一种高碳钢小方坯中心偏析的控制方法及装置与流程

本发明涉及连续铸钢，具体涉及一种高碳钢小方坯中心偏析的控制方法及装置。

背景技术：

1、在实际生产过程中，由于连铸各炉钢水温度的不同及中间包各流出口位置的区别，各炉次下各流浸入式水口流出的钢水温度存在一定差异。如果在连铸过程中设定相同的冷却水量，将直接影响凝固组织的形态，也将影响凝固坯壳的厚度和凝固终点的长度等，造成方坯中心偏析的问题，进而造成各炉次下各流连铸坯质量的不稳定。

2、为保证浇铸过程中中间包内钢水温度的稳定，实现恒温恒拉速连铸与铸坯质量稳定性，中间包感应加热控温技术日益受到重视。然而，感应加热中间包的成本高，一般钢种很少使用，并且感应加热中间包在流钢通道加热钢包流向中间包的钢水，并不能消除中间包流与流之间的温度差异，还是会影响铸坯内部质量及稳定性，造成方坯中心偏析严重。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种高碳钢小方坯中心偏析的控制方法及装置，以解决现有技术中连铸坯中心偏析严重的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种高碳钢小方坯中心偏析的控制方法，该方法包括：

3、获取连铸机上每一流的钢水温度以及拉速；

4、将钢水温度以及拉速，代入预先建立的控制模型，确定结晶器冷却水量与二冷区比水量的增减比例；

5、基于增减比例，调整结晶器冷却水量与二冷区比水量，使得每一流的连铸坯在末端电磁搅拌器位置的液芯厚度在20mm±0.1mm；

6、控制模型为：

7、

8、其中，q为增减比例、t为钢水温度、tl为钢水的液相线温度、t-tl为钢水的过热度。

9、在一种可选的实施方式中，以结晶器冷却水量为1750l/min、二冷区比水量为1.5l/kg为冷却强度基准，在冷却强度基准的基础上，基于增减比例，调整结晶器冷却水量与二冷区比水量。

10、在一种可选的实施方式中，连铸机为全弧形连铸机，连铸机的弧半径为9m，末端电磁搅拌器安装在连铸机的二冷区下方，且在弧长的8.3m的位置。

11、在一种可选的实施方式中，二冷区的长度为6.8m。

12、在一种可选的实施方式中，二冷区包括四个子冷却区，子冷却区的冷却水量比值为78:96:29:25。

13、在一种可选的实施方式中，末端电磁搅拌器的电流为400a-600a、频率为11hz-13hz，中心磁感应强度为120mt-160mt。

14、在一种可选的实施方式中，利用自动测温仪检测钢水温度，自动测温仪设置在连铸机的中间包上水口入口附近。

15、在一种可选的实施方式中，连铸机的铸坯断面为140mm×140mm。

16、在一种可选的实施方式中，连铸机浇铸的钢种为高碳钢，碳含量为0.6％-0.8％。

17、第二方面，本发明提供了一种高碳钢小方坯中心偏析的控制装置，装置包括：

18、获取模块，用于获取连铸机上每一流的钢水温度以及拉速；

19、确定模块，用于将钢水温度以及拉速，代入预先建立的控制模型，确定结晶器冷却水量与二冷区比水量的增减比例；

20、调整模块，用于基于增减比例，调整结晶器冷却水量与二冷区比水量，使得每一流的连铸坯在末端电磁搅拌器位置的液芯厚度在20mm±0.1mm；

21、控制模型为：

22、

23、其中，q为增减比例、t为钢水温度、tl为钢水的液相线温度、t-tl为钢水的过热度。

24、本发明中，通过调整结晶器冷却水量与二冷区比水量，以均衡各炉次下各流钢水温度和拉速带来的差异，使各流连铸坯保持相近的凝固进程，并使得末端电磁搅拌器位置的液芯厚度保持在20mm±0.1mm，这样有利于电磁搅拌器均匀液芯钢水的成分和温度，改善连铸坯最后凝固时的中心偏析和疏松问题，提高连铸坯质量的稳定性。进一步地，由于连铸冷却水系统和中间包自动测温仪为车间现有设备，稍加改造便可投入使用，有利于减少设备投入成本；通过调整结晶器冷却水量与二冷区比水量，可以抵消钢水温度和拉速带来的差异，且控制模型简洁有效，结果可靠性高，现场可操作性好。

技术特征：

1.一种高碳钢小方坯中心偏析的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，以所述结晶器冷却水量为1750l/min、所述二冷区比水量为1.5l/kg为冷却强度基准，在所述冷却强度基准的基础上，基于所述增减比例，调整所述结晶器冷却水量与所述二冷区比水量。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述连铸机为全弧形连铸机，所述连铸机的弧半径为9m，所述末端电磁搅拌器安装在所述连铸机的二冷区下方，且在弧长的8.3m的位置。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述二冷区的长度为6.8m。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述二冷区包括四个子冷却区，所述子冷却区的冷却水量比值为78:96:29:25。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述末端电磁搅拌器的电流为400a-600a、频率为11hz-13hz，中心磁感应强度为120mt-160mt。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，利用自动测温仪检测所述钢水温度，所述自动测温仪设置在连铸机的中间包上水口入口附近。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述连铸机的铸坯断面为140mm×140mm。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述连铸机浇铸的钢种为高碳钢，碳含量为0.6％-0.8％。

10.一种高碳钢小方坯中心偏析的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

技术总结
本发明涉及连续铸钢技术领域，公开了一种高碳钢小方坯中心偏析的控制方法及装置，该方法包括：获取连铸机上每一流的钢水温度以及拉速；将钢水温度以及拉速，代入预先建立的控制模型，确定结晶器冷却水量与二冷区比水量的增减比例；基于增减比例，调整结晶器冷却水量与二冷区比水量，使得每一流的连铸坯在末端电磁搅拌器位置的液芯厚度在20mm±0.1mm。有利于电磁搅拌器均匀液芯钢水的成分和温度，改善连铸坯最后凝固时的中心偏析和疏松问题，提高连铸坯质量的稳定性。

技术研发人员：张康晖,马建超,李强,周彦召
受保护的技术使用者：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19