[发明专利]一种控制连铸圆坯机铸坯拉速的新方法

说明书

技术领域

本发明属于合金钢连铸的技术领域，具体为一种控制连铸圆坯机铸坯拉速的新方法。

背景技术

目前，国内各种大小不同的钢铁企业里正在运行的各类大小不同的连铸圆坯机，在连铸实际生产过程中采用的基本生产工艺技术指导思想原则是：

实际生产过程中中，一般是技术工艺制定者主观上根据连铸机中间包内钢水的钢水过热度大小，以以往生产过程中积累的技术经验作为确定或调整整个连铸机生产过程中连铸坯拉速快慢的唯一依据，其次，根据连铸机铸坯的拉速大小，通过相关经验公式确定连铸坯在二冷室内的二次冷却喷淋水制度。

一般弧形连铸机的二次冷却喷淋水制度的控制方法共有以下四种：

　 (1)人工配水。开浇前根据钢种设定二冷总水量和各冷却段的水量。浇注过程之中水量不变，或用眼睛观察铸坯表面温度后作适当调整。

　 (2)比例控制。采用比水量的方法，人工按水表配水。即由Q=Kυ(υ为拉速，K为系数)确定各冷却段的冷却水量，调节阀门使冷却水量与拉速相适应。

　 (3)参数控制。根据钢种，按Q=Aυ2+Bυ+C一元二次方程进行配水。当拉速υ改变时，适时选用预先储存在智能仪表或控制计算机中的相应控制参数A、B、C，控制各冷却段的水量。

　 (4)铸坯表面温度动态控制。考虑钢种、拉速及浇注状态，在二冷室内的二冷段距离范围之内由二冷配水控制数学模型每隔一段时间计算一次铸坯的表面温度，并与考虑了二冷配水原则所预先设定的在二冷阶段连铸坯表面温度进行比较，根据比较的差值结果给出各段冷却水量，以使得铸坯的表面温度与目标表面温度相吻合。

这种计算和比较工作是由计算机完成的。连铸机正常生产时，由于封闭的二冷室内的环境是上千度的高温红热铸坯连续遭遇二冷喷淋水作用，使铸坯表面蒸发产生大量水蒸汽，置身于这种高温而又潮湿封闭环境之中的测温枪由于是电子设备，无法持续正常的连续工作，高温和潮湿严重影响测温枪正常精度和寿命，使其根本无法完成上述职能，故国内目前没有一家企业采用此法进行铸坯表面温度动态控制。

参数法和铸坯表面温度法是属于动态控制，都考虑了通过二冷各段配水使得铸坯的实际表面温度与目标表面温度相符合，只是后者考虑的影响因素更全一些，除了在线生产的钢种、断面尺寸、拉速以外，还考虑了中间包中钢水温度。目前连铸生产优特品种钢的过程中二次冷却的控制方法大多采用的是第二或第三种控制方法。

目前各钢厂广泛采用的第二或第三种控制方法的不足之处主要表现在：

1．通过连铸机平台上的中间包内的钢水过热度高低调整铸坯拉速快慢，以保证连铸坯在结晶器出口处不发生漏钢现象及保证连铸坯正常连续生产。

2.控制连铸坯在二冷阶段的表面回温≦100℃/m，没有连锁考虑连铸坯在弧形矫直阶段其内部奥氏体组织、晶粒的变化情况，故常常发生连铸坯表面产生各种裂纹现象，使其成材率下降，生产成本增高。虽然理论上常常要求连铸坯矫直温度要≧912℃，以此避开912℃-723℃的理论脆性矫直温度区域，但由于没有具体的连铸相关工艺因素来保证、落实,在实际生产中常常只随着拉速的变化，铸坯在矫直区域的矫直温度也不断变化，当进入912℃-723℃的脆性温度区域时，由于铸坯组织开始发生相变,奥氏体逐渐分解，形成铁素体和珠光体组织，在此温度区域钢坯组织中常常存在双相组织——铁素体和尚未完全分解彻底的残留奥氏体，在强大矫直应力的矫直、拉力的共同作用下，连铸坯表面极易产生各种裂纹缺陷。

国内外的大量相关研究资料表明：钢坯在凝固成形过程中存在两个凝固脆性区,一是连铸坯表面温度在高温凝固脆化区1350℃以上；二是连铸坯表面温度在低温凝固脆化区723～912℃之间。高温凝固脆性区使连铸坯内容易产生各种形式的内裂纹，低温脆化区使连铸坯容易产生各种形式的表面裂纹。

产生连铸坯表面裂纹缺陷的原因是：在723-912℃温度区间，铸坯断面收缩率较低--铸坯的塑性较差，即在特定的温度区间其延展性曲线显示出一个波谷出现脆化现象——铸坯塑性指标降低，这主要是由于受钢坯中各种元素尤其是合金元素的化学成分影响及钢坯在凝固、成形过程中的偏析、夹杂析出、相变方式以及变形速度冷却过程等因素共同综合作用的结果。

现行传统连铸生产技术工艺存在的缺点和不足：