一种铸坯凝固末端精准预测方法技术

本发明专利技术属于炼钢过程中的连铸技术领域，尤其涉及一种铸坯凝固末端精准预测方法，本发明专利技术创造性的将铸坯致密度和轻压下压下力作为依据来判定轻压下参数是否正确，用以修正铸坯凝固模型计算出的铸坯凝固末端位置，由于本发明专利技术采用铸坯致密度、轻压下压下力、铸坯凝固理论这三个判定依据来预测铸坯凝固末端位置，相比于单纯根据铸坯凝固理论模拟计算出的铸坯凝固末端位置，本申请提供的方法增加了判定依据参数数量，利用铸坯致密度、轻压下压下力对铸坯凝固模型计算出的铸坯凝固末端位置进行衡量，判断出铸坯凝固模型计算出的铸坯凝固末端位置与铸坯凝固末端实际位置的相对位置关系，并提供相应的调整标准，从而使得对铸坯凝固末端位置的预测更准确。端位置的预测更准确。

An accurate prediction method for solidification end of slab

【技术实现步骤摘要】
一种铸坯凝固末端精准预测方法


[0001]本专利技术属于炼钢过程中的连铸
，尤其涉及一种铸坯凝固末端精准预测方法。

技术介绍

[0002]连铸铸坯中心偏析与中心疏松等内部质量问题阻碍板坯连铸技术朝着高效连续化方向的发展，研究表明，在铸坯凝固液芯终点附近区域，利用扇形段压下辊对铸坯实施凝固末端轻压下技术能够有效改善铸坯内部存在的质量缺陷问题，但若轻压下技术实施位置不准确，往往会进一步恶化铸坯质量或者对铸坯内部缺陷改善效果不明显，现有预测铸坯凝固末端位置的方法有模拟计算法、射钉法、电磁超声测定法。
[0003]模拟计算法是根据铸坯规格、钢种成份、拉速、冷却喷水量计算铸坯的液芯长度，通过建立连铸坯凝固模型，实时跟踪计算不同位置铸坯的温度场分布，基于温度场结果，计算得出铸坯不同位置处坯壳厚度及不同浇注参数下压下辊对应的中心固相率，确定铸坯凝固终点位置，该方法属于纯数学计算，由于计算求解过程中受到边界条件等多重因素的影响，模拟计算准确性不高，且实际生产过程的不稳定性，使得凝固终点的位置很难准确掌握。
[0004]射钉法是铸坯出结晶器后，在某一位置射入钢钉，钢钉的液相线温度低于所测钢种的液相线温度，因而在液相区的钉子完全熔化，两相区的钉子部分熔化，在固相区的钉子未熔化，切取带射钉的铸坯就能够直接测出凝固坯壳厚度，然后通过凝固理论计算出凝固末端位置，但射钉法属于铸坯破坏性试验，铸坯浪费量大且现场处理难度极大，需经历刨铣、酸侵等步骤来检测钉子的熔化情况，检测时间长，无法在线实时检测铸坯凝固末端位置。
[0005]如中国专利文献CN111473752A（CN202010488181.2）《一种基于电磁超声的连铸坯壳厚度在线检测机构》公布的技术，电磁超声法是在连铸机二冷区凝固末端附近扇形段的中心位置安装电磁超声检测装置，电磁超声检测装置位于连铸坯上表面的上方，用于在连铸坯上表面激发和接收电磁超声横波；在连铸坯液芯凝固末端位置区域布置4～6对电磁超声检测装置，每对电磁超声检测装置分别设置在连铸坯的上下面对应位置，而且同轴垂直于连铸坯，用于在连铸坯上表面激发和接收电磁超声纵波。该方法是对传统检测方法的一种补充，采用超声检测技术与检测装置的设计与实践，具有检测无损、高效、安全性高的特点电磁超声测定法；但电磁超声测定法需安装体积较大的电磁设备，检测设备复杂昂贵，设备费用达到数千万元，具有现场安装设备困难、设备投资大的缺点。
[0006]由以上可知，现有的铸坯凝固末端位置预测方法存在准确性不高、破坏铸坯、检测设备费用高等问题，缺乏一种简单实用、设备投资少的铸坯凝固末端位置预测方法。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，针对现有技术的不足，本专利技术提供一种铸坯凝固末端精准
预测方法，该方法是基于铸坯致密度和轻压下压下力来辅助判定铸坯凝固末端位置的方法，本专利技术在模拟计算法模拟确定铸坯凝固终点位置的基础上，通过实时测量铸造过程中的铸坯致密度和轻压下压下力，通过分别与致密度值阈值和轻压下压下力阈值相比较，进而对模拟计算法模拟确定的铸坯凝固终点位置进行调整，使轻压下技术实施位置更加准确，进一步提高了铸坯质量和改善了铸坯内部缺陷，并且调整设备均采用现有设备，成本低，不需要对铸坯造成损耗即可完成，可实现实时调整，不影响铸坯生产进度。
[0008]铸坯的致密度能直接反应铸坯的疏松状况，而偏析和疏松一般是同时出现的。因此若铸坯致密度大则疏松、偏析均较轻，若铸坯致密度小则疏松、偏析较严重。
[0009]轻压下的压下辊压下力能间接反应压下位置处的温度、铸坯凝固情况，压下力超过正常值则压下位置处的温度较低、铸坯芯部凝固率高，压下力明显小于正常值则压下位置处的温度较高、铸坯芯部凝固率低。
[0010]基于以上理论，铸坯致密度和轻压下的压下辊压下力能直接或间接反应轻压下工艺参数即轻压下技术实施位置是否正确，能对模拟计算法所计算出的铸坯凝固末端位置进行修正，因此本申请提供一种铸坯凝固末端精准预测方法，包括以下步骤：S1：针对各个钢种分别采集多组实际连铸生产过程中的成品铸坯致密度、铸坯中心疏松级别、铸坯中心偏析级别和修正后的第一根压下辊压下力的数据；将铸坯低倍检测值中的铸坯中心疏松级别、铸坯中心偏析级别均不大于0.5级的铸坯，对应的铸坯致密度和修正后的第一根压下辊压下力进行求平均值，作为致密度值阈值η
优选
和轻压下压下力阈值F
优选修正压下
，建立标准数据库；S2：通过铸坯凝固模型模拟计算得到生产钢种初始炉次铸坯凝固末端模拟位置S
模型
作为初始铸坯凝固末端位置，所述铸坯凝固末端位置为：铸坯凝固末端距离结晶器弯月面的距离；S3：计算生产钢种的致密度η和修正后的第一根压下辊压下力F
修正压下
；S4：将步骤S3中求得的致密度η和修正后的第一根压下辊压下力F
修正压下
分别与标准数据库中对应钢种的致密度值阈值η
优选
和轻压下压下力阈值F
优选修正压下
进行比较，进而对初始铸坯凝固末端位置进行调整。
[0011]本专利技术的技术方案还有：步骤S4中，初始铸坯凝固末端位置的调整方法具体包括：当η
优选
与η的差值≤0.1%时，则判定铸坯致密性好，轻压下压下位置合适，模拟计算所计算出的铸坯凝固末端位置S
模型
即为铸坯凝固末端的实际位置；当η
优选
与η的差值＞0.1%，且F
修正压下
－F
优选修正压下
≤
‑
0.5KN时，则判定轻压下压下位置过于靠前即通过模拟计算得到的铸坯凝固末端位置S
模型
过于靠前，对轻压下压下位置区间向后调整，压下位置区间调整过程中动态监测铸坯致密性和轻压下压下力，直至铸坯致密性η
优选
与η的差值在0.1%范围内，并记录下轻压下压下位置区间调整距离h，最后得到修正后的铸坯凝固末端的实际位置G
修正
=S
模型
+h；当η
优选
与η的差值＞0.1%，且F
修正压下
－F
优选修正压下
≥0.5KN时，则判定轻压下压下位置过于靠后即通过模拟计算得到的铸坯凝固末端位置S
模型
过于靠后，对轻压下压下位置区间向前调整，压下位置区间调整过程中动态监测铸坯致密性和轻压下压下力，直至铸坯致密性η
优选
与η的差值在0.1%范围内，并记录下轻压下压下位置区间调整距离h，最后得到修正后的铸坯凝固末端的实际位置G
修正
=S
模型
‑
h；
当η
优选
与η的差值＞0.1%，且
‑
0.5KN＜F
修正压下
－F
优选修正压下
＜0.5KN时，则单从压下辊压下力无法准确认定轻压下位置需向前或向后调整，此时通过轻微调整轻压下区间并动态监测铸坯致密度的变化来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸坯凝固末端精准预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：针对各个钢种分别采集多组实际连铸生产过程中的成品铸坯致密度、铸坯中心疏松级别、铸坯中心偏析级别和修正后的第一根压下辊压下力的数据；将铸坯低倍检测值中的铸坯中心疏松级别、铸坯中心偏析级别均不大于0.5级的铸坯，对应的铸坯致密度和修正后的第一根压下辊压下力进行求平均值，作为致密度值阈值η
优选
和轻压下压下力阈值F
优选修正压下
，建立标准数据库；S2：通过铸坯凝固模型模拟计算得到生产钢种初始炉次铸坯凝固末端模拟位置S
模型
作为初始铸坯凝固末端位置，所述铸坯凝固末端位置为：铸坯凝固末端距离结晶器弯月面的距离；S3：计算生产钢种的致密度η和修正后的第一根压下辊压下力F
修正压下
；S4：将步骤S3中求得的致密度η和修正后的第一根压下辊压下力F
修正压下
分别与标准数据库中对应钢种的致密度值阈值η
优选
和轻压下压下力阈值F
优选修正压下
进行比较，进而对初始铸坯凝固末端位置进行调整。2.根据权利要求1所述的铸坯凝固末端精准预测方法，其特征在于：步骤S4中，所述初始铸坯凝固末端位置的调整方法具体包括：当η
优选
与η的差值≤0.1%时，则判定铸坯致密性好，轻压下压下位置合适，模拟计算所计算出的铸坯凝固末端位置S
模型
即为铸坯凝固末端的实际位置；当η
优选
与η的差值＞0.1%，且F
修正压下
－F
优选修正压下
≤
‑
0.5KN时，则判定轻压下压下位置过于靠前即通过模拟计算得到的铸坯凝固末端位置S模型过于靠前，对轻压下压下位置区间向后调整，压下位置区间调整过程中动态监测铸坯致密性和轻压下压下力，直至铸坯致密性η
优选
与η的差值在0.1%范围内，并记录下轻压下压下位置区间调整距离h，最后得到修正后的铸坯凝固末端的实际位置G
修正
=S
模型
+h；当η
优选
与η的差值＞0.1%，且F
修正压下
－F
优选修正压下
≥0.5KN时，则判定轻压下压下位置过于靠后即通过模拟计算得到的铸坯凝固末端位置S
模型
过于靠后，对轻压下压下位置区间向前调整，压下位置区间调整过程中动态监测铸坯致密性和轻压下压下力，直至铸坯致密性η
优选
与η的差值在0.1%范围内，并记录下轻压下压下位置区间调整距离h，最后得到修正后的铸坯凝固末端的实际位置G
修正
=S
模型
‑
h；当η
优选
与η的差值＞0.1%，且
‑
0.5KN＜F
修正压下
－F
优选修正压下
＜0.5KN时，则单从压下辊压下力无法准确认定轻压下位置需向前或向后调整，此时通过轻微调整轻压下区间并动态监测铸坯致密度的变化来确定铸坯凝固末端真实位置，包括以下步骤：a、轻压下区间先向前或向后进行调整，直至铸坯致密度η
优选
与η的差值在0.1%范围内，停止调整，记录下轻压下压下位置区间调整的距离h的值，进而求得修正后的铸坯凝固末端的实际位置G
修正
；b、当按照步骤a将轻压下区间向前或向后调整，直至F
修正压下
－F
优选修正压下
的值等于0.5KN时，铸坯致密度η<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕铭，刘洪银，张佩，王中学，王金洪，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：