[发明专利]一种连铸机冷却区的动态水量控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及连铸技术领域，特别是涉及一种连铸机冷却区的动态水量控制方法及系统。

背景技术

连铸是钢铁生产中的重要一环，连铸工艺过程示意图如图1所示，其主要过程是高温的钢水在结晶器冷却区内部受强冷形成一定厚度的坯壳，从结晶器冷却区中出来的铸坯，进入二次冷却区后，在喷淋水的强冷下，继续冷却降温直至内部钢液完全凝固。在铸坯的冷却过程中，连铸冷却示意图如图2所示，铸坯与夹辊热传导带走约15％的总热量；铸坯表面辐射传热带走约25％的总热量；喷淋水冷却带走约40％的总热量；冷却水蒸发带走约20％的总热量，可以看出冷却水通过不同的方式带走约60％的总热量，因此，喷淋水量的大小对凝固具有决定性作用，并最终影响铸坯的质量。

目前，连铸喷淋水量控制方法较多，如基于拉速-水量的比例控制法，基于有效拉速的拉速-水量比例控制法，基于现场实测温度反馈的目标表面温度法，基于计算温度反馈的目标表面温度法。在上述方法中，基于拉速-水量的比例控制法由于兼顾了历史平均拉速对二冷水量的影响，避免了拉速急剧变化时水量随之急剧变化而被广泛应用，但该方法没有考虑到不同的冷却区对拉速的影响，从而影响到冷却区的水量，以致对铸坯冷却造成较大的影响。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种连铸机冷却区的动态水量控制方法及系统，能够消除由冷却区的拉速波动而导致冷却区的水量变化较大的影响。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明实施例提供一种连铸机冷却区的动态水量控制方法，初始化冷却区i的冷却权重系数，并将铸坯从弯月面到连铸机出口离散化为切片j，其中，i为冷却区的序号，j为切片的序号，i、j为正整数；该方法还包括：

记录切片j进入和离开冷却区i的时刻，以及切片j的当前拉速和当前时刻，并记录切片j到弯月面的距离、以及冷却区i的入口和出口分别到弯月面的距离；

根据所述切片j到弯月面的距离、冷却区i的入口和出口分别到弯月面的距离，确定切片j所在的冷却区t，并根据切片j进入和离开冷却区1～t的时刻以及当前时刻，确定切片j分别在冷却区1～t的停留时间，其中，t为冷却区的序号，t为正整数；

根据切片j分别在冷却区1～t的停留时间，以及冷却区1～t的入口和出口分别到弯月面的距离，确定切片j分别在冷却区1～t的平均速度；

根据切片j分别在冷却区1～t的平均速度及冷却区1～t的冷却权重系数，确定切片j的虚拟拉速；

根据切片j的虚拟拉速及当前拉速，确定切片j的合成拉速，并根据切片j的合成拉速确定冷却区t的合成拉速；

根据冷却区t的合成拉速，确定所述冷却区t的水量；

根据所述冷却区t的水量与预设的回路最大水量及最小水量的关系，调整所述冷却区t的水量。

优选地，所述根据所述切片j到弯月面的距离、冷却区i的入口和出口分别到弯月面的距离，确定切片j所在的冷却区t，并根据切片j进入和离开冷却区1～t的时刻以及当前时刻，确定切片j分别在冷却区1～t的停留时间，包括：

将所述切片j到弯月面的距离分别与冷却区i的入口和出口分别到弯月面的距离进行比较；

当所述切片j到弯月面的距离大于或等于冷却区t的入口到弯月面的距离，且所述切片j到弯月面的距离小于冷却区t的出口到弯月面的距离时，确定所述切片j所在的冷却区为冷却区t；

按照以下公式计算所述切片j分别在冷却区1～t-1的停留时间：

其中，i＝1，…，t-1，t为正整数，为切片j分别在冷却区1～t-1的停留时间，为切片j分别离开冷却区1～t-1的时刻，为切片j分别进入冷却区1～t-1的时刻；

并按照以下公式计算切片j在冷却区t的停留时间：

其中，i＝t，t为正整数，为切片j在冷却区t的停留时间，t_now为当前时刻，为切片j进入冷却区t的时刻。

优选地，所述根据切片j分别在冷却区1～t的停留时间，以及冷却区1～t的入口和出口分别到弯月面的距离，确定切片j分别在冷却区1～t的平均速度，包括：

按照以下公式计算切片j分别在冷却区1～t-1的平均速度：