专利名称：测定数据以便自动运转连铸机的方法和装置的制作方法
连铸且在这里尤其是以目前最高为8米／分-10米／分的浇注速度进行的薄板坯连铸使得自动浇注和自动工艺控制越来越有必要。
在工艺方面要提到的是总在变小的凝固厚度和不断增大的浇注速度，在这里除薄板坯外，还要提到双辊式带钢连铸机，所述工艺还必须正确对待变短的凝固时间，而浇注速度如在1．10和100米／分时凝固时间例如约为-在200毫米厚板坯的情况下，16分钟；-在50毫米厚薄板坯的情况下，1分钟；-在5毫米厚带钢的情况下，0．01分钟(0．6秒)。
对于良好的工艺控制来说，应该在线测定数据，这些数据在由此最佳的浇注速度的情况下确保了结晶器内的凝固过程并同时确保了无故障的生产和良好的表面质量。
以下，在浇注薄板坯的例子中来描述难点、任务提出和意想不到的创造性解决方案。
如凝固厚度为50毫米的薄板坯需要约为1分钟的凝固时间。在浇注速度目前高达8米／分且在不久的将来会达到10米／分的情况下，结晶器内的过程对于安全运转地浇注来说需要进行精确的温度和速度控制。
必须如此选择要在结晶器内自调整的钢水温度，即带表面保持液态，在浇注液面内没有发生预凝固并且使结晶器润滑剂足够多地熔化，以便在其穿过结晶器时确保良好的润滑以及铸坯绝热。
在如0．1℃／分温降的几乎不变的钢包内钢水温度的情况下，要调节的结晶器内钢水温度(
图1)是由以下因素确定的-钢水在中间包内的停留时间；-中间包绝热情况或辐射情况，这是通过浇注平衡时即浇注约30分钟后如100℃的中间包外表液面温度测定的；-浸入式浇注口／SEN的辐射；
-从开始浇注到浇注30分钟之间的钢水温降，以便将中间包从约1200℃-1300℃加热到1500℃并进而在钢水与中间包之间达到温度平衡。
钢水在中间包内的停留时间又是通过以下因素确定的-中间包大小和在中间包内的最大的钢水量和实际钢水量；-由浇注速度或浇注宽度和凝固厚度形成的浇注功率。
本发明的任务是获得简单的测量数据，这些数据预报结晶器内的实际温度情况或在孕育期内掌握着上述温度情况并由此成函数地表示出最佳浇注速度。
对于普通技术人员来说，本发明如权利要求书所述地是令人意想不到的解决方案。
结合图1-4来进一步详细描述本发明。
图1示意地示出了在钢包、中间包和结晶器(振荡式固定结晶器或活动式结晶器)之间的材料流动。
图2和图2．1示出了在确定中间包内的等值液相线温度T液相线的情况下并且在确定的中间包与结晶器液面之间的钢水温降的情况下在不同浇注速度区内的中间包温度与浇注速度之间的函数曲线。图2．1示出了在浇注速度为3．5-6．0米／分时T液相线的温度／浇注速度屏或坐标系统。
图3示出了对移动温度／浇注速度屏或坐标系统的影响。
图4示出了成功铸出的钢水以及造成断裂的钢水的在线坐标。
另外，在屏幕中示出了成功铸出的钢水如月产量。
图1示意地示出了在钢包(1)、中间包(2)、结晶器(3)中的钢水之间的工艺过程，其中结晶器表现为振荡式结晶器(3．1)或被设计成双辊结晶器(3．2．1)和带式结晶器(3．2．2)的活动式结晶器。中间包与钢水热平衡地具有热辐射，这种热辐射表现为液面层温度如为100℃并且它导致了钢水温度在钢水停留在中间包内时降低。另外，中间包在最大填充高度(2．2)下具有最大重量。
实际填充高度(2．2．1)应该是根据数据而在线测得的并且对中间包内的钢水温降有直接影响。
另外，为了确定结晶器内钢水的实际温度T结晶器(4)，必须在中间包内借助不连续测量(2．3．1)方式或最好是连续测量方式(2．3．2)测量钢水温度(2．3)。
另外，浸入式浇注口／SEN(5)通过辐射(5．1)而参与了中间包与结晶器之间的钢水温降。
总而言之，可以从数量上讲，在钢水在中间包内的停留时间减半或浇注速度或铸坯宽度在凝固厚度和中间包内钢水量不变的情况下加倍时，温降减少一般，在中间包容积较小的情况下，温降根据表面／容积比和停留时间而总体减小了。
图2和图2．1示出了中间包温度(6)与浇注速度(7)之间的函数。同时，这些图同时示出了在中间包内的等值液相线温度T液相线(8)及其等温线(8．1)T液相线+X℃，X=+5，+10，+15和+20℃。例如在浇注规屏不变、中间包温度不变及中间包容积不变的情况下，在中间包与结晶器之间的钢水温度损失在4米／分的条件下测为30℃，而在6米／分的条件下测为20℃。现在，如为1500℃的T液相线根据温度损失并关于浇注速度地形成了这些图，从这些图中看到在中间包内的T液相线+℃(8)函数曲线及+5、+10、+15和+20℃的等温线(8．1)。
等值的T液相线示出了中间包内温度(8)，在所述中间包内温度中，结晶器(4)内的钢水温度达到了液相线温度。如果在结晶器内达到了液相线温度，则在浇注液面(4．1)内开始凝固，连桥和因缺少渣润滑而断裂或受损铸坯表面与这样的凝固有关。
只有当如此调节浇注速度时，才出现安全浇注，即中间包温度(6)高于等温线T液相线+5℃。中间包温度T中间包(6)的浇注窗最好为T液相线+5℃-T液相线+15℃。
图3示出了浇注速度／温度屏(9)、T／VC屏或坐标。同时，示出了使T／VC屏升高或降低的温度移动的影响。与平衡情况GG(10)相比，温降(8．3)如此发展-B，中间包重量(10．3)是表面／容积比和停留时间的函数地降低；-C，液芯从结晶器内厚度减小(10．4)到较小的凝固厚度(C1)。
相反地，在浇注功率较高(10．5)的情况下，温降如此缩小-A，在浇注一批钢水的第一炉钢水时在大约20分钟-30分钟时间内将中间包(10．2)加热到一个对应于中间包与钢水之间平衡的固定值，-D1，浇注宽度(10．5．1)-D2，凝固厚度(10．5．2)
-E，更好的中间包加衬绝热(10．6)或降低的中间包外表温度和浸入式浇注口绝热。
在这种影响下，动态地实现T／VC屏(9)并可以在浇注时借助在线工艺数据稳定地实现它。
根据上述关系，图4示出了动态的T／VC屏(11)，其中又示出了实际的钢水或序号(11．1)，其中根据中间包温度最佳地选择浇注速度。
在T／VC屏(9)中示出了另一条熔炼曲线(11．2)，其中很缓慢地浇注铸坯，结晶器内的钢水达到T液相线，它由等于T液相线+0℃的T中间包(6)显示。铸坯出现断裂(11．2．1)。
这种断裂是由浇注液面内的预凝固和在铸坯坯壳(3．1．2)与结晶器壁板(3．1．1)之间的渣润滑故障引起的。
另外，在图4中记载了由优质且不引人注意的熔炼生产的月产量的T／VC数据分布，从而能够依靠数据统计计算出熔炼运行最佳化。
如本发明所述，在通过不连续(2．3．1)或连续(2．3．2)地测量中间包内的钢水温度以及从数值上在线掌控在中间包与结晶器之间的钢水温降地掌握钢水温度的情况下，可以根据以下数据确保最佳的、无断裂的且全自动的熔炼运行-中间包内的钢水温度(6)，-等值的T液相线、在中间包内的钢水温度T液相线+℃及其等温线T液相线+5℃-+20℃(8．1)。
可以有利地如此选择最佳浇注速度区，即结晶器4的浇注液面温度T结晶器最好为T液相线+5℃＜T结晶器＜T液相线+15℃，这由T液相线+5℃＜T中间包＜T液相线+15℃(8．2)的中间包内等温温度T中间包表示。
另外，这个T／VC系统(9)还提供了足够时间以便通过提高浇注速度(11．2．2)地对在结晶器浇注液面内的钢水冷却作出反应，通过根据中间包内的钢水温度测量值T中间包(6)而在中间包内测得的T液相线而显示这种冷却，从而由薄板坯表面缺陷或断裂形成的结晶器浇注故障得以避免。借助中间包内的温度长期监测(2．3．2)并根据钢水在中间包内的长期停留时间如8分钟，比较早的发现问题或预报结晶器内变化是很明显的，在这个停留时间内，足以进行相应的浇注速度改变。
权利要求
1．在连铸机中进行熔炼的方法，该方法与结晶器内的钢水温度和连铸速度有关地包含以下要素-测量中间包内的钢水温度；-测量钢水在其停留期间内在中间包与结晶器浇注液面之间的温降；-在线计算中间包内的钢水等值液相线温度T液相线+0℃及其等温线T液相线+Z℃；-在一个T液相线+X℃＜T中间包＜T液相线+Y℃等温窗内掌控连铸速度。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法最好被用于带振荡式固定结晶器的连铸机中。
3．如权利要求1和2所述的方法，其特征在于，在一个温度／速度(T／VC)屏或温度／速度系统中，在线地在显示屏中看到钢水相对浇注时间的坐标。
4．如权利要求1-3所述的方法，其特征在于，在浇注中，根据这样的影响参数动态在线地示出T／VC屏-钢水在中间包内的停留时间(这取决于浇注宽度、浇注厚度、实际浇注速度、实际的中间包充满状态、中间包表面／容积比)；-从如1200℃将中间包加热到钢水温度约为1500℃的中间包平衡温度；-中间包绝热情况。
5．如权利要求1-4所述的方法，其特征在于，在中间包内连续和／或不连续地进行温度测量。
6．如权利要求1-5所述的方法，其特征在于，连续测量中间包的钢水充满状态。
7．如权利要求1-6所述的方法，其特征在于，在预选的T液相线+X℃＜T中间包＜T液相线+Y℃的温度窗内自动调节浇注速度。
8．实现如权利要求1-7所述方法的装置，它包括以下部件一个连铸机(3)的结晶器；中间包内的温度测量装置(2．3)；测量中间包内钢水量(2．1．1)；计算在中间包与结晶器之间的钢水温降；在线计算等值的液相线温度T液相线+0℃(8)及其等温线T液相线+X℃(8．1)；在T／VC屏(9)的等温窗(8．2)内控制浇注速度。
9．如权利要求8所述的装置，其特征在于，采用带振荡式固定结晶器(3．1)且浇注速度最高为10米／分的连铸机。
10．如权利要求8和9所述的装置，其特征在于，铸坯浇注速度(7)是如此掌控的，即中间包内的钢水温度T中间包(6)最好在T液相线+5℃＜T中间包＜T液相线+15℃的温度窗内。
11．如权利要求9-10所述的装置，其特征在于，在一个显示屏上和要浇注的钢水一起动态地显示出T／VC屏(11)。
12．如权利要求9-11所述的装置，其特征在于，浇注速度(7)根据动态T／VC系统(11)而自动转移到浇注窗(8．2)中。
全文摘要
本发明涉及在连铸机中进行熔炼的方法,该方法与结晶器内的钢水温度和连铸速度有关地包含以下要素:测量中间包内的钢水温度;测量钢水在其停留期间内在中间包与结晶器浇注液面之间的温降;在线计算中间包内的钢水等值液相线温度T
文档编号B22D11/10GK1280041SQ0012423
公开日2001年1月17日 申请日期2000年7月6日 优先权日1999年7月6日
发明者F·P·普勒休特施尼格, S·菲尔德豪斯, L·帕沙特, M·冯德班克, E·沃施 申请人:Sms舒路曼-斯玛公司