一種連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法
【專利摘要】一種連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法，屬于連鑄控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】，用于在方坯連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量。本發(fā)明在充分考慮了停澆階段中間包鋼水溫度、中間包殘余鋼水量對(duì)鑄坯生產(chǎn)及鑄坯質(zhì)量影響的前提下，制定出中間包鋼水重量與連鑄各流澆鑄重量之間的制約關(guān)系，計(jì)算出停澆階段連鑄機(jī)各流的有效澆鑄時(shí)間，按照各流水口的鋼水優(yōu)先分配權(quán)順序依次進(jìn)行澆鋼，在滿足上述限制條件的情況下，通過(guò)控制每一流塞棒的運(yùn)行，確保每一流水口被關(guān)閉后，對(duì)應(yīng)本流連鑄機(jī)的被火焰切割機(jī)分割的每一塊鑄坯的長(zhǎng)度都能夠滿足定尺的要求，以提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量，提高中間包內(nèi)鋼水的利用率，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的提高，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】一種連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在方坯連鑄機(jī)停澆階段減少定尺不合格鑄坯產(chǎn)量，提高合格定尺 鑄坯產(chǎn)量的方法，屬于連鑄控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在連鑄生產(chǎn)中，從連鑄機(jī)拉出的鑄坯將被火焰切割機(jī)切分出規(guī)定的長(zhǎng)度，這被稱 之為"定尺生產(chǎn)"。定尺是根據(jù)用戶對(duì)鋼材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求而規(guī)定出的鋼坯特定長(zhǎng)度，定尺 在后續(xù)的軋鋼工序中，是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。通常，按照定尺要求生產(chǎn)的方坯，能夠軋制 出符合用戶要求的鋼材，而長(zhǎng)度沒(méi)有達(dá)到定尺要求的方坯，即使其長(zhǎng)度只與定尺要求存在 微小的差別，也無(wú)法生產(chǎn)出用戶滿意的產(chǎn)品，通常在這種情況下，不滿足定尺要求的方坯只 能被生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)做判廢處理，被切分成小塊做廢鋼使用，從而造成極大的浪費(fèi)，并導(dǎo)致鋼材產(chǎn) 量的下降，給鋼鐵企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003] 產(chǎn)生不合格定尺鑄坯的原因在于：方坯的連鑄生產(chǎn)過(guò)程主要分為正常澆鋼和停澆 (即：從該澆次的最后一鋼包鋼水澆鑄完到連鑄機(jī)各扇形段驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)）兩個(gè)階段。 在正常澆鋼環(huán)節(jié)，受用戶訂貨合同的制約，鑄坯定尺往往會(huì)被頻繁更改；而在停澆環(huán)節(jié)，受 生產(chǎn)節(jié)奏的影響，鑄坯定尺往往比較固定。但是容易發(fā)生鑄坯定尺不合格現(xiàn)象的環(huán)節(jié)往往 會(huì)是在連鑄機(jī)停澆階段。這是因?yàn)樵谡蹭撨^(guò)程中，鑄坯平穩(wěn)有序的從連鑄機(jī)拉出，現(xiàn)場(chǎng) 操作人員只要表現(xiàn)出足夠的責(zé)任心，就能夠確保被火焰切割機(jī)切割下的鑄坯的長(zhǎng)度滿足定 尺的要求。但在連鑄機(jī)的停澆階段，由于當(dāng)中間包塞棒關(guān)閉下水口后，連鑄機(jī)內(nèi)鑄坯的長(zhǎng)度 件將被完全固定下來(lái)，此時(shí)按照定尺要求切割鑄坯，通常容易造成最后一塊鑄坯的長(zhǎng)度不 符合定尺要求。
[0004] 目前解決最后一塊鑄坯的長(zhǎng)度不符合定尺要求有以下兩種方法：
[0005] -是直接將不合定尺的最后一塊鑄坯做判廢處理，這樣往往會(huì)造成浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā) 生；
[0006] 二是有些單位的現(xiàn)場(chǎng)操作人員憑借經(jīng)驗(yàn)，控制每一流水口關(guān)閉的時(shí)機(jī)，確保該流 的最后一塊鑄坯滿足定尺要求。但這種處理方式由于受到停澆階段中間包內(nèi)溫度及鋼水剩 余量的影響，控制并不準(zhǔn)確。如果水口關(guān)閉過(guò)晚，容易造成鋼水在水口的冷凝或是殘余鋼水 中的夾雜物卷入鑄坯現(xiàn)象的發(fā)生，從而影響連鑄生產(chǎn)的運(yùn)行或是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響；如 果水口關(guān)閉過(guò)早，又容易導(dǎo)致中間包內(nèi)殘余鋼水較多，造成浪費(fèi)。此外，受到中間包下水口 數(shù)量的影響，該種方法在控制塞棒關(guān)閉下水口的時(shí)機(jī)方面比較復(fù)雜，尤其是在方坯連鑄機(jī) 方面，現(xiàn)場(chǎng)人員更是無(wú)法精確的確定關(guān)閉所有下水口的時(shí)刻，因此并不能完全解決在停澆 階段鑄坯定尺不合的問(wèn)題。
[0007] 綜上所述，在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，最后一塊鑄坯的長(zhǎng)度不符合定尺要求的問(wèn)題一直 沒(méi)有得到有效解決，成為困擾連鑄生產(chǎn)中的難題，直接影響了鑄坯定尺生產(chǎn)的合格率，也影 響了產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，亟待加以解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量 的方法，這種方法是在充分考慮了停澆階段中間包鋼水溫度、中間包殘余鋼水量對(duì)鑄坯生 廣及鑄述質(zhì)量影響的如提下，控制每一流塞棒的運(yùn)行，確保每一流水口被關(guān)閉后，對(duì)應(yīng)本流 連鑄機(jī)的剩余鑄坯在被火焰切割機(jī)分割成若干塊后，每一塊鑄坯的長(zhǎng)度都能夠滿足定尺的 要求，以提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量，提高中間包內(nèi)鋼水的利用率，最終達(dá)到促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn) 量、提高金屬收得率、提升鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。
[0009] 解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：
[0010] 一種連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法，它采用以下步驟進(jìn)行：
[0011] 1、在方坯連鑄機(jī)的每一流矯直區(qū)扇形段的驅(qū)動(dòng)電機(jī)上安裝編碼器，用于反饋連鑄 坯在定尺階段已運(yùn)行的長(zhǎng)度，并在中間包上安裝稱重計(jì)，將編碼器和稱重計(jì)與方坯連鑄停 澆控制系統(tǒng)相連接；
[0012] 2、當(dāng)本澆次的最后一鋼包鋼水澆鑄完后，現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)中間包鋼水溫度進(jìn)行檢 測(cè)，在檢測(cè)完畢后，向方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)發(fā)出方坯各流連鑄機(jī)進(jìn)入停澆階段的指令；
[0013] 3、方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)在啟動(dòng)后，自動(dòng)接收已檢測(cè)到的中間包鋼水溫度T°和重 量w°的信息，并采集當(dāng)前時(shí)刻連鑄機(jī)各流矯直區(qū)上的編碼器所反饋的定尺運(yùn)行的長(zhǎng)度數(shù)據(jù) L0r,
[0014] 4、方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)根據(jù)采集到的上述相關(guān)數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出停澆階段的有 效中間包鋼水重量，即：
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法，其特征在于：它采用以下步驟 進(jìn)行： (1) 在方坯連鑄機(jī)的每一流矯直區(qū)扇形段的驅(qū)動(dòng)電機(jī)上安裝編碼器，用于反饋連鑄坯 在定尺階段已運(yùn)行的長(zhǎng)度，并在中間包上安裝稱重計(jì)，將編碼器和稱重計(jì)與方坯連鑄停澆 控制系統(tǒng)相連接； (2) 當(dāng)本澆次的最后一鋼包鋼水澆鑄完后，現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)中間包鋼水溫度進(jìn)行檢測(cè)， 在檢測(cè)完畢后，向方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)發(fā)出方坯各流連鑄機(jī)進(jìn)入停澆階段的指令； (3) 方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)在啟動(dòng)后，自動(dòng)接收已檢測(cè)到的中間包鋼水溫度T°和重 量W°的信息，并采集當(dāng)前時(shí)刻連鑄機(jī)各流矯直區(qū)上的編碼器所反饋的定尺運(yùn)行的長(zhǎng)度數(shù)據(jù) (4) 方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)根據(jù)采集到的上述相關(guān)數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出停澆階段的有效 中間包鋼水重量，即：
式中：AW為有效中間包鋼水重量，kg ;W°為進(jìn)入停燒階段后,初始時(shí)刻的中間包鋼水 重量，kg ;WTR為工藝規(guī)程所設(shè)定的中間包鋼水的下限重量，kg ; P為高溫下固態(tài)鋼的密度， kg/m3,設(shè)定值為7840kg/m3 ;S為鑄述的斷面面積，m2 !Ljgi為連鑄機(jī)第i流的定尺尺寸，m ; 4為進(jìn)入停澆階段后，初始時(shí)刻第i流編碼器所反饋的數(shù)值，m 為連鑄機(jī)第i流結(jié)晶 器彎月面到火焰切割機(jī)起始點(diǎn)之間的鑄坯長(zhǎng)度，m ;INT(LWM/LSi)為L(zhǎng)wm與Lsi之間比 值的整數(shù)部分； (5) 方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)制定出有效中間包鋼水重量與連鑄各流澆鑄重量之間的制 約關(guān)系，即：連鑄機(jī)各流所分坯到的鋼水量總和要趨近于有效中間包鋼水重量；
式中：AWi為連鑄機(jī)第i流所能夠分配到的澆鑄重量，kg，其中：AWi = Ni · P · S · L $，隊(duì)為根據(jù)連鑄機(jī)第i流所分配到的澆鑄重量能夠切割出的符合定尺要求的鑄坯塊數(shù)，根 據(jù)實(shí)際工況，將Ni值規(guī)定為整數(shù)，且N i > 1 ; (6) 通過(guò)方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)計(jì)算出停澆階段連鑄機(jī)各流的有效澆鑄時(shí)間，該值 與中間包鋼水溫度和連鑄機(jī)各流在停澆階段的澆鑄長(zhǎng)度有關(guān)，因此會(huì)得到兩種計(jì)算結(jié)果， 即： A.與中間包鋼水溫度有關(guān)的有效澆鑄時(shí)間，即：
式中：t' 為與中間包鋼水溫度有關(guān)的有效澆鑄時(shí)間，s ;T°為進(jìn)入停澆階段后，初始 時(shí)刻的中間包內(nèi)鋼水的溫度，°C;Ttr為工藝規(guī)程所設(shè)定的中間包鋼水的下限溫度，°C;AT 為中間包內(nèi)鋼水的降溫速度，°C/s，該值會(huì)受外界環(huán)境的影響而發(fā)生變化，其中：春、秋季 節(jié)的Δ T值平均為I. O?I. 2°C /min，夏季的Λ T值平均為0. 8?0. 9°C /min，冬季的Λ T 值平均為I. 2?I. 6°C /min ; B.連鑄機(jī)單流在停澆階段與澆鑄長(zhǎng)度有關(guān)的最大有效澆鑄時(shí)間，即：
式中：t" @為連鑄機(jī)單流在停澆階段與澆鑄長(zhǎng)度有關(guān)的最大有效澆鑄時(shí)間，s ; Umin為 連鑄機(jī)各流在停澆階段的最小拉速，m/min，Nmax為連鑄機(jī)單流在停澆階段所能澆鑄出的最 大塊數(shù)
Lsgmax為連鑄機(jī)各流中的最小定尺，m ; 為符合現(xiàn)場(chǎng)工藝要求，實(shí)際的有效澆鑄時(shí)間為上述兩個(gè)有效澆鑄時(shí)間中最小的，即： t總 i = min[t' 總，t"總] (7) 設(shè)定連鑄機(jī)各流水口的鋼水優(yōu)先分配權(quán) 設(shè)定中間包中間位置水口的鋼水優(yōu)先分配權(quán)最高，然后依次級(jí)別降低，中間包兩端水 口的鋼水優(yōu)先分配權(quán)最低，在正常澆鋼過(guò)程中，按照各流水口的鋼水優(yōu)先分配權(quán)順序依次 進(jìn)行澆鋼，各流水口的最終澆鋼重量按照澆鋼順序依次降低，當(dāng)其中一個(gè)水口因突發(fā)性事 件導(dǎo)致非計(jì)劃性關(guān)閉，它的鋼水優(yōu)先分配權(quán)將按照順序傳遞給下一個(gè)水口； (8) 方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)根據(jù)連鑄現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工況，依據(jù)上述的限制性條件，對(duì)連鑄 機(jī)各水口的所要澆鑄的鋼水配額進(jìn)行循環(huán)分配，在滿足上述限制條件的情況下，得出能夠 在連鑄機(jī)各流能夠切割出長(zhǎng)度符合定尺要求的鑄坯塊數(shù)N和每流從進(jìn)入停澆階段到塞棒 關(guān)閉水口的時(shí)間tim ei ;
并對(duì)連鑄機(jī)的每個(gè)水口進(jìn)行計(jì)時(shí)處理，當(dāng)記錄的時(shí)間time等于所設(shè)定的某一水口的 Umei時(shí)，控制所對(duì)應(yīng)的塞棒關(guān)閉該水口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法，其特征在 于：所述編碼器完成一個(gè)定尺周期的運(yùn)行后，編碼器所記錄的數(shù)據(jù)清零。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法，其特征 在于：在第二步驟完成后，連鑄機(jī)各流的拉速u i和定尺Lsi不再改變，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)要求 對(duì)上述變量進(jìn)行調(diào)整時(shí)，即：拉速的調(diào)整量I Δ U i I彡〇· lrn/min或定尺的調(diào)整量I Δ L定 i I彡0. 01m，需重新對(duì)中間包的鋼水溫度和重量進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)方坯連鑄停澆控制系統(tǒng)做初 始化操作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法，其特征在 于：在第六步驟中，Ttr為工藝規(guī)程所設(shè)定的中間包鋼水的下限溫度，當(dāng)中間包的鋼水溫度 降低到此溫度時(shí)，各流對(duì)應(yīng)的塞棒則必須關(guān)閉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連鑄機(jī)停澆階段提高合格定尺鑄坯產(chǎn)量的方法，其特征在 于：在第七步驟中，對(duì)于傳統(tǒng)的連鑄機(jī)8流水口布置方式，水口從1#至8#順序排列，各流水 口的鋼水優(yōu)先分配權(quán)順序是：4# > 5# > 3# > 6# > 2# > 7# > 1# > 8#，各流水口的最終 澆鋼重量為：W4彡W5彡W3彡W 6彡W2彡W7彡W1彡W8，，因此，N 4L定4彡N5L定5彡N3L定 3彡N6L 定6彡N2L定2彡N7L定7彡N 1L定i彡N8L定8，其中N1?N8分別為連鑄機(jī)各流水口在停澆階段所 能夠按照各自的定尺要求切分出的鑄坯塊數(shù)，均為正整數(shù)。
【文檔編號(hào)】B22D11/16GK104226951SQ201410452340
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】郭景瑞, 范佳, 唐恒國(guó), 孫玉虎, 李建文, 郭輝, 史艷秋, 王彥杰, 楊海濱, 鞏彥坤 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司