[发明专利]一种连铸方坯二冷水量的动态控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种连铸方坯二冷水量的动态控制方法及系统，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；本发明以铸坯内部组织稳定生长，减轻甚至消除内部组织缺陷为原则，使二冷动态配水模型结果更真实，优化了二冷配水模型工艺。

【技术领域】

本发明涉及连铸工艺技术领域，尤其涉及一种连铸方坯二冷水量的动态控制方法及系统。

【背景技术】

目前，连铸机二冷动态配水主要分为两种模式，一是静态配水，即冷却水和拉速直接关联，二冷水量随拉速的提高而增加，静态配水没有考虑铸坯的热滞后状态，非稳态浇注时(拉速变化时)铸坯的表面温度会发生明显的升温或降温。二是动态配水，其基本思想是以奥钢联提出的坯龄模型为基础，将铸坯分解成若干微小切片，上部切片经过一定时间转移到下部，即对下部切片的铸坯温度产生影响；动态配水通过设定各冷却区出口的表面温度，采用坯龄模型反算出铸坯各冷却区所需要的冷却水量，解决了非稳态浇注下铸坯温度的波动问题。

动态二冷配水是2000年以后发展起来，2008年后在国内迅速发展。国外较为成熟的是奥钢联和西马克研发的二冷动态配水模型；国内中冶京城、中冶赛迪以及中冶连铸等冶金设计院相继也开发了二冷动态配水模型，并陆续在各自设计的连铸机上投入使用。目前，二冷动态配水是以目标温度为基础设定各个冷却区的二冷水量，但是此方法尽管解决了铸坯表面温度波动问题，但是并不能保证铸坯内部组织生长状态。

因此，有必要研究一种连铸方坯二冷水量的动态控制方法及系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种连铸方坯二冷水量的动态控制方法及系统，以铸坯内部组织稳定生长，减轻甚至消除内部组织缺陷为原则，是连铸方坯动态配水二冷水量设定的新方法，使二冷动态配水模型结果更真实，优化了二冷配水模型工艺。

一方面，本发明提供一种连铸方坯二冷水量的动态控制方法，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。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S1具体包括以下步骤：

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。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S13中可观测处理包括以下步骤：