[发明专利]一种板坯连铸机二冷水幅切控制方法

说明书

技术领域

本发明属于连铸冷却水控制技术领域，特别是冷却水喷淋宽度的在线调节技术。具体指宽厚板坯连铸机内弧二冷水喷淋宽度在线幅切控制的方法。

技术背景

宽厚板坯连铸机具有断面大、拉速低等特点，且具备适浇多个规格断面连铸坯的能力，其铸流冷却机制主要依靠在扇形段内弧和外弧有规律安装喷淋管冷却系统，利用喷射至铸坯表面的冷却水冷却。在实际连铸生产过程中，一方面由于宽厚板坯具有断面大的特点，为确保铸坯在连铸生产过程不产生鼓肚行为和实现对连铸坯凝固潜热的有效消除，二冷水喷淋强度相比常规板坯连铸大，受喷淋管直接喷淋至铸坯角部的冷却水和由铸坯内弧表面中部流向铸坯边部的冷却水共同冷却作用，铸坯角部温度下降速度快；另一方面，受宽厚板连铸拉速相对低的影响，坯壳角部在铸流内受二维传热作用的时间加长，进一步加剧了坯壳角部区域的降温，极易引起铸坯边角部在过矫直区时落入钢的第三脆性温度区而导致连铸坯其内弧角部发生表面微横裂纹缺陷，严重制约了连铸机的稳定和高效化生产。

目前，避免该类型裂纹缺陷的有效手段为采用铸坯高温过矫直手段，促使连铸坯角部高温过矫直避开相应钢种的第三脆性温度区。在实际生产中，由于受连铸机设计和现场调度的制约，连铸拉速是相对稳定的。因此，降低宽厚板连铸坯内弧边角部受水量是确保其过矫直区高温避开钢的第三脆性温度区的主要手段。此外，由于宽厚板坯连铸机具有生产不同规格断面的能力，在实际生产过程中需频繁切换连铸坯断面的宽度，而安装在扇形段上的喷淋管设计准则为：冷却水在铸坯横向上的喷淋宽度满足最大宽度铸坯连铸生产需求，且位置固定。当铸坯宽度由大宽度规格调整为较小宽度断面时，受喷嘴流量特性的影响，由喷淋管喷射至铸坯内弧角部表面的冷却水量加大，铸坯角部降温加剧，致使铸坯内弧角部表面产生微横裂纹的几率加大。

为了解决由于铸坯自身冷却特点和喷淋管位置相对固定对连铸坯角部造成温降较快而致使其过矫直时其角部温度落入钢的第三脆性温度区的难题，连铸机设计厂商及部分科研院所近年来在部分宽厚板坯连铸机引入了二冷水幅切控制系统方法，并得到了推广和应用。但是该方法存在以下不足：一、工程改造量较大，实现费用昂贵。在宽厚板坯连铸机上引入该二冷幅切控制系统需重新对二冷各冷却区供水回路进行全面改造，扇形段上的原有喷淋管位置及数量进行重新优化，实现两套供水回路独立、协调工作。而扇形段上的供水回路一般都是固化在扇形段内部，重新改造新的二冷供水回路势必要对二冷各扇形段进行重新改造，不仅影响生产节奏，而且成本也较高。两套独立供水回路的协调工作也需要对二冷水表进行重新开发，精确的二冷配水控制系统研发周期也较长且十分复杂；二、宽厚板坯连铸机一般都具有适浇多个宽度规格铸坯的能力，而现有的幅切控制方法一般仅有两套供水回路，不能适应所有宽度断面的铸坯生产。

中国专利“CN201283419Y”公开了一种利用连杆顶升结构的板坯连铸机扇形段二次辅助冷却用活动喷淋架装置，该装置可通过线调整喷嘴与铸坯间的高度和喷淋管之间的间距实现对铸坯喷淋宽度的实时调整，但是该装置需要重新改造扇形段内原已固化的供水回路，工程改造量大，成本太高。

中国专利“CN200960545”公开了一种以推进装置控制的活动喷淋装置，该装置可准确调整喷嘴与铸坯间的距离和角度等工艺参数。但该装置仅适用于方坯和圆坯连铸机。

美国专利“US4256168A”公开了一种以双连杆与丝杆滑块组合的喷嘴装置，通过在连铸机扇形段侧面安装机械式手动执行机构，根据铸坯的断面宽度调整喷嘴与板坯之间的距离与喷淋范围，手动实现二冷水喷淋宽度的有效控制。但该装置结构较复杂，工程改造量大而繁琐，且手动调节二冷水喷淋宽度的控制精度较差，无法满足当今连铸的高效化生产。

因此，为了尽可能降低对二冷设备及工艺的改动量，并确保连铸机二冷水喷淋宽度与铸坯断面宽度良好、自动精确匹配，有效实现连铸坯角部过矫直时高温避开钢的第三脆性温度区，是目前连铸行业特别是宽厚板坯连铸行业亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了有效实现对二冷各扇形段冷却水喷淋宽度的在线精确幅切控制，达到连铸坯角部过矫直高温避开钢的第三脆性温度区和整体改善连铸坯冷却效果的目的，克服已有发明存在对冷却水供水回路工程改造量大，成本太高或手动调节喷淋宽度控制精度较差，无法满足当今连铸的高效化生产等不足，提出了一种宽厚板坯二冷水喷淋宽度在线自动精确幅切控制的方法。