一种确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，特别是涉及一种确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法。本发明专利技术的方法包括对铸坯渐次压下，统计压力变化；确定临界压下状态；对铸坯横截面进行处理；制成致密度网格、标准致密度、画出等值线等步骤。本发明专利技术的方法进行未凝固区域的形状尺寸的测量，具有测量值准确，测量成本低廉和容易实施等优点，使板坯特定位置处铸坯凝固形状尺寸的测量成为可能，为单辊重压下工艺分析提供了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法
本专利技术涉及冶金
，特别是涉及一种测定板坯沿拉坯方向上特定位置处横截面凝固形状的方法。
技术介绍
由于形状和喷嘴布置等特点，板坯一般在凝固后期容易形成“W型”凝固终点，尤其是对于宽度比较大的板坯和两相区范围较宽的钢种。从横截面看，在中心还没有完全凝固位置，凝固形状类似于“狗骨头型”，即铸坯中心区域两相区薄，宽度方向两边1/4区域两相区厚；在中心区域已经凝固，则出现“眼镜型”，即中心区域已经凝固，宽度方向两边1/4区域还存在两个未凝固两相区。甚至在更恶劣情况下，凝固后期会形成更复杂的形状。“W型”凝固终点对于内部质量的均匀性会带来影响。对于动态配水来说，可以通过喷嘴布置尽量消除这种凝固形状，“W型”凝固终点对动态配水模型实施却不带来影响；对于轻压下技术，由于压下区间大，两个扇形段执行压下会有3～4m的压下区间，所以“W型”凝固终点对轻压下工艺影响也不甚大。而对于重压下技术，单辊大量的压下才能提高致密度，只有精确地确定了实施压下位置处“狗骨头型”或者“眼镜型”的具体尺寸，才能有的放矢的确定重压下位置和制定压下量，这会严重影响铸坯内部质量的改善效果和均质性。所以要制定板坯重压下的压下位置和压下量，必须要确定压下位置处铸坯的凝固形状尺寸。目前，板坯横截面“狗骨头型”的凝固形状通过模型计算可以获得，并且至少有两个证据也可以间接支持模型计算结果：(1)通过观察或者测量铸坯表面温度变化发现表面中心温度低于两侧1/4区域温度，形成反“W型”温度分布；(2)铸坯切割后，从切割的横截面也可以明显看出1/4区域处有两个亮点。但是并没有一种方法能真正确定某个位置处凝固形状的具体尺寸，一方面对模型计算结果进行最基本的验证，另一方面指导板坯重压下工艺制定。如果用传统的射钉方法，则必须沿铸坯宽度方向上同时射钉多处，成本太高，实现很困难，且只能得到射钉处的坯壳厚度，并不能得到横截面的凝固形状和具体尺寸数据。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种确定板坯特定位置处横截面凝固形状和具体尺寸的方法。本专利技术通过压力陡增的方法确定板坯特定位置处凝固形状，通过对板坯临界位置的分析实现板坯横截面凝固的具体形状和不同位置的详细精确尺寸。本专利技术的结果可以作为重压下工艺制定的依据，同时对板坯温度场模型计算结果进行最基本的验证。本专利技术的技术方案是：一种确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：包括以下步骤：确定临界压下量；执行压下到临界压下量；取在临界压下量工况的铸坯横截面试样，划分致密度网格；测定各致密度网格的致密度；确定标准致密度；依据标准致密度在致密度网格上做等值线；确定压下位置处凝固形状尺寸。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述的确定临界压下量的方法是：以板坯单辊压下设备，对铸坯进行渐次压下，统计压力变化数据，做成压力随压下量变化的曲线，对曲线求导，每个曲率变化对应铸坯内部凝固状态的改变；第一个曲率变化开始点对应的压下量为临界压下量。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述的板坯单辊压下设备为，通过左右布置的两个压力机构对单辊实施压下，压力机构包括拉杆和液压缸，通过位移传感器获得位置信息，通过压力传感器得到实时反馈的压力值，且设备的两个液压缸有同步压下功能。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述的渐次压下的压下步长为1～2mm。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述致密度网格大小范围为2～5mm*5～15mm，厚度方向上范围为2～5mm，宽度方向上范围为5～15mm。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述的致密度网格为均匀或非均匀，在具备地方可以加密或者稀疏；同时，致密度网格完全覆盖可能的凝固形状尺寸即可。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述的致密度网格为2mm*10mm，厚度方向上为2mm，宽度方向上为10mm。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：铸坯在厚度方向上的凝固中心线与致密度网格的中心重叠，铸坯凝固中心位于致密度网格的中心网格的中心。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：对于“狗骨头型”凝固形状，标准致密度为中心致密度网格对应的致密度；对于非“狗骨头型”凝固形状，标准致密度确定方法为：去掉宽度方向上两边各40mm以内的致密度网格，剩余过铸坯凝固中心线致密度网格中最大的致密度为标准致密度。根据如上所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：确定压下位置处凝固形状尺寸方法为：将等值线在厚度方向上分别加上临界压下量，即为压下位置处未压下情况时铸坯凝固形状和具体尺寸。本专利技术的有益效果是：基于临压力状态下分析铸坯横截面，分析面少，但能够获得全面的未凝固区域的形状具体的尺寸数据，采用本专利技术的方法进行未凝固区域的形状尺寸的测量，具有测量值准确，测量成本低廉和容易实施等优点，同时为板坯单辊重压下工艺分析提供了基础。附图说明图1为“W型”凝固终点；图2为图1中a处横截面凝固形状；图3为图1中a处横截面凝固形状；图4为现场切割后的铸坯照片；图5为圧下力的变化趋势；图6为压下开始时刻铸坯内部凝固状态示意图；图7为第一个输出力徒增时铸坯内部凝固组织状态变化示意图；图8为铸坯内部凝固组织状态变化示意图；图9为铸坯横截面划分成致密度网格示意图；图10为求标准致密度的等值线示意图；图11为求凝固形状示意图；图12为重压装置结构示意图；图13为本专利技术的流程示意图。附图标记说明：重压下辊1、拉杆2、液压缸3、位移传感器4、压力传感器5。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。板坯由于宽厚比跨度大，同时加上喷嘴布置、二冷工艺和钢种等因素，在凝固后期凝固结束的终点并不同步，沿拉坯方向看，形成各种凝固结构，一般会是“W型”，如图1所示，即中心处先凝固，最后距离宽面约1/4处区域凝固。沿着图1中的(a)和(b)进行剖面，从铸坯横截面视角看，铸坯在宽度和厚度的横截面上的形状如图2和图3所示，其中图2为图1中a位置剖面对应的凝固形状，其中图3为图1中b位置剖面对应的凝固形状。图2是中心未凝固区域小，沿宽度方向1/4处未凝固区域大，一般称为“狗骨头型”；图3是中心区域已经凝固，而沿宽度方向1/4处未凝固，一般称为“眼镜型”。这两种凝固形状通过温度场计算程序可以模拟出来，并且现场也有数据可以间接证明，一方面是铸坯表面温度分布，一方面是铸坯切割后明显在宽度方向1/4处附近有两个高亮区域，可以证明此处是最后才凝固，如图4所示。对于板坯单辊重压下，在图1的a位置压下还是在b位置压下，还是其余位置压下更优，同时在不同位置压下量多少会取得最优结果，这些工艺的制定前提是必须确定不同位置处铸坯的凝固形状，据此有的放矢地制定压下工艺。本专利技术方案给出了确定板坯特定位置处凝固形状和具体尺寸数据，本专利技术方法不仅适合于“W型”凝固终点类型，也适合各种类型的凝固终点形状，只要在找出标准致密度基础上，完全可以确定各种凝固终点类型的横截面凝固形状。如图12所示，本专利技术的板坯单辊包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：包括以下步骤：确定临界压下量；执行压下到临界压下量；取在临界压下量工况的铸坯横截面试样，划分致密度网格；测定各致密度网格的致密度；确定标准致密度；依据标准致密度在致密度网格上做等值线；确定压下位置处凝固形状尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：包括以下步骤：确定临界压下量；执行压下到临界压下量；取在临界压下量工况的铸坯横截面试样，划分致密度网格；测定各致密度网格的致密度；确定标准致密度；依据标准致密度在致密度网格上做等值线；确定压下位置处凝固形状尺寸。2.根据权利要求1所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述的确定临界压下量的方法是，以板坯单辊压下设备，对铸坯进行渐次压下，统计压力变化数据，做成压力随压下量变化的曲线，对曲线求导，每个曲率变化对应铸坯内部凝固状态的改变；第一个曲率变化开始点对应的压下量为临界压下量。3.根据权利要求2所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述的板坯单辊压下设备为，通过左右布置的两个压力机构对单辊实施压下，压力机构包括拉杆和液压缸，通过位移传感器获得位置信息，通过压力传感器得到实时反馈的压力值，且设备的两个液压缸有同步压下功能。4.根据权利要求2所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述的渐次压下的压下步长为1～2mm。5.根据权利要求1所述的确定板坯特定位置处凝固形状尺寸的方法，其特征在于：所述致密度网格大小范围为2～5mm*5～15m...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱亮，刘伟涛，姜敏，陈志凌，
申请(专利权)人：中冶连铸技术工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42