[发明专利]一种圆坯连铸机热坯压力控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域，特别涉及一种圆坯连铸机热坯压力控制系统和方法。

背景技术

研究表明，圆坯不圆度缺陷形成的原因主要是两类应力导致的变形。一类是热应力，主要是由于铸坯环形断面上的不均匀凝固所致；另一类是机械应力，主要是由于拉矫机拉矫辊的热坯压力过大所致。

随着连铸技术的提高，新工艺、新技术的研发与应用，在铸坯均匀凝固方面取得了较大的突破，铸坯的不均匀凝固导致的椭圆变形已经得到较好地解决。但是对于因机械压痕引起的不圆度缺陷问题上，还没有形成系统的理论和方法，还只能经过经验和多次调试试验来制定合适的热坯压力；此外，实际生产中，即使不圆度满足了质量要求，但是仍然不能确定热坯压力是不是最优。

连铸圆坯，尤其是连铸大断面圆坯，其拉坯和矫直过程热坯压力设计缺乏科学的理论依据，由其导致的圆坯压痕缺陷和不圆度缺陷至今仍是制约圆坯生产质量提升与成材率提高的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种圆坯连铸机热坯压力控制系统和方法，解决了现有技术制备的圆坯有压痕和圆度不够的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种圆坯连铸机热坯压力控制系统，包括参数获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第一判断模块、第二判断模块、第三判断模块、第一调整模块和第二调整模块；

所述参数获取模块，用于获取连铸机的性能参数、最大表面压痕变形量、初始表面压痕变形量和变形步长；

所述第一计算模块，用于根据所述初始表面压痕变形量和变形步长，计算得到表面压痕变形量；

所述第二计算模块，用于根据所述连铸机的性能参数，计算得到结晶器摩擦阻力、连铸坯下滑力、连铸坯矫直力和拉矫阻力；根据所述连铸机的性能参数和所述表面压痕变形量，计算得到热坯压力；根据所述拉矫阻力和所述结晶器摩擦阻力，计算得到支撑辊的摩擦阻力；

所述第一判断模块，用于判断所述表面压痕变形量是否大于所述最大表面压痕变形量；

所述第二判断模块，用于根据所述第一判断模块的所述表面压痕变形量小于所述最大表面压痕变形量的结果，判断所述热坯压力是否大于所述连铸坯矫直力；

所述第三判断模块，用于根据所述第二判断模块的所述热坯压力大于所述连铸坯矫直力的结果，判断所述结晶器摩擦阻力、所述支撑辊的摩擦阻力与所述拉矫阻力的和是否大于所述连铸坯下滑力；

所述第一调整模块，用于根据所述第一判断模块的所述表面压痕变形量大于所述最大表面压痕变形量的结果，调整所述变形步长；

所述第二调整模块，用于根据所述第二判断模块的所述热坯压力小于所述连铸坯矫直力的结果或所述第三判断模块的所述结晶器摩擦阻力、所述支撑辊的摩擦阻力与所述拉矫阻力的和小于所述连铸坯下滑力的结果，将所述表面压痕变形量作为所述初始表面压痕变形量。

进一步地，所述连铸机的性能参数包括连铸坯断面半径、连铸机半径、连铸坯断面尺寸直径、结晶器与连铸坯的摩擦系数、连铸坯屈服极限应力、连铸机半径拉矫机个数、拉矫辊直径半径、拉矫辊的孔槽半径孔槽直径及深度、活塞杆或者活塞直径和拉矫辊上辊自重。

一种圆坯连铸机热坯压力控制方法，包括如下步骤：

获取连铸机的性能参数、最大表面压痕变形量、初始表面压痕变形量和变形步长；

根据所述初始表面压痕变形量和变形步长，计算得到表面压痕变形量；

根据所述连铸机的性能参数，计算得到结晶器摩擦阻力、连铸坯下滑力、连铸坯矫直力和拉矫阻力；根据所述连铸机的性能参数和所述表面压痕变形量，计算得到热坯压力；根据所述拉矫阻力和所述结晶器摩擦阻力，计算得到支撑辊的摩擦阻力；

判断所述表面压痕变形量是否大于所述最大表面压痕变形量；

根据所述表面压痕变形量小于所述最大表面压痕变形量的判断结果，判断所述热坯压力是否大于所述连铸坯矫直力；

根据所述热坯压力大于所述连铸坯矫直力的判断结果，判断所述结晶器摩擦阻力、所述支撑辊的摩擦阻力与所述拉矫阻力的和是否大于所述连铸坯下滑力；

根据所述表面压痕变形量大于所述最大表面压痕变形量的结果，调整所述变形步长；

根据所述热坯压力小于所述连铸坯矫直力的结果或所述结晶器摩擦阻力、所述支撑辊的摩擦阻力与所述拉矫阻力的和小于所述连铸坯下滑力的结果，将所述表面压痕变形量作为所述初始表面压痕变形量。

进一步地，所述计算连铸坯矫直力的方法如式（1）和式（2）所示：