[发明专利]用于大范围连铸结晶器在线调整宽度增加的方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸结晶器在线调宽技术领域，尤其是涉及大范围连铸结晶器在线热调整宽度减小的过程。

背景技术

连铸结晶器作为连铸机的核心部件，其结构、性能直接影响着铸坯质量与钢种的适应性。为适应连铸连轧生产频繁变化的要求，结晶器经常需要调整宽度来获得不同尺寸的铸坯。传统的连铸机在变更铸坯尺寸时，采用的方法是停止浇铸，手动调整结晶器宽度或者通过更换结晶器实现宽度改变。在连铸机停机二次开浇情况下，一方面影响钢厂生产节奏、降低铸坯产量；另一方面停机开浇还造成原材料的浪费，增加生产成本。此外，传统在线调宽技术由于结晶器上下口速度差异导致调宽过程中液压缸出现的瞬时压力变化作用调宽速度的急增和急减，对设备使用不利。

基于上述情况，有必要开发一种新的，能够适应多种规程铸坯连续生产需要、缩短生产准备时间、降低劳动强度、提高铸坯质量，提高设备使用寿命的结晶器连续在线调宽技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于大范围连铸结晶器在线调整宽度增加的方法，该方法简易可行，为用于连铸生产中大范围在线热态调宽（宽度增加）过程提供了便捷的途径，从而满足连铸在线变更生产铸坯尺寸的要求。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的用于大范围连铸结晶器在线调整宽度增加的方法，具体是：以坯壳凝固收缩作为出发点，将结晶器宽度增大过程导入在线调宽过程中，该过程为宽度增加过程，并迅速确定调宽过程的控制参数，包括：调宽速度、调宽时间和楔形段长度。以此来指导连铸结晶器在线调宽操作，实现大范围在线热调宽过程，该过程为宽度增加过程

所述的用于大范围连铸结晶器在线调整宽度增加的方法，其步骤包括：

第一步，判定调宽范围：

首先，根据当前实际值和最终目标值，判定是否可进行大范围连铸结晶器在线调宽，如若超出调宽范围则直接终止调宽计算；如若在许用调宽范围之内，则继续判定一次调宽或多次调宽； 

第二步，调宽控制参数确定：

调宽速度由公式（1）确定获得：

                           （1）

式中Vm为调宽速度，Vc为连铸拉坯速度，tanθ是调宽过程中，锥度变更后的夹角值，tanα是调宽过程前，结晶器锥度的夹角值；

调宽时间可由公式（2）确定获得：

                         （2）

式中，t是调宽时间，Vm为调宽速度，Vc是连铸拉坯速度，ΔL是锥度该变量，W是调宽宽度值，l是结晶器有效长度；

调宽楔形段长度可由公式（3）确定获得：

                                  （3）

式中，S是楔形段长度，Vc是连铸拉坯速度，t是调宽时间。

本发明通过设定的调宽速度、调宽时间和楔形段长度，就能够详细获知调宽每个阶段，并进行大范围连铸结晶器在线热调宽。

所述大范围连铸结晶器在线热调宽，其中“大范围”是指单边调宽范围超过20 mm的调宽过程。

本发明与现有技术相比，具有以下的主要有益效果：

本方法能够减缓铸坯作用铜板摩擦力，简易可行，操作方便，为高效连铸生产、提高连铸机生产能力和效率，增加金属收得率提供了可行方法。

本方法以坯壳凝固收缩作为出发点，将结晶器宽度增大过程导入在线调宽（宽度增加）过程的计算中，并迅速确定调宽（宽度增加）过程控制参数，包括：调宽速度、调宽时间和楔形段长度。通过预设结晶器锥度变更量，利用锥度变更与钢液的凝固过程中高温坯壳的自然收缩量相符的基本特征，将高温坯壳的拉坯过程限定在平移的结晶器窄边上，实现了在线调宽过程与拉坯过程的匹配，成功克服了传统调宽工艺中，结晶器上下口速度差异导致平移过程中液压缸的瞬时变化对设备造成的影响，减缓调宽过程中，钢液对窄面铜板的磨损，同时也稳定了连铸结晶器内钢液的凝固传热过程。这为高效连铸提供条件，对降低生产成本，改善生产质量，提高产品的市场竞争力具有极为重要的意义。

例如：实际生产中，在结晶器单侧锥度为4.5 mm，拉坯速度1.0 m/min，两侧调宽，宽度增加96 mm的生产过程中。传统工艺中将调宽过程中调宽速度设定为6～8 mm/min，这就造成弯月面开始凝固的初生坯壳在出结晶器前的凝固坯壳收缩变化跟不上窄面铜板的平移变化，造成凝固坯壳与结晶器窄边铜板之间存在间隙，极大的影响了高温铸坯的正常凝固收缩过程，容易造成连铸生产隐患。