[发明专利]连铸重压下控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸领域，更加具体地，涉及一种连铸重压下控制方法及装置。

背景技术

在小方坯连铸过程中，如图1所示，钢水从钢包1和中间包2通过结晶器3一次冷却结晶后形成外壳凝固中心为钢液的铸坯100并从结晶器3下口拉出，铸坯100在结晶器3中形成弯月面30。铸坯100从结晶器下口拉出后，进行二次冷却后，经过拉矫辊列(注意，图中只示出了一部分拉矫辊)的矫直后，通过切前辊道到达火切机4进行铸坯切割。在上述过程中，铸流在外界冷却作用下，从外向内不断凝固，产生的凝固收缩量由中心可以流动的自由钢液补充进来，但是在凝固末期，由于钢液在类似多空介质的两相区中流动阻力的增加，凝固收缩量无法得到及时补偿，形成的压降将导致铸坯中心附近枝晶间的富集偏析元素钢液向中心流动、汇集并最终凝固，从而形成中心宏观偏析，同时得不到补偿的凝固收缩量将最终形成中心疏松。

连铸坯中心偏析、疏松和缩孔等内部质量问题在后续轧制过程中形成分层等缺陷，且对方坯的质量和性能产生重要影响，甚至导致判废。为了提高连铸坯的内部质量，提出了组合式电磁搅拌方法((M+F)-EMS),即在连铸机铸流的结晶器和凝固末端加装电磁搅拌器，在电磁搅拌条件下，由于液相穴中钢水流动的强化及其对传热、传质的影响，改变凝固组织从而改善连铸坯的内部质量。但是，由于电磁搅拌设备中搅拌器的位置对改善铸坯内部质量影响很大，导致铸坯冶金效果很难稳定；电磁搅拌设备自身的局限性，限制了铸坯种类和生产拉速的范围。

除了电磁搅拌法，还提出了一种轻压下技术，即，通过在连铸坯液芯末端区域施加均匀外力，形成一定的压缩量来补偿铸坯的凝固收缩量。轻压下是在连铸坯的中心固相率为0.3-0.85的范围内采用多辊小压下量的方式对拉矫辊实施单辊小于5mm的压下量。由于小方坯液芯宽度和表面宽度相差较大，采用轻压下技术改善铸坯内部质量的压下效率比较低、改善效果不明显。另外，由于拉矫机个数比较少，小方坯生产过程(拉速、中包温度等)很难保持稳定，导致改善铸坯内部质量的效果也很难稳定。

上述方法均不能够改变铸坯中心微观组织和金相组织，使得晶界上存在有危害的魏氏体，不利于后期轧制。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种能够改变铸坯中心微观组织和金相组织，显著改善小方坯铸坯内部质量并且提高改善效果的稳定性和压下效率的连铸重压下控制方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供一种连铸重压下控制方法，包括：实时跟踪计算铸坯温度场，得到铸坯的中心固相率；确定铸坯执行重压下的位置，所述位置在铸坯中心固相率0.6的位置到凝固位置后1.5m的范围内；压下位于重压下位置的拉矫辊上辊对铸坯进行重压下。

所述的连铸重压下控制方法，其中，所述拉矫辊上辊对铸坯进行重压下的压下量在10mm至30mm范围内。

所述的连铸重压下控制方法，其中，所述铸坯的钢种为高碳钢、中碳合金钢、非调质钢、调质钢、帘线钢、硬线钢、弹簧钢、轴承钢。

优选地，所述铸坯为180*180mm，72A或72B钢种的小方坯，所述拉矫辊上辊对铸坯进行重压下的压下量为17mm。

经过重压下的铸坯的偏析指数在0.95至1.05范围内。

所述的连铸重压下控制方法，其中，所述铸坯执行重压下的位置位于两个拉矫辊上辊之间时，执行重压下的单个拉矫辊上辊的确定方法包括：

分别得到与执行重压下位置相邻两个拉矫辊上辊i和i+1与上述位置的距离差ΔXi、ΔXi+1，其中i是拉矫辊上辊的编号，沿铸坯拉向递增排列；判断ΔX_i是否满足|ΔX_i|≦|ΔX_cri|，其中ΔX_cri为重压下位置到拉矫辊上辊中心下垂线的临界长度；若满足，确定拉矫辊上辊i为执行重压下的拉矫辊上辊；若不满足，确定拉矫辊上辊i+1为执行重压下的拉矫辊上辊。

根据本发明的另一个方面，提供一种连铸重压下控制装置，包括：跟踪单元，用于实时跟踪计算铸坯温度场，得到铸坯的中心固相率：确定单元，用于确定铸坯执行重压下的位置，所述位置在铸坯中心固相率0.6的位置到凝固位置后1.5m的范围内；辊缝控制单元，压下位于重压下位置的拉矫辊上辊对铸坯进行重压下。

所述的连铸重压下控制装置，其中，所述确定单元在所述执行重压下位置位于两个拉矫辊上辊之间时，还用于根据上述两个拉矫辊上辊与执行重压下位置的距离差，确定执行重压下的拉矫辊上辊。