[发明专利]用于连续铸造工艺的方法、控制器和浇口盘控制系统

说明书

技术领域

本公开总地涉及冶金学，并且尤其涉及一种用于在连续铸造工艺中控制熔融金属温度的方法和控制器。

背景技术

在金属材料，例如钢的连续铸造中，固体材料在炉中进行熔炼和处理。由固体材料获得的熔融金属被放液或倾倒至浇包中。熔融金属通常在浇包中进行进一步的处理。在浇包处理之后，熔融金属被顺序地从浇包倾倒至浇口盘中，浇口盘是一种容器，从中可将熔融金属放液到一个或多个用于材料铸造的铸模中。在浇包将其熔融金属倾倒至浇口盘中的期间，该周期在这里被称为浇包放液循环。浇口盘因而用作缓冲器，其还在浇包改变期间将连续流量的熔融金属提供到铸模中。

最终的金属材料的品质依赖于熔融金属在连续铸造工艺期间的温度。最佳的熔融金属的浇包处理温度通常低于从炉中获得的熔融金属的温度。为了获得最佳的熔融金属的浇包处理温度，浇包中的熔融金属的温度通常在受控条件下进行降低。

如果结合相对较慢的铸造速度而存在大的浇包吨位，那么浇口盘中的熔融金属的温度将随着熔融金属从浇包放液到浇口盘中而逐渐降低。此外，因为流出浇包的熔融金属比已经位于浇口盘中的熔融金属更热，所以浇口盘中的熔融金属的温度通常不是均匀分布的，浇口盘具有用作冷却元件的壁，以降低壁附近的温度。

发明内容

本发明人已经意识到，通过控制浇口盘中的熔融金属的温度，也可在浇口盘中获得熔融金属的最佳温度。此外，还意识到仅仅控制加热装置加热浇口盘中的熔融金属来获得令人满意的结果是不够的。

综上所述，本公开的总体目标是改善连续铸造工艺中所生产的金属材料的品质。具体地说，需要能够提供恒定高品质的固化的金属材料。

因此，根据本公开的第一方面，提供了一种在连续铸造工艺的浇包放液循环期间控制浇口盘中的熔融金属温度的方法，其中该方法包括：

a)获得浇口盘中的熔融金属的温度测量值，

b)将获得的温度测量值与期望的浇口盘熔料温度进行比较，

c)确定温度测量值是否低于期望的浇口盘熔料温度，并且在温度测量值低于期望的浇口盘熔料温度的情况下，

d)通过加热装置和电磁搅拌器控制浇口盘中的熔融金属的温度，加热装置加热浇口盘中的熔融金属，电磁搅拌器搅拌熔融金属，从而使受加热的熔融金属散布在浇口盘中，使得浇口盘中的熔融金属的温度接近期望的浇口盘熔料温度。

因此可获得的一种效果是，铸造材料，即在连续铸造工艺中所生产的金属材料可在始终比之前可能的品质更高的品质下生产出来。具体地说，通过控制浇口盘中的熔融金属的温度，熔融金属的温度可在贯穿铸造工艺的过程中保持有利的水平，并且通过提供搅拌使受加热的熔融金属均匀散布在浇口盘中，从而在浇口盘中可获得均匀的或基本均匀的熔料温度。期望的浇口盘熔料温度是最佳的浇口盘熔融或熔化金属温度，其可从例如铸造实验、经验测试或之前的铸造经验中获悉。

根据一个实施例，获得温度测量值的步骤a)包括基于连续铸造工艺的模型和熔融金属的浇包温度而估算熔融金属的温度。浇包温度是在熔融金属从浇包放液到浇口盘中时的熔融金属的温度。

根据一个实施例，浇包温度从与浇包中的熔融金属温度控制相关联的控制环路中获得。

根据一个实施例，获得温度测量值的步骤a)包括获得浇口盘中的熔融金属的温度测量值。通过搅拌浇口盘中的熔融金属，并因此获得均匀温度，熔融金属的温度值测量变得更为精确。因而，搅拌提供了均匀的熔料温度，导致最终产品更高的品质以及更精确的熔料温度测量值，这促进了浇口盘中的熔料温度的控制。

浇口盘中的熔融金属温度的测量值可通过估算或通过直接测量，例如通过可消耗的热电偶来获得。作为备选，还可设想熔料温度的估算和直接测量的组合。

一个实施例包括在浇包放液循环期间重复步骤a)至d)。

一个实施例包括在比较步骤b)之前获得期望的浇口盘熔料温度。

根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，期望的浇口盘熔料温度是从铸造实验中获得的最佳铸造工艺温度。因而，从之前执行的铸造实验、经验测试或铸造经验获得的数据被用于设定期望的浇口盘熔料温度。

根据一个实施例，获得浇包温度的步骤包括从控制环路中获得浇包温度，控制环路与浇包中的熔融金属温度的控制相关联。

根据一个实施例，期望的浇口盘熔料温度是浇口盘中的最佳铸造工艺温度。

根据本公开的第二方面，提供了一种包括计算机可执行成分的计算机程序，计算机可执行成分在包含于控制器中的处理单元上运行计算机可执行成分时造成控制器执行根据第一方面所述的方法。