[发明专利]一种结晶器冷却水控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种结晶器冷却水控制装置及方法。

背景技术

连铸过程中，钢水由中间包进入结晶器，通过结晶器壁散热冷却形成具有一定厚度的坯壳。铸坯表面缺陷在很大程度上取决于结晶器内初生凝固坯壳的生长状态，在结晶器内影响初生凝固坯壳生长的主要因素是弯月面处热流的传递，例如，如果热流密度大，会造成初生凝固坯壳生长不均匀，容易在铸坯表面产生凹陷、纵向裂纹、横向裂纹、星状裂纹等表面质量；如果热流密度过小，会导致结晶器铜板热面温度过高，造成结晶器铜板使用寿命降低，而且会导致出结晶器下口的坯壳薄，容易造成漏钢等事故。因此，控制结晶器冷却水水量进而控制铸坯的传热，是减少表面缺陷的重要措施。

对于不同钢种，不同断面的铸坯，结晶器内热流密度的大小有一个最优范围，只要保证结晶器的热量密度在该范围内，即可保证初生坯壳生长的均匀性，又能保证出结晶器下口坯壳的厚度。

目前，结晶器水量主要是根据钢种的不同而进行调整，未考虑拉速、过热度、进水温度、断面尺寸等影响因素，使得铸坯在结晶器内容易产生表面缺陷，尤其是在浇注的开始阶段，表面缺陷尤为严重，增加了铸坯的表面清理率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种结晶器冷却水控制装置及方法，是一种新结晶器水量控制技术，该发明是根据钢种、拉速、进水温度、进水与回水温差、钢水过热度、铸坯断面尺寸等因素自动计算结晶器内外弧、左右侧冷却水量，通过电磁流量计与气动调节阀实现水量的PID调节。浇注时，改善了铸坯的传热，降低了表面缺陷的发生率。

本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案，一种结晶器冷却水控制装置，包括连铸结晶器，该连铸结晶器的入口端连接有进水干路，所述的连铸结晶器的内弧、外弧、左侧、右侧分别连接内弧回水支路、外弧回水支路、左侧回水支路、右侧回水支路；

所述的进水干路上设有用于检测进水温度的第一温度传感器；

所述的内弧回水支路、外弧回水支路、左侧回水支路、右侧回水支路上分别设有用于检测各支路回水温度的第二温度传感器，统计各支路回水流量的电磁流量计，气动薄膜调节阀。

所述的进水干路为4支进水支路，分别与连铸结晶器的内弧、外弧、左侧，右侧连接，且每一支进水支路上都设有第一温度传感器。

一种结晶器冷却水控制方法，按照以下步骤进行：

1)、进水干路的4支进水支路，分别为连铸结晶器的内弧、外弧、左侧，右侧供水，且支进水支路上的第一温度传感器对各支进水支路上的水温进行记录；

2)、第二温度传感器检测经过连铸结晶器后，内弧回水支路、外弧回水支路、左侧回水支路、右侧回水支路各支路回水的温度；

3)、对第一温度传感器检测到的温度与第二温度传感器检测的温度进行对比，并计算出回水支路的回水温度与进水温度过热度△T；

4)、按照以下计算公式计算出回水支路需要的水量；

Q＝Q_min+f*ΔQ

Q_max≤Q≤Q_min

Q_max＝10*A

Q_min＝6*A

ΔQ＝Q_max-Q_min＝4*A

f＝f₁+f₂+f₃+f₄+f₅-f₆

式中，Q为每个回水支路水量；Q_max为每个回水支路最大水量，Q_min为每个回水支路最小水量；A为结晶器内弧、外弧、左侧或右侧铜板水缝横截面积；f为综合修正系数；f₁为拉速修正系数；f₂为钢种修正系数；f₃为铸坯宽厚比修正系数；f₄为进水温度修正系数；f₅为钢水过热度修正系数；f₆为铜板刨修修正系数；

式中，

0≤f≤1

对于f₁,当拉速0≤v≤2m/min时，f₁＝0.1*v；

当拉速v＞2m/min时，f₁＝0.2；

其中v为拉速，m/min。

对于f_2，取值为01～0.4：