[发明专利]一种提高低拉速下二冷配水量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸领域，特别是涉及一种提高低拉速下二冷配水量的方法。

背景技术

连铸是钢铁生产中的重要一环，其主要过程是高温的钢水在结晶器内部受强冷形成一定厚度的坯壳，内部仍然为液态钢液。从结晶器中出来的铸坯，进入二冷区后，在水喷嘴或汽水雾化喷嘴的强冷下，继续冷却降温直至内部钢液完全凝固。如图1所示，在铸坯的冷却过程中，铸坯与支撑辊热传导带走约15％的总热量；铸坯表面辐射传热带走约25％的总热量；气-水喷射冷却带走约40％的总热量；冷却水加热带走约20％的总热量，可以看出冷却水通过不同的方式总计可以带走约60％的总热量，因此，冷却水传热能力的高低对铸坯的凝固具有决定性作用，并最终影响铸坯的质量。

根据目前学着的研究结果，在控制好二冷水整体的冷却能力的前提下，还要对二冷水的均匀分布加以控制才能有效的保证铸坯表面均匀的冷却过程，保证较好的铸坯质量。但是在实际生产中，由于生产某些钢种的生产需要，必须采取较低的拉速，控制较低的冷却效率，在目前冷却水温度不变的情况下，只能通过减小二冷水水量实现，但是根据如图2所示喷嘴的性能，当水流量降低到一定的极限时，喷嘴的雾化效果和覆盖范围就会和最开始的设计出现较大的偏差，不能保证从喷嘴喷出的二冷水均匀地分布在铸坯表面，在这种情况下就会导致铸坯表面冷却速率不同，带来质量问题。研究人员一直希望可以找到一种在低拉速下既可以满足较弱的冷却能力，又有足够大的水量可以保证喷嘴的雾化效果的方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种提高低拉速下二冷配水量的方法，用于解决现有技术中因铸坯的拉速降低，二冷区的配水量下降造成喷嘴雾化效果降低，进而降低铸坯表面质量的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种提高低拉速下二冷配水量的方法，包括如下步骤：

1)计算铸坯拉速降低值V_sub(单位：m/min)。

2)针对一个分区，根据连铸控制模型计算得到二冷水水量减小量Q_sub(单位：L/min)。

3)根据降速前水流量Q₁计算得到当前二冷水供给量Q₂＝Q₁-Q_sub(单位：L/min)。

4)对比Q₂和当前分区N个喷嘴的最小允许流量Q_min＝N×Q_{single_nozzle}(单位：L/min)，当Q₂≥Q_min时，转步骤9)，当Q₂＜Q_min时，转步骤5)。其中，N为正整数。

5)计算水量应补偿值ΔQ＝Q_min-Q₂。

6)根据公式计算所需的水温提升量ΔT。

7)启动二冷水的加热程序或降低循环二冷水的降温幅度。

8)二冷水水流量增加ΔQ，得到升温后的水流量Q₃＝Q₂+ΔQ(单位：L/min)，此处可以为Q₃＝Q_min，当然也可以根据需要提升到其他水平。

9)正常生产。

进一步地，所述步骤2)中，连铸控制模型采用的方法为比例法、有效拉速法或目标表面温度法，上述三种方法均能准确计算出二冷水水量减小量Q_sub。

进一步地，所述步骤6)的公式包括：

W₂＝Q₂/(60×S)(d)；

W₃＝Q₃/(60×S)(e)。

进一步地，所述二冷水温度为20-90℃。

本发明主要适用于膜态沸腾传热的冷却水，同时适用于诸如轧钢等工艺中采用水流对高温件进行冷却的情形。

进一步地，所述步骤2)中，二冷区的喷嘴为汽水雾化喷嘴或水喷嘴。