一种采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法技术

本发明专利技术实施例提供一种采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法，包括通过水模拟实验模型获取滑动水口开度控制曲线；通过水模拟实验模型和滑动水口开度控制曲线模拟钢包浇注过程；在模拟钢包浇注过程中，确定钢包浇注的下渣参数，下渣参数包括临界下渣高度、下渣旋涡直径及下渣时间。通过该方案，可以使水模拟实验中滑动水口的开度与真实生产情况一致，从而获取关于钢包下渣的准确参数，进而能够提出控制漩涡产生的措施、提高生产成品的质量。提高生产成品的质量。提高生产成品的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法


[0001]本专利技术涉及冶金自动化
，尤其涉及一种采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法。

技术介绍

[0002]随着冶金技术的迅速发展，我国的钢材质量已经有了质的提高，但在个别方面，如钢液洁净度，与国外先进钢铁生产国家相比仍然存在着较大的差距。然而影响钢液洁净度的因素涉及到钢液冶炼、连铸的方方面面，其中，连铸过程中钢包浇注末期下渣是降低钢液洁净度、恶化钢材质量的一个重要原因。
[0003]经研究发现，钢包浇注末期存在汇流漩涡、排流沉坑、渣钢乳化三种下渣机制，而汇流漩涡是引起钢包下渣的最主要原因。汇流漩涡是在连铸钢包非稳态浇注末期，钢液降低到一定高度时，会在水口上方形成漩涡，钢渣通过漩涡核心被卷入钢液中，随着浇注的进行，漩涡最终会贯通水口，进入中间包造成大量下渣。钢包下渣后，钢渣会在中间包形成夹杂物，这些夹杂物虽然有一部分由于浮力效应上浮并被中间包覆盖剂吸收，但是仍有一部分夹杂物会随中间包钢液流动经浸入式水口进入结晶器。此部分夹杂物极易被连铸坯初生坯壳捕捉，在后续轧制过程中易造成超低碳钢轧板表面缺陷，也会降低对疲劳寿命有要求的钢种的疲劳性能。因此，为了抑制钢包浇注末期的漩涡下渣，保证钢液洁净度，提高钢材质量，对漩涡下渣进行深入研究是十分必要的。
[0004]针对钢包浇注末期汇流漩涡下渣机理及其影响因素的研究，目前国内外学者大部分是通过水模拟实验研究的。水模拟实验的模型根据一定的比例来模仿真实的连铸设备，采用水来代替钢水，并按照与真实生产过程完全相同的工艺流程来操作，以最大程度复现真实生产过程，获取所需要的研究结果。因此，目前技术中普遍通过水模拟实验来模拟浇注过程的汇流漩涡，以获取关于钢包下渣的相关参数，以此在实际生产中采取措施避免钢渣进入结晶器、提高钢材质量。
[0005]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0006]在现有技术的水模拟实验中，对于水模拟中钢包滑动水口开度设定，都是采用直通浇注(即滑板开度100％)或球形阀控制。然而，连铸钢包真实浇注过程中，为了配合拉速和稳定中间包钢液液位，需要工作人员根据中间包钢液液位来调整滑动水口的开度，因此滑动水口的开度是动态变化的。即现有技术无法模拟出钢包真实浇注末期的下渣过程，也就不能反映钢包浇注的真实状态，导致无法对漩涡临界高度及表面漩涡直径等关键参数进行准确、定量化分析。因此，如何使水模拟实验中滑动水口的开度与真实生产情况一致，从而获取到关于钢包下渣的准确参数，进而能够提出控制漩涡产生的措施，是需要解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例提供一种采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法，以解决现有技
术的水模拟实验中得到的钢包下渣参数不够准确地问题。
[0008]为达上述目的，本专利技术实施例提供一种采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法，包括：通过水模拟实验模型获取滑动水口开度控制曲线；通过水模拟实验模型和滑动水口开度控制曲线模拟钢包浇注过程；在模拟钢包浇注过程中，确定钢包浇注的下渣参数，下渣参数包括临界下渣高度、下渣旋涡直径及下渣时间。
[0009]进一步的，通过水模拟实验模型获取滑动水口开度控制曲线，具体包括：向钢包模型中加水至钢包模型初始液位高度；将钢包模型底部的滑动水口全开，使钢包模型中的水向中间包模型注入；待中间包模型中的液位达到中间包预期液位高度时，通过动态调整滑动水口的开度来使中间包模型中的液位与中间包模型预期液位高度之间的差值保持在预设变动范围；将中间包模型中的液位达到中间包预期液位高度时的时间作为第一设定时间；根据滑动水口的开度随时间变化的数据，绘制滑动水口开度控制曲线。
[0010]进一步的，通过水模拟实验模型和滑动水口开度控制曲线模拟钢包浇注过程，具体包括：在水模拟实验模型上设置滑动水口调整装置；向钢包模型中加水至钢包模型初始液位高度；通过滑动水口调整装置将滑动水口全开；到达第一设定时间后，使滑动水口调整装置按照滑动水口开度控制曲线进行滑动水口开度的实时调整，直至中间包模型中的水全部排出。
[0011]进一步的，在模拟钢包浇注过程中，确定钢包浇注的下渣参数，具体包括：观察钢包模型中的液面是否出现漩涡；若钢包模型中的液面出现漩涡，通过标尺分别测量钢包模型内出现漩涡时的液面高度和漩涡直径，并记录自模拟钢包浇注过程开始至出现旋涡所耗用的时间；以测量得到的液面高度作为临界下渣高度，以测量得到的旋涡直径作为下渣旋涡直径，以记录得到的时间作为下渣时间。
[0012]进一步的，在通过水模拟实验模型获取滑动水口开度控制曲线之前，还包括：构建水模拟实验模型，水模拟实验模型包括钢包模型及中间包模型。
[0013]进一步的，在通过水模拟实验模型获取滑动水口开度控制曲线之前，还包括：获取模拟钢包浇注的液位控制参数，液位控制参数包括钢包模型初始液位高度、以及中间包模型预期液位高度。
[0014]进一步的，构建水模拟实验模型，具体包括：测量实际钢包尺寸和实际中间包的尺寸；根据预设比例，将实际钢包尺寸、实际中间包的尺寸，分别换算成钢包模型尺寸、及中间包模型尺寸；根据钢包模型尺寸及中间包模型尺寸构建水模拟实验模型。
[0015]进一步的，获取模拟钢包浇注的液位控制参数，具体包括：通过实际钢包浇注测试获取实际钢包的初始液位高度、实际中间包的预期液位高度；根据预设比例，将实际钢包的初始液位高度、实际中间包的预期液位高度、分别换算成钢包模型初始液位高度、及中间包模型预期液位高度。
[0016]进一步的，所述在所述水模拟实验模型上设置滑动水口调整装置，具体包括：采用伺服电机、电动缸和连杆来构建滑动水口调整装置。
[0017]进一步的，在通过动态调整滑动水口的开度来使中间包模型中的液位与中间包预期液位高度之间的差值保持在预设变动范围的过程中，采用二分法来确定滑动水口的调整值。
[0018]上述技术方案具有如下有益效果：
[0019]本专利技术的技术方案，通过生成用于反应滑动水口开度和时间的关系的控制曲线，为实际模拟实验中的滑动水口开度控制提供了依据。同时结合独特的水模型自动控流系统，能够更加准确的模拟实际浇注过程，在模拟过程中维持中间包液面稳定，真实模拟出实际生产过程中的漩涡卷渣情况，从而找到控制漩涡下渣的关键参数，得到更真实的漩涡的临界高度和直径；同时，与现有技术相比，控流浇注时间与理论模拟时间更加接近，也更加有利于准确模拟现场浇注过程。这些突出的特点均有利于为实际生产提供控准确参数，提出控制漩涡产生的措施，避免生产过程中钢材成品受到钢渣的影响。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法流程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法，其特征在于，包括：通过水模拟实验模型获取滑动水口开度控制曲线；通过水模拟实验模型和所述滑动水口开度控制曲线模拟钢包浇注过程；在所述模拟钢包浇注过程中，确定钢包浇注的下渣参数，所述下渣参数包括临界下渣高度、下渣旋涡直径及下渣时间。2.如权利要求1所述的采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法，其特征在于，所述通过水模拟实验模型获取滑动水口开度控制曲线，具体包括：向钢包模型中加水至钢包模型初始液位高度；将钢包模型底部的滑动水口全开，使所述钢包模型中的水向中间包模型注入；待所述中间包模型中的液位达到中间包模型预期液位高度时，通过动态调整所述滑动水口的开度来使所述中间包模型中的液位与所述中间包模型预期液位高度之间的差值保持在预设变动范围；将所述中间包模型中的液位达到中间包预期液位高度时的时间作为第一设定时间；根据所述滑动水口的开度随时间变化的数据，绘制所述滑动水口开度控制曲线。3.如权利要求2所述的采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法，其特征在于，所述通过水模拟实验模型和所述滑动水口开度控制曲线模拟钢包浇注过程，具体包括：在所述水模拟实验模型上设置滑动水口调整装置；向钢包模型中加水至所述钢包模型初始液位高度；通过所述滑动水口调整装置将所述滑动水口全开；到达所述第一设定时间后，使所述滑动水口调整装置按照所述滑动水口开度控制曲线进行所述滑动水口开度的实时调整。4.如权利要求3所述的采用水模拟实验模拟钢包浇注下渣的方法，其特征在于，所述在所述模拟钢包浇注过程中，确定钢包浇注的下渣参数，具体包括：观察所述钢包模型中的液面是否出现漩涡；若所述钢包模型中的液面出现漩涡，通过标尺分别测量钢包模型内出现漩涡时的液面高度和漩涡直径，并记录自模拟钢包浇注过程开始至出现所述旋涡所耗用的时间；以测量得到的液面高度作为临界下渣高度，以测量得到的旋涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦军尤，陈利，杜国利，刘崇林，李秀，梁龙清，黄庆，陈秋宇，孔学良，曹庆庆，张德俊，刘飞，
申请(专利权)人：柳州钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：