一种控制薄板坯连铸结晶器钢液流动的方法

技术领域

本发明涉及一种控制薄板坯连铸结晶器钢液流动的方法，属于冶金控制方法技术领域。

背景技术

目前，薄板坯连铸机在冶金领域得到了广泛应用，结晶器是连铸心脏设备，因此控制结晶器内钢液流动的稳定对于连铸生产、产品质量有着极其重要的作用。由于薄板坯连铸机拉速高、通钢量大、铸坯宽厚比大，因此薄板坯连铸不利于结晶器内钢液温度场和流场的均匀性，钢液在结晶器中的流动较难形成稳定的双辊流流场，尤其是在较高拉速下，结晶器弯月面处钢液波动加剧，结晶器液位波动较大，一方面加大了漏钢风险，影响生产顺行；另一方面也不利于铸坯质量的控制，铸坯易产生夹渣、裂纹等缺陷。

发明内容

本发明目的是提供一种控制薄板坯连铸结晶器钢液流动的方法，通过将电磁制动控制电流与浇铸断面、拉速、浸入式水口插入深度有效连接起来，从而实现整套系统的同步动态自动控制，有效抑制弯月面处结晶器液位的波动，使得结晶器液位波动控制在±3mm，液位波动标准差小于0.7mm；钢液在结晶器的流动形成了理想的双辊流流场，减少铸坯凝固过程中卷渣、漏钢现象的发生，提高了铸坯质量，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种控制薄板坯连铸结晶器钢液流动的方法，包含以下步骤：

（1）在钢液浇铸前，根据生产计划选择对应的电磁制动控制模式；

（2）开浇前打开电磁制动装置，且在浇铸过程中，电磁制动始终处于开启状态，当监控到拉速小于等于设定值时，电流参数为0A，当拉速大于设定值时控制电磁制动的基准电流参数，控制范围为0-900A；

（3）在浇铸过程中，随着浸入式水口插入深度变化，对基准电流进行系数修正。

所述的拉速设定值可根据实际情况人为调整，一般在3.0-4.0m/min之间。

所述步骤（2）中，电磁制动装置，在结晶器外部设置电磁制动，电磁制动包括5对线圈，上面两对线圈关于结晶器的中心呈中心对称分布，实现对钢水流股进行制动和抑制结晶器液位波动；下面两对线圈关于结晶器的中心呈中心对称分布，减缓流股的冲击深度；中间线圈在结晶器中间中心相对，实现浸入式水口流股稳定；通过此种组合实现结晶器双辊流流场，改变电磁制动电流大小同步改变这五对线圈的电流强度。

所述步骤（2）中，根据铸坯断面、拉速和表面质量确定不同的电流控制，利用插值法计算电流曲线。

所述步骤（3）中，浸入式水口插入深度自动控制，范围为0-70mm，基准电流修正系数范围区间为[0.9,1.1]；当浸入式水口插入深度为35mm时，设定基准电流修正系数为1；当浸入水水口插入深度为0-35mm时，基准电流修正系数为[0.9,1]；当浸入水水口插入深度为35-70mm时，基准电流修正系数为[1,1.1]。

所述电磁制动控制参数均在连铸二级设定，且与拉速和浸入式水口插入深度为同步动态自动控制，一般地在生产过程中电磁制动控制参数无需人为干预。

本发明的有益效果是：通过将电磁制动控制电流与浇铸断面、拉速、浸入式水口插入深度有效连接起来，从而实现整套系统的同步动态自动控制，有效抑制弯月面处结晶器液位的波动，使得结晶器液位波动控制在±3mm，液位波动标准差小于0.7mm；钢液在结晶器的流动形成了理想的双辊流流场，减少铸坯凝固过程中卷渣、漏钢现象的发生，提高了铸坯质量。

附图说明

图1为本发明连铸机电磁制动装置示意图；

图2为本发明基准电流随拉速变化图；

图3为本发明浸入式水口插入深度随时间变化图。

具体实施方式

为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。

一种控制薄板坯连铸结晶器钢液流动的方法，包含以下步骤：

（1）在钢液浇铸前，根据生产计划选择对应的电磁制动控制模式；

（2）开浇前打开电磁制动装置，且在浇铸过程中，电磁制动始终处于开启状态，当监控到拉速小于等于设定值时，电流参数为0A，当拉速大于设定值时控制电磁制动的基准电流参数，控制范围为0-900A；

（3）在浇铸过程中，随着浸入式水口插入深度变化，对基准电流进行系数修正。

所述的拉速设定值为3.4m/min。

所述步骤（2）中，电磁制动装置，在结晶器外部设置电磁制动，电磁制动包括5对线圈，上面两对线圈关于结晶器的中心呈中心对称分布，实现对钢水流股进行制动和抑制结晶器液位波动；下面两对线圈关于结晶器的中心呈中心对称分布，减缓流股的冲击深度；中间线圈在结晶器中间中心相对，实现浸入式水口流股稳定；通过此种组合实现结晶器双辊流流场，改变电磁制动电流大小同步改变这五对线圈的电流强度。

所述步骤（2）中，根据铸坯断面、拉速和表面质量确定不同的电流控制，利用插值法计算电流曲线。

所述步骤（3）中，浸入式水口插入深度自动控制，范围为0-70mm，基准电流修正系数范围区间为[0.9,1.1]；当浸入式水口插入深度为35mm时，设定基准电流修正系数为1；当浸入水水口插入深度为0-35mm时，基准电流修正系数为[0.9,1]；当浸入水水口插入深度为35-70mm时，基准电流修正系数为[1,1.1]。

所述电磁制动控制参数均在连铸二级设定，且与拉速和浸入式水口插入深度为同步动态自动控制，一般地在生产过程中电磁制动控制参数无需人为干预。

在实际应用中，具体操作流程如下：

1、在连铸二级上设定电磁制动控制参数，该参数与拉速、浸入式水口插入深度为同步动态自动控制。

2、根据生产计划，如生产70mm厚、1400mm宽的铸坯，选择对应铸坯70mm厚的电磁制动控制模式。

3、在钢液浇铸前30分钟，打开电磁制动控制开关。

4、在钢液浇铸过程中，电磁制动对结晶器钢液流动进行优化控制，一方面减少结晶器液面波动，另一方面形成理想的双辊流流场。

5、具体的在浇铸过程中当拉速0-3.4m/min时，电磁制动电流为0A。当拉速大于3.4m/min时，根据当下浸入式水口的插入深度，电磁制动实际电流为基准电流乘以修正系数：如当拉速3.7m/min、浸入式水口插入深度为50mm时，基准电流为25A，修正系数为1.03，电磁制动实际控制电流为25.75A。再如当拉速5.5m/min、浸入式水口插入深度为15mm时，基准电流为500A，修正系数为0.96，电磁制动实际控制电流为480A。

6、投入该控制方法后，整个浇次浇铸过程中结晶器液位波动为±2mm，液位波动标准差最大0.4mm，产品质量未见明显缺陷，满足生产要求。