CN117123750A - 一种分浇次调整结晶器液位设定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分浇次调整结晶器液位设定的方法，包括以下步骤：采集结晶器内铜板的裂纹长度的历史数据以及结晶器满液位与空液位差值，计算液位波动值，采集结晶器的高位报警值a₁、低位报警值a₂、高位浇铸值b₁以及低位浇铸值b₂，得到结晶器的浇铸液位范围；并设定初始液位值，根据浇次的变化以及铜板表面状况进行浇铸。本发明根据浇次的变化，调整液位设定值，从而使得在不同浇次的浇铸过程中，渣线区域不重叠，避免铜板同一位置长时间受到渣线腐蚀，而导致产生钢卷出现横裂纹缺陷的技术问题。

Description

一种分浇次调整结晶器液位设定的方法

技术领域

本发明涉及连铸生产技术领域，尤其涉及一种分浇次调整结晶器液位设定的方法。

背景技术

在高拉速连铸生产过程中，结晶器铜板渣线位置容易出现表面温度过高和热应力过大的问题，导致机械性能变差、产生热疲劳、龟裂和划痕缺陷。这些问题会影响铸坯表面质量，进而导致钢卷产生倒“山峰”形貌的横裂纹缺陷。为了减缓结晶器铜板渣线位置的侵蚀速度，减少龟裂和划痕缺陷，需要对连铸过程中的结晶器液位设定进行调整。

相关技术中采用随时间变化升高液位或者降低液位的方式以避免渣线长时间腐蚀铜板的同一位置，但在实际应用中仍存在钢卷出现横裂纹缺陷的问题。

综上所述，急需一种分浇次调整结晶器液位设定的方法以解决相关技术中存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种分浇次调整结晶器液位设定的方法，以解决相关技术中钢卷出现横裂纹缺陷的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种分浇次调整结晶器液位设定的方法，包括以下步骤：

S1：采集结晶器内铜板的裂纹长度的历史数据以及结晶器满液位与空液位差值ΔS，计算液位波动值Δh，采集结晶器的高位报警值a₁、低位报警值a₂、高位浇铸值b₁以及低位浇铸值b₂，得到结晶器的浇铸液位范围为max(a₂，b₂)～min(a₁，b₁)；

S2：进行浇铸，设定初始液位值；所述浇铸过程中满足前一浇次与后一浇次的液位设定值之差大于液位波动值Δh，且任意浇次的液位设定值与液位波动值Δh的差值与和值均位于结晶器的浇铸液位范围之内；当某一浇次的液位设定值与两倍液位波动值Δh的差值小于max(a₂，b₂)时，进入步骤S3；

S3：停浇，采集铜板表面状况，基于裂缝情况对所述铜板进行质量评价，当评价值δ≥δ₀时，返回步骤S2；当δ＜δ₀时，停止浇铸，进行铜板更换；所述δ₀表示铜板合格阈值。

优选的，所述液位波动值Δh的取值范围为(Δh_min，Δh_max)，所述Δh_min、Δh_max的表达式分别如下：

其中，θ表示铜板的第n条裂纹长度与结晶器水平方向之间的夹角，(l₁，l₂，...，l_n)表示铜板的裂纹长度的历史数据集合，l_n表示第n条裂纹长度，ΔS表示结晶器满液位与空液位差值。

优选的，所述结晶器满液位与空液位差值即结晶器满液位距铜板上沿的距离与结晶器空液位距铜板上沿的距离之差的绝对值。

优选的，所述铜板的裂纹长度的取值范围为7-10mm。

优选的，还包括通过液位检测器检测结晶器中的液位，若检测值大于设定值，则关闭塞棒；若检测值小于设定值，则打开塞棒。

优选的，所述不同浇次中结晶器浸入式水口的插入深度相同。

优选的，所述插入深度为90-110mm。

优选的，铜板合格阈值δ₀的取值为8。

本发明的有益效果在于：

本发明根据浇次的变化调整液位设定值，并且根据铜板的裂纹长度的历史数据以及结晶器满液位与空液位差值计算得到合适的液位波动值，从而使得在不同浇次的浇铸过程中，渣线区域不重叠，避免铜板同一位置长时间受到渣线腐蚀，而导致产生钢卷出现横裂纹缺陷的技术问题，同时根据铜板的裂纹长度的历史数据以及结晶器满液位与空液位差值计算得到液位波动值，一方面能够避免渣线重叠延长铜板使用寿命并提高产品质量，一方面能够提高铜板的利用效率，降低生产成本。

具体实施方式

下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

发明人在进行连铸研究的过程中，发现相关技术中采用随时间变化升高液位或者降低液位的方式在实际应用中仍存在钢卷出现横裂纹缺陷的问题，原因在于：液位设定值仅仅只是理论值，在实际浇铸过程中，液位值会随着钢水的注入以及连铸压下过程而产生波动，因此，相关技术中液位调整前的渣线区域与调整后的渣线区域存在部分重叠，导致位于重叠区域的铜板长时间受到渣线腐蚀，从而影响产品的生产质量。除此之外，发明人还通过研究发现铜板的裂纹长度与液位波动范围密切相关，因此提供了以下技术方案：

本发明提供了一种分浇次调整结晶器液位设定的方法，包括以下步骤：

S1：采集结晶器内铜板的裂纹长度的历史数据以及结晶器满液位与空液位差值ΔS，计算液位波动值Δh，采集结晶器的高位报警值a₁、低位报警值a₂、高位浇铸值b₁以及低位浇铸值b₂，得到结晶器的浇铸液位范围为max(a₂，b₂)～min(a₁，b₁)；

S2：进行浇铸，设定初始液位值；所述浇铸过程中满足前一浇次与后一浇次的液位设定值之差大于液位波动值Δh，且任意浇次的液位设定值与液位波动值Δh的差值与和值均位于结晶器的浇铸液位范围之内；当某一浇次的液位设定值与两倍液位波动值Δh的差值小于max(a₂，b₂)时，进入步骤S3；

S3：停浇，采集铜板表面状况，基于裂缝情况对所述铜板进行质量评价，当评价值δ≥δ₀时，返回步骤S2；当δ＜δ₀时，停止浇铸，进行铜板更换；所述δ₀表示铜板合格阈值。

本发明根据浇次的变化调整液位设定值，并且根据铜板的裂纹长度的历史数据以及结晶器满液位与空液位差值计算得到合适的液位波动值，从而使得在不同浇次的浇铸过程中，渣线区域不重叠，避免铜板同一位置长时间受到渣线腐蚀，而导致产生钢卷出现横裂纹缺陷的技术问题，同时根据铜板的裂纹长度的历史数据以及结晶器满液位与空液位差值计算得到液位波动值，一方面能够避免渣线重叠延长铜板使用寿命并提高产品质量，一方面能够提高铜板的利用效率，降低生产成本。

在一些实施例中，所述质量评价标准如表1：

表1质量评价标准表

铜板表面状况	评分
		无裂纹	10
微裂纹(裂纹深度≤0.3mm，打磨后可消除)	8
		龟裂纹(裂纹深度≤0.5mm，打磨难消除)	6
中等裂纹(裂纹深度≤1mm)	4
		较严重裂纹(裂纹深度≤1.5mm)	2
严重裂纹(裂纹深度＞1.5mm)	0

注：若判断处于两种铜板表面状况之间，则评分取二者中间值。

在一些实施例中，所述液位波动值Δh的取值范围为(Δh_min，Δh_max)，所述Δh_min、Δh_max的表达式分别如下：

其中，θ_n表示铜板的第n条裂纹长度与结晶器水平方向之间的夹角，(l₁，l₂，...，l_n)表示铜板的裂纹长度的历史数据集合，l_n表示第n条裂纹长度，ΔS表示结晶器满液位与空液位差值。

本发明提供了液位波动值的具体计算方式，通过裂纹长度以及结晶器水平方向之间的夹角预估结晶器高度方向上的渣线位置，并结合结晶器满液位与空液位差值计算得到合适的液位波动值。

在一些实施例中，所述结晶器满液位与空液位差值即结晶器满液位距铜板上沿的距离与结晶器空液位距铜板上沿的距离之差的绝对值。

在一些实施例中，所述铜板的裂纹长度的取值范围为7-10mm。

通过对铜板裂纹长度的历史数据的统计，得到在实际生产过程中的实际生产数据，从而使得得到的理论结果能够更好的用于实际生产，用于解决实际的技术问题。

在一些实施例中，还包括通过液位检测器检测结晶器中的液位，若检测值大于设定值，则关闭塞棒；若检测值小于设定值，则打开塞棒。

由于在实际生产过程中，存在多种多样的外部环境因素影响，为了避免实际液位与设定值偏差过大，本申请通过结晶器上的液位检测器实时检测结晶器中的液位，并通过塞棍的打开或关闭，减少检测值与设定值之间的偏差。

在一些实施例中，所述不同浇次中结晶器浸入式水口的插入深度相同。

在一些实施例中，所述插入深度为90-110mm。

在一些实施例中，铜板合格阈值δ₀的取值为8。

实施例

下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。

实施例1

一种分浇次调整结晶器液位设定的方法，包括以下步骤：

S1：采集结晶器内铜板的裂纹长度的历史数据(值为7-10mm之间)以及结晶器满液位与空液位差值ΔS(所述结晶器满液位与空液位差值即结晶器满液位距铜板上沿的距离(40mm)与结晶器空液位距铜板上沿的距离(193.9mm)之差的绝对值，在本实施例中ΔS的取值为153.9mm)，计算液位波动值Δh，所述液位波动值Δh的取值范围为(Δh_min，Δh_max)，所述Δh_min的值为4.5％、Δh_max的值为6.5％，

采集结晶器的高位报警值95％、低位报警值5％、高位浇铸值85％以及低位浇铸值50％，得到结晶器的浇铸液位范围为50～85％；

S2：进行浇铸，设定第一浇次初始液位值为73％；所述浇铸过程中满足前一浇次与后一浇次的液位设定值之差为7％，且任意浇次的液位设定值与液位波动值Δh的差值与和值均位于结晶器的浇铸液位范围之内；当某一浇次的液位设定值与两倍液位波动值Δh的差值小于max(a₂，b₂)时，进入步骤S3；

S3：停浇，采集铜板表面状况，基于裂缝情况对所述铜板进行质量评价，当评价值δ≥δ₀时，返回步骤S2；当δ＜δ₀时，停止浇铸，进行铜板更换；所述δ₀表示铜板合格阈值，其取值为8。

在本实施例中，还包括通过液位检测器检测结晶器中的液位，若检测值大于设定值，则关闭塞棒；若检测值小于设定值，则打开塞棒。

在本实施例中，所述不同浇次中结晶器浸入式水口的插入深度相同。

在本实施例中，所述插入深度为110mm。

对比例1：S1：进行浇铸，设定液位值为73％；

S2：单次浇铸完成后，采集铜板表面状况，进行质量评价δ(评价标准同实施例1)，当δ≥δ₀时，返回步骤S1；当δ＜δ₀时，停止浇铸，进行铜板更换；所述δ₀表示铜板合格阈值，其取值为8。

对比例2：S1：进行浇铸，设定液位值为75％，每浇铸60min，设定液位值降低2％(73％→71％→69％...)；

S2：单次浇铸完成后，采集铜板表面状况，进行质量评价δ(评价标准同实施例1)，当δ≥δ₀时，返回步骤S1；当δ＜δ₀时，停止浇铸，进行铜板更换；所述δ₀表示铜板合格阈值，其取值为8。

对通过实施例1与对比例1、对比例2的方法制备得到钢卷的合格率进行统计，并统计单块铜板使用寿命，结果如表2所示：

表2钢卷合格率以及铜板使用寿命对比表

项目	合格率(％)	铜板使用寿命(浇次次数)
			实施例1	99.8	4
对比例1	91.6	2
			对比例2	92.5	2

由实施例1与对比例1-2的数据可知，本申请提供的技术方案相比于现有技术，不仅延长了铜板的使用寿命，更提高了钢卷的合格率，能够有效的降低生产成本并解决现有技术中钢卷出现横裂纹缺陷的问题。

本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种分浇次调整结晶器液位设定的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采集结晶器内铜板的裂纹长度的历史数据以及结晶器满液位与空液位差值ΔS，计算液位波动值Δh，采集结晶器的高位报警值a₁、低位报警值a₂、高位浇铸值b₁以及低位浇铸值b₂，得到结晶器的浇铸液位范围为max(a₂，b₂)～min(a₁，b₁)；

S2：进行浇铸，设定初始液位值；所述浇铸过程中满足前一浇次与后一浇次的液位设定值之差大于液位波动值Δh，且任意浇次的液位设定值与液位波动值Δh的差值与和值均位于结晶器的浇铸液位范围之内；当某一浇次的液位设定值与两倍液位波动值Δh的差值小于max(a₂，b₂)时，进入步骤S3；

S3：停浇，采集铜板表面状况，基于裂缝情况对所述铜板进行质量评价，当评价值δ≥δ₀时，返回步骤S2；当δ＜δ₀时，停止浇铸，进行铜板更换；所述δ₀表示铜板合格阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液位波动值Δh的取值范围为(Δh_min，Δh_max)，所述Δh_min、Δh_max的表达式分别如下：

其中，θ表示铜板的第n条裂纹长度与结晶器水平方向之间的夹角，(l₁，l₂，...，l_n)表示铜板的裂纹长度的历史数据集合，l_n表示第n条裂纹长度，ΔS表示结晶器满液位与空液位差值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述结晶器满液位与空液位差值即结晶器满液位距铜板上沿的距离与结晶器空液位距铜板上沿的距离之差的绝对值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜板的裂纹长度的取值范围为7-10mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括通过液位检测器检测结晶器中的液位，若检测值大于设定值，则关闭塞棒；若检测值小于设定值，则打开塞棒。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同浇次中结晶器浸入式水口的插入深度相同。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述插入深度为90-110mm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，铜板合格阈值δ₀的取值为8。