[发明专利]一种连铸结晶器吹氩自动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸工艺，特别涉及一种连铸结晶器吹氩自动控制方法，用于从连铸中间包到结晶器浇注通道进行自动化、定量化控制，确保在连铸生产各个环节中吹氩的合理性，防止不合理吹氩造成吸气、钢水二次氧化、通道结堵、结晶器钢液面异常翻动等并造成铸坯夹渣或粘结。

背景技术

板坯连铸生产过程中，从中间包到结晶器钢液面的这段浇注通道并不是充满了钢水，吹氩的作用主要有填充浇注通道的空隙，防止通道空隙造成的负压吸气现象，防止钢水的二次氧化和浇注通道的结堵；同时，合理的吹氩可以促进结晶器流场的均匀，促进夹杂物的上浮和结晶器弯月面的热交换，从而达到促进保护渣熔融层的形成和流动，提高钢水的纯净度和防止板坯表面的夹渣缺陷的目的；另外，吹氩通道不同氩气的流量、压力控制还有矫正结晶器偏流的作用，而不合理的吹氩方式也是造成结晶器弯月面流动速度过大，液面异常翻动并造成铸坯夹渣和皮下气泡、夹杂缺陷的原因。

从中间包到结晶器的吹氩控制点一般有塞棒吹氩、上水口吹氩、滑板吹氩、浸入式水口吹氩、浸入式水口氩封、滑板氩封等多种，不同的板坯连铸机从中间包到结晶器之间的结构设计，特别是结晶器控流方式和浸入式水口设计，其吹氩功能的设定和实际需要各不相同，大部分铸机采用了几种吹氩的组合形式。

在控流方式方面，用塞棒控流的铸机其结晶器吹氩总量相对较小，而用滑板控流的铸机吹氩量相对较大；在浸入式水口设计方面，因水口的浸入深度，吐出孔的角度、底部形状设计等对结晶器弯月面的流动速度的影响很大，加上各种铸机结晶器宽度、厚度和浇注速度方面的变化，使氩气控制复杂程度很高；同一种浸入式水口所对应的结晶器宽厚比和拉速范围越广，氩气控制的难度越大。另外，浇注通道中耐材吹氩结构的设计也与吹氩量有着非常密切的关系。在其它条件均稳定一致或无法随机变更的情况下，氩气的大小往往是决定结晶器弯月面流动速度的唯一可控因素。

传统的连铸机结晶器吹氩都是人工控制的。板坯连铸机虽然设置各有不同，包括结晶器的宽厚比、拉速控制范围、浸入式水口设计、控流方式各有不同，每种机型的氩气控制要求也不同，氩气的控制均完全采用了人工调整的方式，操作工凭经验调整氩气的压力和流量，很难进行定量化控制，故每种机型、每个操作工生产的板坯的表面质量(主要是表面夹渣和气泡、夹杂缺陷发生率)也各不相同。

随着对连铸坯质量的要求越来越高，以及连铸自动化、无人化的要求，除了降低劳动强度外，更重要的目的是减少人为干预对产品质量稳定性的干扰。因此，自动化设计日益成为国内外连铸竞相发展的目标，通过无人化、自动化浇注，可以在常规作业过程中，将操作控制缺陷这一对连铸生产、质量的干扰最常见也是最隐性的问题逐渐解决掉。也是在这种情况下，各种连铸结晶器吹氩自动化控制设备不断被应用到生产实践中。

国外的连铸结晶器吹氩自动化控制技术更为注重的是计量的准确性，这种设计在生产相对稳定，自动化程度较高，并在如结晶器电磁搅拌等其它相关技术配合下，采用小氩气量控制的产线上取得了较好的实际效果；但在氩气使用量相对较大，浇注断面、钢种、浇注速度变化频繁等复杂的生产控制条件下，这种吹氩控制方式无法满足实际需求，也需要通过人工进行干预。

发明内容

本发明的目的是提供一种连铸结晶器吹氩自动控制方法，根据连铸生产特性，将吹氩与连铸生产各个环节连锁调用的自动控制方法、吹氩实绩与板坯生产实绩的关联信息(便于查对异常板坯发生时的氩气控制状态)，在各个连铸生产环节、特别是非稳态浇注状态下能自动调用特定的氩气配方，以达到提高结晶器液面控制稳定度，控制结晶器弯月面流动速度，减少铸坯夹杂缺陷和防止异常扩大的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种连铸结晶器吹氩自动控制方法，其采用连铸吹氩系统包括包含有可编程序逻辑控制器PLC和通讯端口的氩气控制单元，及接收连铸基础自动化系统发送指令的连铸结晶器吹氩集成系统；连铸基础自动化系统发送包括中间包预热信息、连铸自动开浇信息、中间包吨位信息、流拉速信息；各连铸结晶器吹氩集成系统所检测的实际氩气流量值、压力值和背压值通过氩气控制单元收集后上传至连铸基础自动化系统数据库。