[发明专利]基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及连铸领域，更加具体地，涉及一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置。

背景技术

在连铸领域中，如图1所示，钢水从钢包1和中间包2通过结晶器3一次冷却结晶后形成外壳凝固中心为钢液的铸坯100并从结晶器3下口拉出，进行二次冷却后，经过拉矫机200矫直后，通过切前辊道到达火切机4进行铸坯切割，上述过程为浇注过程，每一台拉矫机200主要包含一对拉矫辊(拉矫辊上辊230和下辊240)和一个液压缸210，拉矫辊下辊240为固定辊，拉矫辊下辊与液压缸210的活塞杆220固定连接，液压缸210上安装有压力传感器260，通过压力传感器260控制液压缸210对铸坯100施加一定压下力(热坯压力控制模式，此时液压缸210的活塞杆220是不移动的，对铸坯施加一个能够压紧铸坯且不产生裂纹的固定力)，使得拉矫辊上辊230压紧铸坯，对铸坯进行矫直。在上述浇注过程中，铸流在外界冷却作用下，从外向内不断凝固，产生的凝固收缩量由中心可以流动的自由钢液补充进来，但是在凝固末期，由于钢液在类似多空介质的两相区中流动阻力的增加，凝固收缩量无法得到及时补偿，形成的压降将导致铸坯中心附近枝晶间的富集偏析元素钢液向中心流动、汇集并最终凝固，从而形成中心宏观偏析，同时得不到补偿的凝固收缩量将最终形成中心疏松。

为了改善连铸坯中心偏析、疏松和缩孔等内部质量问题，通常利用拉矫机的拉矫辊对铸坯进行一定压下量，即轻压下或重压下，轻压下是采用多辊小压下量对铸坯进行压下，重压下是采用单辊大压下量对铸坯进行压下，如图1所示，液压缸210上装有位移传感器230，监测液压缸210中活塞杆220的位移。由于活塞杆220和上辊230为机械连接，因此通过位移传感器250读数变换能够监测上辊230的位移，采用位移传感器250监测液压缸210的活塞杆220的行程，通过调节液压缸210进/出油量，带动拉矫机上辊230下降，对铸坯进行轻压下，此时液压缸210转换为动态辊缝模式，即移动活塞杆220对铸坯进行压下的模式。

为了保证压下量的准确性，每一次浇注前，需要对拉矫机的初始辊缝值进行标定，即，确定初始位移传感器读数对应的初始辊缝值，由于位移传感器读数的变化与拉矫辊辊缝的变化为线性关系，确定初始位移传感器读数对应的初始辊缝值，就能够通过位移传感器读数得到拉矫机辊缝值。

标定过程中，初始位移传感器读数可以通过位移传感器即时读到，但是与其对应的初始辊缝值却很难精确得到，目前得到初始辊缝值的方法一般有：

(1)将拉轿机200悬停到某一位置，此时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，然后使用辊缝测量仪人为进行测量，测得的辊缝值为初始辊缝值；

(2)将拉轿机200悬停到某一位置，此时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，利用自动辊缝仪测量，测得的辊缝值为初始辊缝值；

(3)利用加工精度比较高的标定块，标定块厚度进行事先测量，然后将标定拉轿机以标定压压在标定块上，标定块的厚度即为初始辊缝值，此时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数；

(4)利用加工精度比较高的标定杆，多个标定位厚度进行事先测量，然后将多个标定拉轿机以标定压压在标定杆上，各标定位的厚度即为各拉矫机的初始辊缝值，压紧标定位时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数；

(5)确定引锭杆上一个或者多个标定位，对其厚度进行事先测量，将一个或者多个标定拉轿机压在引锭杆上，各标定位的厚度即为各拉矫机的初始辊缝值，压紧标定位时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数。

上述五种拉矫机辊缝标定方法，主要有以下几个缺点：

第一，标定过程都在停浇过程或者送引锭杆过程进行，而标定时间根据不同标定方法和自动化程度的不同而不同，一般标定时间每流需要5～180min不等，标定时间大大占用了设备维护时间，降低了铸机作业率，在提高铸坯质量的同时降低了产能，同时也大大增加了设备维护量，增加了设备维护强度；

第二，不论是那种方式，都要知道初始辊缝值，就需要测量，必然带来测量误差，这个测量误差肯定会叠加到执行压下量上，导致不能精确执行工艺压下量；

第三，在实际情况中，由于整个系统中有设备间隙、活塞杆的变形等影响，位移传感器到辊缝的对应关系的线性度并不好，在标定位厚度和铸坯厚度差别较大情况下，标定误差甚至可以达到2～4mm，这些都会叠加到执行压下量上，导致铸坯质量恶化。