[发明专利]一种连铸方坯二冷水量的动态控制方法及系统

权利要求书

1.一种连铸方坯二冷水量的动态控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：通过实验获取铸坯生长各个区域的凝固指数；

S2：建立连铸坯凝固传热模型搭建的二冷配水模型；

S3：根据S1中结果推算得到铸坯浇铸时各个冷却区的目标凝固指数；

S4：通过S2中二冷配水模型和S3中计算结果，反算出各冷却区目标水量；

S5：通过S4中反算出的各冷却区目标水量来控制各个冷却区的实际水量，将实际水量信号发给现场PLC，由PLC控制执行器，完成冷却水量的控制；

其中S1和S2顺序不固定；

所述S1具体包括以下步骤：

S11：对铸坯表层到内部各个区域进行取样；

S12：对所取试样进行可观测处理；

S13：将处理后的试样放在低倍显微镜下观察，测量铸坯各个区域二次枝晶间距SDAS：

S14：根据测量铸坯各个区域的二次枝晶间距SDAS，确定铸坯生长各个区域的凝固指数G^m/Rⁿ；

其中G为铸坯内凝固前沿的温度梯度，K/m；R为铸坯凝固前沿的凝固速率，m/s，m为凝固前沿温度梯度指数，n为凝固前沿凝固速率指数。

2.根据权利要求1所述的动态控制方法，其特征在于，所述S12中可观测处理包括以下步骤：

S121：对所取试样进行打磨、抛光后用饱和苦味酸溶液侵蚀；

S122：侵蚀过的试样用大量清水清洗后用砂纸轻轻打磨掉表面的碳膜；

S123：清洗干净后，表面喷上无水乙醇，用吹风机吹干。

3.根据权利要求2所述的动态控制方法，其特征在于，所述S3具体包括以下步骤：

S31：根据建立的铸坯凝固传热模型，通过铸坯凝固温度场得到凝固前沿的温度梯度以及凝固速率，计算得到铸坯二冷区的凝固指数G^m/Rⁿ；

S32：根据铸坯各个区域的凝固指数G^m/Rⁿ和铸坯生长规律，推算出连铸机二冷区的目标凝固指数G^m/Rⁿ。

4.根据权利要求3所述的动态控制方法，其特征在于，所述S4具体为：根据实验确定的凝固指数G^m/Rⁿ推算出连铸机各个冷却区的凝固指数，以G^m/Rⁿ为目标凝固指数，二冷动态配水模型根据目标凝固指数G^m/Rⁿ反算出各冷却区目标水量，完成二冷水量的设定。

5.根据权利要求4所述的动态控制方法，其特征在于，所述S1中还包括S15：对典型钢种铸坯的内部组织进行分析，获取钢种参数。

6.根据权利要求5所述的动态控制方法，其特征在于，所述S2中二冷配水模型通过钢种参数、连铸工艺参数和S14中铸坯生长各个区域的凝固指数G^m/Rⁿ建立。

7.一种连铸方坯二冷水量的动态控制系统，包括上述权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述动态控制系统包括：

凝固指数获取模块，用于通过实验获取铸坯生长各个区域的凝固指数；

二冷配水模型建立模块，用于建立连铸坯凝固传热模型搭建的二冷配水模型；

目标凝固指数计算模块，用于根据凝固指数获取模块中的结果推算得到铸坯浇铸时各个冷却区的目标凝固指数；

冷却区目标水量计算模块，用于通过二冷配水模型和目标凝固指数，反算出各冷却区目标水量；

冷却水量控制模块，通过S4中反算出的各冷却区目标水量来控制各个冷却区的实际水量，将实际水量信号发给现场PLC，由PLC控制执行器，完成冷却水量的控制。