[发明专利]用于连铸坯浇铸的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，涉及一种用于连铸坯浇铸的 控制方法。

背景技术

在连铸生产中，铸坯内部尤其是板坯内部一般都会存在中心偏 析、中心疏松及内裂等中心质量问题，影响连铸坯的性能及后续加 工。为了提高连铸坯质量，人们开发出一系列方法抑止中心偏析的 产生。其中轻压下技术是经过多年生产实践验证，最有效且经济的 方法之一。

轻压下技术是一种在连铸过程中对凝固末端前沿某段区域内， 由连铸扇形段(板坯)或是拉矫机架(方坯)通过相对常规辊缝设 置加大了辊缝收缩，从而使凝固中的连铸坯在经过这个区间时受到 一定的压下力而主要在厚度方向上产生一定变形，这些变形一方面 给予铸坯凝固末端前的快速凝固造成的较大凝固收缩进补偿，防止 中心疏松；另一方面促成了连铸坯凝固前沿和糊状区发生一系列轻 微变化，阻止了中心偏析的形成。在这项技术的发展经过两个阶段， 从早期的静态轻压下技术到近年得到快速发展的动态轻压下技术。 静态轻压下技术，是在开浇前预先设定轻压下参数，即每个机架的 辊缝值，在整个开浇过程中维持此辊缝值不变，虽然静态轻压下能 稳定地实现轻压下的功能，但它无法适用于复杂的连铸生产条件。 所谓动态轻压下技术，是在连铸生产过程中，根据连铸工艺的变化， 动态跟踪连铸坯凝固末端的变化，实时下达轻压下指令的一种连铸 工艺自动控制技术。动态轻压下的连铸工艺变化的情况下能快速进 行反应，从而更好实现轻压下的效果。

经过多年的动态轻压下开发和应用实践，现在的动态轻压下主 要根据传热模型在线地跟踪凝固末端位置，实时判断轻压下区间是 否需要变动，而压下量和压下速率的设置实际上一直以来都是根据 经验设定。因此存在这样的现象一台连铸机的动态轻压下系统在刚 刚安装时，一般都要经过数个月的调试期，保证动态轻压下的传热 模型能正确反映连铸机的冷却能力和设置的轻压下参数能发挥作 用。然而在调试后当工艺发生较大改变或是时间较长，一般是一到 两年的时间后，连铸机的生产工艺相对在调试期间的情况发生一定 的变化，动态轻压下系统虽然能正常实施动态轻压下动作，但是其 效果往往不如最开始调试期的效果好。

在连铸现场，由于浇铸工艺的复杂多变，往往存在同一种钢种 今天浇出来的连铸坯组织结构与昨天拉出来的连铸坯组织存在较 大区别，如果对比两年的连铸坯凝固组织的变化情况，则存在非常 大的波动。

发明人发现现有的动态自动控制系统，只能判断凝固末端的变 化而无法判断凝固组织的变化，导致无法长期地保证轻压下系统最 佳功能的稳定实现。

发明内容

本发明旨在提供一种用于连铸坯浇铸的控制方法，能够解决现 有的动态自动控制系统，只能判断凝固末端的变化而无法判断凝固 组织的变化，导致无法长期地保证轻压下系统最佳功能的稳定实现 的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种用于连铸坯浇铸的控制方 法，包括以下步骤：

采集连铸机状态，当连铸机处于浇铸状态时，采集连铸机的浇 铸工艺参数；

根据凝固末端跟踪模型计算连铸坯的温度分布、凝固末端位置 和固相率fs，并估算出连铸坯的第一压下区间；

根据温度分布判断连铸坯在各个阶段的凝固速度，并根据凝固 速度和浇铸工艺参数采用凝固组织预测模型预测第一压下区间内 的凝固组织结构，以及得到连铸坯的中心等轴晶区面积与柱状晶区 的面积比f_ec和晶粒尺寸φ；

根据凝固末端位置和固相率fs，以及凝固组织结构、面积比f_ec和晶粒尺寸φ，确定轻压下的压下区间、压下量δ和压下速率v，并 转化成目标执行机架和目标辊缝值S；

读取实际轻压下工艺参数，将目标辊缝值S与实际辊缝值进行 比较，如果目标辊缝值S与实际辊缝值的差值大于预设阈值，根据 目标执行机架和目标辊缝值S执行相应动作。

在上述实施例中，通过在连铸生产过程中在线采集连铸浇铸工 艺，实时跟踪凝固末端位置，预测凝固组织结构，给出相应的动态 轻压下控制策略，从而保证动态轻压下系统能长期、稳定地发挥轻 压下效果的控制模型。克服了现有的动态自动控制系统，只能判断 凝固末端的变化而无法判断凝固组织的变化，导致无法长期地保证 轻压下系统最佳功能的稳定实现的问题。

附图说明