一种连铸机自动钢水控温浇铸系统技术方案

本发明专利技术属于铸造系统领域，特别涉及一种连铸机自动钢水控温浇铸系统，将中间包钢水连续测温装置、结晶器液面钢水连续测温装置、结晶器铜板温度测量装置这三个装置获得的钢水温度信号送到一级计算机系统；当钢水的温度偏离目标温度时，一级计算机系统将控制结晶器电磁制动或搅拌，通过控制钢水的流速使结晶器钢水温度动态稳定在目标温度上；过程温度优化控制直接体现整个生产线的管理控制水平，通过对以上环节的优化，得到了较好的生产效果：铸坯实物质量提高，主要体现在：裂纹指数由原来的0.15降低至优化后的0.10；轧后退废率由原来的0.4%降低至优化后的0.1%；协议材比率有原来的0.96%降低到现在的0.83%；高强度板坯的断口合格率由原来的93%提高至现在的95.6%。格率由原来的93%提高至现在的95.6%。格率由原来的93%提高至现在的95.6%。

【技术实现步骤摘要】
一种连铸机自动钢水控温浇铸系统


[0001]本专利技术属于铸造系统领域，特别涉及一种连铸机自动钢水控温浇铸系统。

技术介绍

[0002]LF钢包炉是一种广泛应用的二次精炼手段，其主要作用是利用电弧加热和还原渣精炼完成钢水的脱氧、脱硫、去除夹杂、合金化及温度调整等，在精炼过程中对钢水进行测温取样操作以获得钢水信息反馈，炉内温度受各种因素的影响，运输时间的长短，吹氩量的多少也影响钢水温度；
[0003]钢水温度过高会出现结晶器坯壳薄漏钢，耐火材料侵蚀加快，导致铸流失控，降低浇铸安全性，增加非金属夹杂，影响板坯内在质量，钢水温度过低容易发生水口堵塞，浇铸中断，因此精确控制LF精炼钢水温度，确保连铸浇铸时钢水温度在工艺要求的范围内相当重要，现有技术中能够有效控制LF精炼过程中的钢水温度的方案在精炼时间、精炼成本及温度控制方面存在一定的差异，并不能够达到精确控制钢水的温度，因此，有必要对LF精炼过程温度控制进行优化，使在连铸生产过程中达到精确控温的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种连铸机自动钢水控温浇铸系统，解决均匀钢水成分和温度控制，优化LF处理工艺，提高生产效率的问题。
[0005]一种连铸机自动钢水控温浇铸系统，包括：中间包钢水连续测温装置、结晶器液面钢水连续测温装置、结晶器铜板温度测量装置、结晶器电磁搅拌装置和计算机控制系统，所述计算机控制系统，设置钢液温度预报单元和钢液温度控制单元，所述钢液温度预报单元设置有计算升温模块和目标温度确定模块，所述钢液温度控制单元设置有钢液成分微调模块和控温实现模块。
[0006]所述计算升温模块分为初始钢液温度T和升温期目标温度T2；
[0007]所述计算升温模块：计算升温期钢液的目标温度T2，并与精炼期初始钢液的温度T相比较，其差值(T2‑
T1)与升温期要求的时间之比即为钢液的升温速度；
[0008]所述初始钢液温度T，取决于转炉出钢温度及出钢过程温降，T1的高低既要满足钢液具有足够的流动性，升温期的目标温度T2应小于转炉的出钢温度(T2＜T0)，不能超过出钢温度，升温期的温升(T2‑
T1)应小于转炉过程的出钢温降(T0‑
T1)，否则，将增加LF炉能耗、耐火材料消耗及恶化LF炉过程操作。
[0009]所述目标温度确定模块：根据LF炉精炼工艺过程，可给出升温期钢液目标温度的关系式如下：
[0010]T2＝T6+ΔT
56
+ΔT
45
+ΔT
34
+ΔT
23
+ΔT
ꢀꢀꢀ
(1)
[0011]式中：
[0012]乃为升温期钢液的目标温度，对于本专利技术LF炉过程钢液的最高温度，℃；T6为某钢种的液相线温度，℃，与钢种的成分有关；ΔT
56
为钢液的过热度，一般为25～35℃；ΔTΔT
45
为浇铸过程钢包中钢液的温降，与钢包的新旧程度，耐火材料质量以及加覆盖渣与加盖等情况有关，一般为0.5～0.75℃/min；有的达到0.75～1.0℃/min；T3为加合金成分微调后钢液的温度，℃，两期操作时也就是LF炉最终吊包温度，表示如下：
[0013]T3＝T6+ΔT
56
+ΔT
45
+ΔT
34
+ΔT；ΔT
23
为入炉料使钢液温降ΔT
25
＝T2‑
T3，如加入合金料、渣料等使钢液的温度降低，因升温期加入的渣料较少，而且加在熔池的表面、电弧的下面，故渣料对钢液温度的影响很小。
[0014]LF精炼过程中对钢液成分微调对温度的影响，由能量平衡方程：
[0015][0016][0017]式中：
[0018]c为钢液的比热容，一般为0.837KJ/(kg℃)或0.232kw
·
h/(t℃)；G为LF炉中钢液的载质量(成分微调以前)，kg；c
i
为某种合金的固态比热容，kJ/(kg
·
℃)；g
i
为某种合金的加入量，kg；T
i
为某种合金加入时的温度，℃；q
i
为某种合金的熔化潜热，kJ/kg。
[0019]所述控温实现模块：化渣后的升温速度波动在0.93～2.59℃/min之间，平均升温速度仅为1.6℃/min，LF炉的平均热效率在0.36以上，此时钢包的热效率为0.40～0.45，调整转炉工艺，铁水成份S
i
≥0.8％，P≥0.080％以上时、石灰生烧率高时，调整钢水比G、调整造渣料石灰、白云石、球团矿的加入量，保证出钢温度，保证一次倒炉成功，减少点吹次数，根据出钢口的使用情况适当调整出钢温度，通过挡渣系统保证渣料效果，减少下渣量，减少精炼的合金和渣料用量，降低精炼电耗、降低精炼送电升温时间，出钢加渣料量加400kg石灰、300kg铝矾土，合金必须保证到精炼炉接近下限，电炉通过优化装料制度，优化冶炼过程的吹氩、造渣、送电工艺制度，控制吹氧总量和泡沫渣效果，保证终点C、P含量，保证终点温度。
[0020]一种LF精炼过程钢水温度控制的各个环节工艺优化方法，步骤如下：
[0021]步骤1，先将中间包钢水连续测温装置、结晶器液面钢水连续测温装置、结晶器铜板温度测量装置这三个装置获得的钢水温度信号送到一级计算机系统；当钢水的温度偏离目标温度时，一级计算机系统将控制结晶器电磁制动或搅拌，通过控制钢水的流速使结晶器钢水温度动态稳定在目标温度上；
[0022]步骤2，初炼炉出钢加钢包料，转炉200kg石灰、萤石100Kg，合金根据钢种加入，低合金钢加入合金数量在2200kg左右，平均进站温度为1575.5℃，出钢口使用小于50次时，出钢时间大于5min，出钢口前期电炉的下渣量也比后期适当少，出钢过程温降影响10℃以上；
[0023]步骤3，加电石进行发泡，造好泡沫渣，埋弧送电，渣料每批次不大于250Kg，炉前出钢要求配合金接近成份下限，LF钢水温度过低时加大量合金，影响后期温度均匀；
[0024]步骤4，氩气不正常炉次，先送电升温，温度稳定后才能造渣、加合金调成份；保证精炼时间和弱搅拌时间，低合金精炼炉精炼时间不得小于35min，弱搅拌时间不得小于
5min；
[0025]步骤5，根据钢包在外的等待时间，综合判断上钢温度，前15～20min温降大，30min后温降变慢，包壁蓄热饱和，初炼炉出钢后等待精炼时间大于2h，上钢温度可适当降低5℃～10℃，上钢时加碳化稻壳保温；
[0026]步骤6，出钢后静置，前10～15min温降＞8℃/min；钢包内衬烘烤温度500℃～800℃，温度越高，温降越小；出钢后统计温降速度相差约1/3,800℃约降10℃/min；500℃约降13℃/min，静置1h，温降约50℃。渣层厚度，渣层太薄时，＜50mm，渣层表面散热大，＞50mm，渣层表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连铸机自动钢水控温浇铸系统，其特征在于：包括中间包钢水连续测温装置、结晶器液面钢水连续测温装置、结晶器铜板温度测量装置、结晶器电磁搅拌装置和计算机控制系统，所述计算机控制系统，设置钢液温度预报单元和钢液温度控制单元，所述钢液温度预报单元设置有计算升温模块和目标温度确定模块，所述钢液温度控制单元设置有钢液成分微调模块和控温实现模块。2.根据权利要求1所述一种一种连铸机自动钢水控温浇铸系统，其特征在于：所述计算升温模块分为初始钢液温度T和升温期目标温度T2。3.根据权利要求1所述一种连铸机自动钢水控温浇铸系统，其特征在于：所述计算升温模块：计算升温期钢液的目标温度T2，并与精炼期初始钢液的温度T相比较，其差值(T2‑
T1)与升温期要求的时间之比即为钢液的升温速度。4.根据权利要求1所述一种连铸机自动钢水控温浇铸系统，其特征在于：所述初始钢液温度T，取决于转炉出钢温度及出钢过程温降，T1的高低既要满足钢液具有足够的流动性，升温期的目标温度T2应小于转炉的出钢温度(T2＜T0)，不能超过出钢温度，升温期的温升(T2‑
T1)应小于转炉过程的出钢温降(T0‑
T1)，否则，将增加LF炉能耗、耐火材料消耗及恶化LF炉过程操作；所述目标温度确定模块：根据LF炉精炼工艺过程，可给出升温期钢液目标温度的关系式如下：T2＝T6+ΔT
56
+ΔT
45
+ΔT
34
+ΔT
23
+ΔT
ꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：乃为升温期钢液的目标温度，对于本发明LF炉过程钢液的最高温度，℃；T6为某钢种的液相线温度，℃，与钢种的成分有关；ΔT
56
为钢液的过热度，一般为25～35℃；ΔTΔT
45
为浇铸过程钢包中钢液的温降，与钢包的新旧程度，耐火材料质量以及加覆盖渣与加盖等情况有关，一般为0.5～0.75℃/min；有的达到0.75～1.0℃/min；T3为加合金成分微调后钢液的温度，℃，两期操作时也就是LF炉最终吊包温度，表示如下：T3＝T6+ΔT
56
+ΔT
45
+ΔT
34
+ΔT；ΔT
23
为入炉料使钢液温降ΔT
25
＝T2‑
T3；LF精炼过程中对钢液成分微调对温度的影响，由能量平衡方程：LF精炼过程中对钢液成分微调对温度的影响，由能量平衡方程：式中：c为钢液的比热容，一般为0.837KJ/(kg
°
O或0.232kw
·
h/(t
°
O；G为LF炉中钢液的载质量(成分微调以前)，kg；c
i
为某种合金的固态比热容，kJ/(kg
·
℃)；g
i
为某种合金的加入量，kg；T
i
为某种合金加入时的温度，℃；q
i
为某种合金的熔化潜热，kJ/kg。5.根据权利要求1所述一种连铸机自动钢水控温浇铸系统，其特征在于：所述控温实现模块：化渣后的升温速度波动在0.93～2.59℃/min之间，平均升温速度仅为1.6℃/min，LF炉的平均热效率在0.36以上，此时钢包的热效率为0.40～0.45，调整转炉工艺，铁水成份S
i
≥0.8％，P≥0.080％以上时、石灰生烧率高时，调整钢水比G...

【专利技术属性】
技术研发人员：于广志，
申请(专利权)人：江苏飞锦达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：