CN116037879A

CN116037879A - 一种小方坯连铸机的二冷段智能配水方法

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Publication number: CN116037879A
Application number: CN202310080593.6A
Authority: CN
Inventors: 夏俊行; 刘敬军; 王冰; 赵恒�; 郭春强; 葛传俊; 陈朝; 檀伟峰; 李文明; 王福海; 王晓; 李丛丛
Original assignee: Shandong Laigang Yongfeng Steel and Iron Co Ltd
Current assignee: Shandong Laigang Yongfeng Steel and Iron Co Ltd
Priority date: 2023-02-08
Filing date: 2023-02-08
Publication date: 2023-05-02

Abstract

本发明涉及冶金连铸技术领域，具体公开了一种小方坯连铸机的二冷段智能配水方法，建立二冷配水仿真系统，要求二冷水水量的控制与拉速、过热度、二冷水温度的工艺条件连锁，并实时显示铸坯凝固变化状况；二冷水分支增加5区；三冷室喷淋增加五区，各区的铸坯冷却线的上下左右四个方向有喷淋管，喷淋管可拆卸式的安装在支撑框架上；建立二冷水喷嘴堵塞预警系统；制定二冷室各区的喷淋管与支架的可调节模式具体实施方案；建立二冷配水智能控制系统，二冷配水智能控制系统共设计4个断面可进行选择，每种断面设计10条比水量曲线；本发明解决人员频繁劳动操作的问题、解决了不能满足生产用水的问题，降低了不良品的产生。

Description

一种小方坯连铸机的二冷段智能配水方法

技术领域

本发明涉及冶金连铸技术领域，具体涉及一种小方坯连铸机的二冷段智能配水方法。

背景技术

因二冷段配水智能效果差，导致配水量控制困难、铸坯缺陷严重，喷射角度、雾化效果等原因导致铸坯质量，例如脱方、铸坯偏析、铸坯裂纹等质量事故，易造成漏钢事故。在当前钢铁行业竞争加剧、各钢厂提速提质的形势下，这种模式已不能适应要求。人工配水存在差异无法根据温度、铸坯拉速进行自动控制，易导致质量事故、漏钢事故等问题。

以165*165规格方坯连铸机，每台都是8机8流配置为例，当前平均拉速在2.8-2.9m/min左右，经过对二冷段智能配水的改善以及二冷段的喷射角度、雾化效果不佳，抽取2个流次进行试验，试验结果：试验流次的平均拉速在3.2-3.4m/min。对试验流次的铸坯进行取样分析，出现质量超标现象，不符合质量要求。故实现智能配水，由半自动化转向智能化，改善二冷段势在必行。因此，需要设计一种小方坯连铸机的二冷段智能配水方法，对连铸机二冷系统实施智能配水研究，以解决高拉速下，二冷配水系统不能满足铸坯冷却的需求，解决容易造成铸坯脱方、裂纹漏钢等的生产质量事故。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种小方坯连铸机的二冷段智能配水方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小方坯连铸机的二冷段智能配水方法，包括以下步骤：

1)建立二冷配水仿真系统，要求二冷水水量的控制与拉速、过热度、二冷水温度的工艺条件连锁，并实时显示铸坯凝固变化状况；

2)二冷水分支增加5区，各区包括有压力变送器、调节阀、流量计，各区压力、阀位、流量信号远传画面在上位机显示；

3)三冷室喷淋增加五区，各区的铸坯冷却线的上下左右四个方向有喷淋管，喷淋管可拆卸式的安装在支撑框架上；

4)建立二冷水喷嘴堵塞预警系统，通过构建二冷水连铸机每区每流二冷水压力和流量的关系，及时发现可能出现的喷嘴堵塞、漏水和喷嘴安装错误的情况，及时预警连铸进行相关问题排查；

5)制定二冷室各区的喷淋管与支架的可调节模式具体实施方案，实现在线调整，方便喷淋管的对中和角度的调整；

6)建立二冷配水智能控制系统，二冷配水智能控制系统共设计4个断面可进行选择，每种断面设计10条比水量曲线，二冷配水智能控制系统进行一级控制或者进行二级控制，操作界面进行选择一级控制还是二级控制。

优选的是：所述步骤2)中的二冷水的调节阀重新选型、调整参数，调节阀需带阀位反馈，反馈值在上位机显示以及对应程序改动。

优选的是：所述步骤3)中的支撑框架套设在铸坯冷却线的外周，支撑框架的上下左右四个方向的外侧安装有定位架，每组定位架相对设有两个，两个定位架之间放置喷淋管，喷淋管采用规格50×50×5mm的方管，定位架上设有条形通孔，条形通孔内穿过销板，销板挡在喷淋管的外侧，喷淋管的内侧设置喷嘴，喷嘴朝向铸坯冷却线方向。

优选的是：所述步骤4)中的二冷水喷嘴堵塞预警系统内整体浏览各区各流当前的喷嘴堵塞预警情况，通过颜色来分辨出当前喷嘴处于何种状态，通过设置时间、流号和区号，在每次检修对喷嘴类型或者水系统进行更换和升级后，对模型进行训练和校准，查看报警记录、训练记录、实时数据和拟合曲线，方便用户通过复盘来分析问题。

优选的是：所述步骤6)中的10条比水量曲线分别设定对应的比水量。

本发明具有以下有益效果：

本发明设计的小方坯连铸机的二冷段智能配水方法建立二冷智能配水仿真系统，二冷水水量的控制与拉速、过热度、二冷水温度等工艺条件连锁，实时显示铸坯凝固变化状况；

1、三冷室喷淋增加五区，喷淋条规格50×50×5mm，减少使用过程中受热变形，喷淋水条连接形式实现快换功能；

2、研发了二冷水喷嘴堵塞预警系统，通过构建二冷水连铸机每区每流二冷水压力和流量的关系，及时发现可能出现的喷嘴堵塞、漏水和喷嘴安装错误等情况，及时预警连铸进行相关问题排查，减少因为喷嘴堵塞造成的质量损失；

3、二冷室喷淋集管的安装方式进行优化设计，采用可调节式配水板，方便调节位置和角度；

4、二冷配水智能控制系统，二冷控制系统共设计4个断面可进行选择，每种断面设计10条比水量曲线，二冷智能配水系统可以进行一级控制，也可二级控制；

5、铸坯的合格率实现100％合格，降低了不良品的产生，满足客户需求；

6、拉速提升后，生产效率明显提高，小时产钢量由原来的293t/h提升至303t/h，全年提产约16万吨；

7、智能配水模型运行后，稳定可靠，有效提升和稳定钢坯质量，动态配水是在静态配水基础上的改进，使连铸机的冷却配水得以优化；

8、工控画面进行了可视化的显示，喷嘴阻塞报警系统准确无误，让二冷段的喷嘴，雾化效果、喷射角度、配水量均达到了最优状态；

9、在实际应用中可有效解决铸坯缺陷问题，解决人员频繁劳动操作的问题、解决了不能满足生产用水的问题，此工艺方法达到国内领先水平。

附图说明

图1为喷淋管安装的截面正视图。

图2为喷淋管安装的侧视图。

图中：1-铸坯冷却线；2-喷淋管；3-支撑框架；4-喷嘴；5-定位架；6-销板。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种小方坯连铸机二冷段智能配水的工艺方法是这样实施的：

一、技术改造的原理

二次冷却对铸坯质量有重要影响。连铸铸坯内部裂纹、表面裂纹、鼓肚、脱方及中心偏析等缺陷的形成和发展都与二次冷却有紧密的联系。

通过技术人员优化铸坯冷却方式，在遵循最大液芯长度准则、“表面温度最大冷却速率和回温速率准则”、矫直点最小(或最大)表面温度准则、“二冷区铸坯表面的最小(或最大)表面温度准则的冶金准则前提下，对二冷配水系统进行全面的改造。

二、技术改造内容

1、建立二冷配水仿真系统，要求二冷水水量的控制与拉速、过热度、二冷水温度的工艺条件连锁，并实时显示铸坯凝固变化状况。

2、二冷水分支增加5区，各区包括有压力变送器、调节阀、流量计，各区压力、阀位、流量信号远传画面在上位机显示；二冷水的调节阀重新选型、调整参数，调节阀需带阀位反馈，反馈值在上位机显示以及对应程序改动。

3、三冷室喷淋增加五区，各区的铸坯冷却线1的上下左右四个方向有喷淋管2，喷淋管2可拆卸式的安装在支撑框架3上；支撑框架3套设在铸坯冷却线1的外周，支撑框架3的上下左右四个方向的外侧安装有定位架5，每组定位架5相对设有两个，两个定位架5之间放置喷淋管2，喷淋管2采用规格50×50×5mm的方管，减少使用过程中受热变形，喷淋管2连接形式实现快换功能。

定位架5上设有条形通孔，条形通孔内穿过销板6，销板6挡在喷淋管2的外侧，喷淋管2的内侧设置喷嘴4，喷嘴4朝向铸坯冷却线1方向，

4、建立二冷水喷嘴4堵塞预警系统，通过构建二冷水连铸机每区每流二冷水压力和流量的关系，及时发现可能出现的喷嘴4堵塞、漏水和喷嘴4安装错误的情况，及时预警连铸进行相关问题排查；二冷水喷嘴堵塞预警系统内整体浏览各区各流当前的喷嘴4堵塞预警情况，通过颜色来分辨出当前喷嘴4处于何种状态，通过设置时间、流号和区号，在每次检修对喷嘴4类型或者水系统进行更换和升级后，对模型进行训练和校准，查看报警记录、训练记录、实时数据和拟合曲线，方便用户通过复盘来分析问题。

5、制定二冷室各区的喷淋管2与支架的可调节模式具体实施方案，实现在线调整，方便喷淋管2的对中和角度的调整。

6、建立二冷配水智能控制系统，二冷配水智能控制系统共设计4个断面可进行选择，目前使用165×165mm方坯断面，其他3个(备用1、备用2、备用3)留作备用。每种断面设计10条比水量曲线，从1#曲线、2#曲线、3#曲线、4#曲线……10#曲线，目前各条曲线对应如下：

1#曲线对应1.2比水量

2#曲线对应1.4比水量

3#曲线对应1.6比水量

其他7条曲线(4#曲线……10#曲线)可根据今后生产需要进行比水量调整。

二冷配水智能控制系统进行一级控制或者进行二级控制，操作界面进行选择一级控制还是二级控制。

6.1一级水量控制说明

现以1#曲线1.2比水量为例，采用一级控制，里面具体数值如下：

足辊段：

拉速V＜0.4m/min时，Q＝0.5；

拉速V≥0.4m/min，V＜2.5m/min时；

Q＝(1.39V+7.84)K m³/h；

拉速V≥2.5m/min时：

Q＝(1.01V2-0.34V+5.87)K m³/h

喷淋一段：

拉速V＜0.6m/min时，Q＝0.5；

拉速V≥0.6m/min，V＜2.5m/min时；

Q＝(4.07V+4.16)K m³/h；

拉速V≥2.5m/min时：

Q＝(1.28V2-0.44V+7.44)K m³/h

喷淋二段：

拉速V＜0.8m/min时，Q＝0.5；

拉速V≥0.8m/min，V＜2.5m/min时；

Q＝(2.07V+4.16)K m³/h；

拉速V≥2.5m/min时：

Q＝(0.54V2-0.18V+3.13)K m³/h

喷淋三段：

拉速V＜1.0m/min时，Q＝0.5；

拉速V≥0.8m/min，V＜2.5m/min时；

Q＝(1.56V-0.12)K m³/h；

拉速V≥2.5m/min时：

Q＝(0.34V2-0.11V+1.96)K m³/h

喷淋四段：

拉速V＜2.0m/min时，Q＝0.5；

拉速V≥2.0m/min，V＜2.5m/min时；

Q＝(0.93V-0.06)K m³/h；

拉速V≥2.5m/min时：

Q＝(0.20V2-0.07V+1.17)K m³/h

上述公式中的K值默认为“1.0”，可根据浇铸状态进行微调，调节范围0.5≤K≤1.5，每次K值可以以0.1为单位进行调节，例如中包过热度高10°的话，则足辊区K值可以到1.1(或更高，试铸坯情况而定)。

6.2二级水量控制说明

Q＝K1[(1+K)(AV^2+BV+C)δ]

K1是整体调节参数(可手动调节)，可根据现场浇铸情况进行调节，系统默认值为“1.0”，调节范围0.5-1.5。

K为过热度系数(自动控制)，正常浇铸过热度≤30时，其值为0，过热度30＜过热度≤40时，其值为0.1，过热度＞40时，其值为0.2。

δ是二冷水系数(自动控制)，设定二冷水水温正常是30°，将现场二冷水温度数值读取过来，将该数据减30，-5到5的范围取1，若大于5取1.004，若大于5取1.004，大于10取1.008，大于15取1.012,。＜-5取0.996，＜-10取0.992，＜-15取0.988。A、B、C参照一级水量控制。A、B、C和一级二冷控制保持相近。A、B、C和一级控制相同。K为过热度控制，正常数值为1.0。

7、二冷喷淋连接方式由之前的螺母平面密封，改为螺母球面密封，杜绝了内部密封垫圈的老化或是遇高温发生焦化等现象，易出现漏水的问题。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims

1.一种小方坯连铸机的二冷段智能配水方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的小方坯连铸机的二冷段智能配水方法，其特征在于：所述步骤2)中的二冷水的调节阀重新选型、调整参数，调节阀需带阀位反馈，反馈值在上位机显示以及对应程序改动。

3.根据权利要求1所述的小方坯连铸机的二冷段智能配水方法，其特征在于：所述步骤3)中的支撑框架套设在铸坯冷却线的外周，支撑框架的上下左右四个方向的外侧安装有定位架，每组定位架相对设有两个，两个定位架之间放置喷淋管，喷淋管采用规格50×50×5mm的方管，定位架上设有条形通孔，条形通孔内穿过销板，销板挡在喷淋管的外侧，喷淋管的内侧设置喷嘴，喷嘴朝向铸坯冷却线方向。

4.根据权利要求1所述的小方坯连铸机的二冷段智能配水方法，其特征在于：所述步骤4)中的二冷水喷嘴堵塞预警系统内整体浏览各区各流当前的喷嘴堵塞预警情况，通过颜色来分辨出当前喷嘴处于何种状态，通过设置时间、流号和区号，在每次检修对喷嘴类型或者水系统进行更换和升级后，对模型进行训练和校准，查看报警记录、训练记录、实时数据和拟合曲线，方便用户通过复盘来分析问题。

5.根据权利要求1所述的小方坯连铸机的二冷段智能配水方法，其特征在于：所述步骤6)中的10条比水量曲线分别设定对应的比水量。