韩国专利申请公开第2004-50195号(
【公开日】:2004年6月16曰)。
【发明内容】
[0006]抟术问是页
[0007]本发明提供当连续浇铸时预测连续浇铸熔炼次数的方法，其中可以通过模具中钢水水平的波动通过预测浸入式入口喷嘴的堵塞程度从而预测可能的连续浇铸熔炼次数。
[0008]本发明提供当连续浇铸时预测连续浇铸熔炼次数的方法，其中可以通过阻挡块的位置变化通过预测浸入式入口喷嘴的堵塞程度从而预测可能的连续浇铸熔炼次数。
[0009]本发明的技术目的不限于上述目的。
_0] 技术方案
[0011]为了实现上述目的，预测连续浇铸熔炼次数的方法可以包括:根据钢水的波动周期性地测量模具中的钢水水平；当设定的单位周期过去时，分别对单位周期的过程中的总测量次数和钢水水平偏离设定的参考范围的反常波动次数进行计数；通过使用经计数的总测量次数和反常波动次数计算钢水水平的命中率；并且将经计算的命中率累积至前一命中率，从而计算累积命中率并且通过使用经计算的累积命中率来预测可能的连续浇铸熔炼次数。
[0012]所述单位周期可以基于浇铸时间或连续浇铸件的长度进行设定。
[0013]所述参考范围可以基于模具中的钢水水平设定为3mm内的范围。
[0014]所述命中率可以通过使用单位周期的过程中的反常波动次数除以总测量次数所得的值而获得。
[0015]所述累积命中率可以通过累积相乘每单位周期的命中率而计算。[0016]为了实现上述目的，根据本发明的另一个实施方案的预测连续浇铸熔炼次数的方法可以包括:调节阻挡块的打开量，使得模具中的钢水水平保持恒定；在单位周期的过程中周期性地测量阻挡块的位置，并且使用在所述单位周期的过程中测量的位置信息计算当前周期的打开率；通过使用当前周期的打开率和前一周期的打开率计算当前的打开变化率；并且通过使用当前打开变化率和前一打开变化率计算累积打开变化率，并且通过使用经计算的累积打开变化率预测可能的连续浇铸熔炼次数。
[0017]具体地，所述单位周期可以基于浇铸时间或连续浇铸件的长度进行设定，所述打开率可以为收集的位置信息的平均值。
[0018]所述累积打开变化率可以通过累积地相乘当前打开变化率和前一打开变化率进行计算，可能的连续浇铸熔炼次数可以通过使用经计算的累积打开变化率进行预测。
[0019]有利效果
[0020]根据本发明，可以通过使用模具中的水平变化量通过预测浸入式入口喷嘴的堵塞从而提前预测和避免由于环境(例如浇铸速度降低或连续浇铸停止)而导致的生产量降低。
[0021]同样地，可以通过使用中间包中阻挡块的位置变化量计算累积变化率和使用经计算的累积变化率预测浸入式入口喷嘴的堵塞从而提前预测和避免由于环境(例如浇铸速度降低或连续浇铸停止)而导致的生产量降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为基于钢水的流动显示根据本发明的一个实施方案的连续浇铸机的示意图。
[0023]图2为显示根据本发明的一个实施方案的用于预测连续浇铸熔炼次数的装置的示意图。
[0024]图3为显示根据模具中的钢水水平波动的浇铸速度降低的图表。
[0025]图4为显示根据本发明的一个实施方案的图2的预测连续浇铸熔炼次数的步骤的流程图。
[0026]图5和6显示图表从而解释根据模具中的钢水水平波动的累积命中率。
[0027]图7为显示根据本发明的另一个实施方案的用于预测连续浇铸熔炼次数的装置的示意图。
[0028]图8为显示根据阻挡块的位置(打开)变化的浇铸速度降低的图表。
[0029]图9为显示根据本发明的另一个实施方案的图7的预测连续浇铸熔炼次数的步骤的流程图。
[0030]图10和11显示图表从而解释根据阻挡块的位置变化的累积变化率。
【具体实施方式】
[0031]下面将参考所附附图对本发明的优选实施方案进行具体描述。此外，将取消与公知功能或构造相关的详细描述从而不会不必要地模糊本发明的主题。
[0032]图1为基于钢水的流动显示根据本发明的一个实施方案的连续浇铸机的示意图。
[0033]连续浇铸是一种浇铸方法，其中当钢水在没有底部的模具中凝固时连续形成铸件或钢锭。连续浇铸用于制造具有简单截面(例如正方形、矩形、圆形)的长形产品和作为用于滚轧的材料的厚板、钢坯和坯锭。[0034]连续浇铸装置被分为竖直型连续浇铸机、竖直弯曲型连续浇铸装置等。图1显示了竖直弯曲型连续浇铸装置。
[0035]参考图1，连续浇铸装置可以包括钢包10、中间包20、模具30、副冷却区60和65，和夹送辊70。
[0036]中间包20为供应有来自钢包10的钢水并且将钢水供应至模具30的容器。在中间包20中，进行流入模具30的钢水的供应速度控制、钢水至模具30的分配、钢水的储存、厚板和非金属内容物的分离等。
[0037]模具30通常为由铜制得的水冷却模具，钢水在模具30中首先冷却。模具30具有这样的结构:一对对立面彼此隔开并且提供接收钢水的空腔。为了制造厚板，模具30包括一对长壁和使长壁彼此连接的一对短壁。在此，长壁具有比短壁更小的面积。模具30的壁(主要是短壁)彼此成锥形使得它们彼此远离或彼此靠近。设置该锥形从而补偿由于模具30中的钢水(M)的凝固而导致的收缩。钢水(M)的凝固程度根据钢的碳含量、力量类型(迅速冷却类型或缓慢冷却类型)、浇铸速度等变化。
[0038]模具30用于形成强烈凝固的壳体81使得从模具30中抽出的连续浇铸件保持其形状并且未凝固钢水不会流出。水冷却结构包括使用铜管的结构、具有在铜块中形成的水冷却凹槽的结构，和使用具有水冷却凹槽的铜管组件的结构。
[0039]模具30通过振荡器40振荡从而避免钢水附着至模具的壁表面。在振荡过程中使用润滑剂从而减少模具30和凝固壳体81之间的摩擦并且避免燃烧。润滑剂的实例包括喷射的菜籽油和添加至模具30中的钢水表面的粉末。粉末添加至模具30中的钢水从而形成厚板并且用于提供模具30和凝固壳体81之间的润滑并且避免模具30中的钢水氧化和硝化，还保持钢水温暖。此外，粉末用于吸收钢水表面上的非金属内容物。提供粉末进料器50从而将粉末引入模具30。粉末进料器50排出粉末的部分直接朝向模具30的入口。
[0040]副冷却区60和65用于额外冷却首先在模具30中冷却的钢水。首先冷却的钢水直接通过水喷射装置65冷却同时通过支撑辊60支撑使得凝固壳体不变形。连铸钢的凝固大部分通过副冷却完成。
[0041]拉拔设备采用使用数组夹送辊70的多驱动方法从而拉拔连铸钢而无滑移。夹送辊70以浇铸方向拉动钢水的凝固端部使得经过模具30的钢水可以以浇铸方向连续移动。
[0042]在上述构造的连续浇铸机中，钢包单元10中的钢水(M)流入中间包20。为了允许进行该流动过程，钢包10设置有朝向中间包20延伸的笼罩喷嘴15。笼罩喷嘴15延伸从而浸入中间包20中的钢水(M)从而避免钢水(M)由于暴露于空气而氧化和硝化。
[0043]中间包20中的钢水(M)通过延伸入模具30的浸入式入口喷嘴25流入模具30。浸入式入口喷嘴25设置在模具30的中央使得从浸入式入口喷嘴25的两个出口排出的钢水(M)的流动对称。通过设置在中间包20中从而对应于浸入式入口喷嘴25的阻挡块21确定钢水(M)从浸入式入口喷嘴25的排出开始、排出速度和排出中止。具体地，阻挡块21可以沿着与浸入式入口喷嘴25相同的直线竖直移动，从而打开和关闭浸入式入口喷嘴25的入口。可以通过与阻挡块方法相反的滑移门方法控制钢水(M)通过浸入式入口喷嘴25的流动。在滑移门方法中，板在中间包20中水平滑移从而控制钢水(M)通过浸入式入口喷嘴25的排出流速。
[0044]模具30中的钢水(M)从钢水(M)与模具30的内壁接触的外围部分开始凝固。这是因为钢水(M)的外围部分相比于中央部分更容易通过用水冷却的模具30而损失热量。由 于外围部分首先凝固，连铸钢80在浇铸方向上的下游部分为未凝固钢水82被凝固壳体81 包围的形式。
[0045]由于夹送辊70拉拔完全凝固的端部83，连铸钢80、未凝固钢水82连同凝固壳体 81 一起以浇铸方向移动。在移动过程中，未凝固钢水82通过喷射冷却水的喷射装置65而 冷却。这逐渐减小连铸钢80中的未凝固钢水82的厚度。当连铸钢到达点85时，其全部厚 度充满凝固壳体81。完全凝固的连铸钢80然后在切割位置91切割成特定尺寸从而形成件 P，例如厚板。
[0046]图2为显示根据本发明的一个实施方案的用于预测连续浇铸熔炼次数的装置的 示意图，并且装置100包括钢水水平传感器110、储存单元130、显示单元140、输入单元150 和控制单元160。
[0047]钢水水平传感器110固定设置在模具的上侧从而根据模具中的钢水波动周期性 测量钢水水平。在此，钢水水平传感器110可以为涡电流类型传感器110，所述涡电流类型 传感器110根据射频电流刺激分析由钢水的涡电流引起的电压从而测量钢水水平。
[0048]储存单元130储存用于测量钢水水平的单位周期、用于确定钢水水平是否反常的 参考范围、周期性测量的钢水水平、钢水命中率、累积命中率等。
[0049]显示单元140可以以图表显示通过钢水水平传感器110收集的钢水水平、每小时 的钢水命中率,和累积命中率。
[0050]输入单元150被构造成接收来自外部的各种操作指令或设定值并将其传递至控 制单元160。
[0051]控制单元160收集通过钢水水平传感器110测量的钢水水平，通过使用在设定的 单位周期的过程中的总测量次数和钢水水平偏离参考范围的反常波动次数计算钢水表面 命中率，将经计算的钢水表面命中率累积至前一钢水表面命中率从而计算累积命中率，并 且通过使用累积命中率预测可能的连续浇铸熔炼次数。
[0052]参考范围可以基于模具中的钢水水平设定为3mm内的范围。当模具水平为例如 800mm时，参考范围设定为797-803内的范围。
[0053]单位周期可以基于浇铸时间(例如10分钟)或连铸钢80的长度(例如20m)进行设 定。当单位周期为时间时，控制单元160对测量时间进行计数，当单位周期为连铸钢80的 长度时，可以通过浇铸速度得知连铸钢80的长度。
[0054]因此，本发明收集通过钢水水平传感器110测量的钢水水平，通过在设定的单位 周期的过程中收集的钢水水平偏离设定的参考范围的反常波动次数除以在设定的单位周 期的过程中的总测量次数从而计算钢水表面命中率，并且将经计算的钢水表面命中率累积 和相乘至前一钢水表面命中率从而计算累积命中率，并且通过使用累积命中率预测可能的 连续浇铸熔炼次数。
[0055]通常地，当钢水的清洁度降低时，发生钢水的再氧化使得浸入式入口喷嘴堵塞。当 浸入式入口喷嘴堵塞时，产生模具水平的严重波动，这使得难以进行正常浇铸工作，并且当 产生模具水平的严重波动时，应降低浇铸速度或者应停止连续浇铸(参见部分@)。
[0056]因此，为了避免生产量降低，必要的是根据浸入式入口喷嘴的堵塞预测连续浇铸 的可能性。[0057]本发明旨在通过使用模具水平的变化提前预测浸入式入口喷嘴的堵塞从而避免 由于环境(例如不可预测的浇铸速度降低或连续浇铸熔炼的停止)而导致的生产量降低。
[0058]图4为显示通过图2的装置预测连续浇铸熔炼次数的方法的流程图，操作将参考 所附附图进行描述。
[0059]首先，当连续浇铸时控制单元160通过夹送辊70的旋转次数计算浇铸速度并且确 定经计算的浇铸速度是否为目标浇铸速度。当浇铸速度达到目标浇铸速度时，开始预测连 续浇铸熔炼次数的操作。
[0060]当浇铸速度达到目标浇铸速度时，控制单元160根据模具中的钢水波动周期性收 集钢水水平，并且连同时间信息将经收集的钢水水平循序储存在储存单元130中。当然，钢 水水平传感器110根据模具中的钢水波动周期性(例如I秒的单位)测量钢水水平，并且将 经测量的水平传递至控制单元160 (Sll和S12)。
[0061]当浇铸速度达到目标浇铸速度时，控制单元160计算储存单元130中提前储存的 单位周期从而连续确定设定的单位周期是否过去(S13)。当单位周期为浇铸时间时，控制单 元160将对时间进行计数，当单位周期为连铸钢的长度时，控制单元160将使用浇铸速度计 算连铸钢的长度。在上述说明中，单位周期可以为1-10分钟或l-20m。
[0062]当设定的单位周期过去时，控制单元160对单位周期的过程中储存单元130中收 集的总测量次数进行计数(S14)。然后，控制单元160对比在单位周期的过程中收集的各个 钢水水平和参考范围，并且对钢水水平偏离参考范围的反常波动次数进行计数(S15)。参考 范围可以基于模具中的钢水水平设定为小于3_的范围。
[0063]控制单元160使用经计数的总测量次数和反常波动次数计算钢水水平命中率 (HRsc) (S16).钢水表面命中率可以通过方程I获得:
[0064]方稈I
[0065]HRsc = 1-((反常波动次数)/ (总测量次数))
[0066]总测量次数表示在单位周期的过程中钢水水平的测量次数，反常波动次数表示在 单位周期的过程中测量的钢水水平偏离参考范围的测量次数。
[0067]例如，当单位周期为IOm (其为连铸钢的长度)时，在单位周期的过程中测量100次 (其为总测量次数)钢水水平，经测量的钢水水平偏离参考范围的点处的次数为5 (其为反常 波动次数)，钢水水平命中率为0.95 (= 1- (5/100))。
[0068]因此获得的钢水水平命中率连同时间信息储存在储存单元130中(S17)。
[0069]在获得每单位周期的钢水水平命中率之后，控制单元160确定储存单元130中储 存的前一钢水水平命中率是否存在(S18)。当储存单元130中储存的前一钢水水平命中率 存在时，控制单元160累积相乘经计算的钢水水平命中率和前一钢水水平命中率从而计算 累积命中率(S19)。例如，当前一钢水水平命中率为0.98且当前钢水水平命中率为0.95时， 累积命中率将为0.93 (0.98X0.95)。
[0070]之后，在计算累积命中率之后，控制单元160通过累积命中率预测可能的连续浇 铸熔炼次数(S20)。表I显示了根据累积命中率(HRa。。)的可能的连续浇铸熔炼次数。
[0071][表I]
[0072]
【权利要求】
1.一种用于预测连续浇铸熔炼次数的方法，包括: 根据钢水的波动周期性地测量模具中的钢水水平； 当设定的单位周期过去时，分别对单位周期的过程中的总测量次数和钢水水平偏离设定的参考范围的反常波动次数进行计数； 通过使用经计数的总测量次数和反常波动次数计算钢水水平的命中率；并且 将经计算的命中率累积至前一命中率，从而计算累积命中率并且通过使用经计算的累积命中率来预测可能的连续浇铸熔炼次数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述单位周期基于浇铸时间或连铸钢的长度进行设定。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考范围基于模具水平设定为3mm内的范围。
4.根据权利要求1所述的方法，其中钢水水平的命中率通过单位周期的过程中的反常测量次数除以总测量次数而获得。
5.根据权利要求1所述的方法，其中钢水水平的命中率(HRa)通过如下方程计算:雄 HRml= 1-((反常波动次数)/(总测量次数)) 其中所述总测量次数表示在单位周期的过程中钢水水平的测量次数，所述反常波动次数表示在单位周期的过程中测量的钢水水平偏离所述参考范围的测量次数。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述累积命中率通过累积地相乘每单位周期的钢水水平的命中率进行计算。
7.根据权利要求1所述的方法，其中当所述累积命中率小于0.9时，停止连续浇铸。
8.一种用于预测连续浇铸熔炼次数的方法，包括: 调节阻挡块的打开量，使得模具中的钢水水平保持恒定； 在单位周期的过程中周期性地测量阻挡块的位置，并且使用在所述单位周期的过程中测量的位置信息计算当前周期的打开率； 通过使用当前周期的打开率和前一周期的打开率计算当前的打开变化率；并且 通过使用当前打开变化率和前一打开变化率计算累积打开变化率，并且通过使用经计算的累积打开变化率预测可能的连续浇铸熔炼次数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述单位周期基于浇铸时间或连铸钢的长度进行设定。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述打开率为经收集的位置信息的平均值。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述打开变化率通过如下方程计算: 打开变化率=1-((当前周期的打开率一前一周期的打开率)/当前周期的打开率)。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述累积变化率通过累积地相乘当前打开变化率和前一打开变化率进行计算。
13.根据权利要求8所述的方法，其中当所述累积变化率小于0.8时，停止连续浇铸。
【文档编号】G01F23/26GK103596713SQ201280027398
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2011年9月28日
【发明者】金容熙, 文洪佶, 权孝重 申请人:现代制铁株式会社