[发明专利]立式供液的金属液磁悬浮连铸余热坯在线热加工生产线铸坯阶段智能控制技术

说明书

本发明公开了一种立式供液的金属液磁悬浮连铸余热铸坯在线热加工生产线(以下简称生产线)铸坯阶段的智能控制技术，它属于金属材料生产领域。为了使生产线能按规格、产量、平稳、安全地进行生产，必须对全生产线的铸坯阶段进行智能控制。智能控制的目标是金属液流出速度基本恒定。智能控制的原理是将流出包内金属液面A高度与流出点C高度数值之差，输入计算机，经计算机处理，命令执行机构使金属液流出竖管断面面积变化，调整金属液流出量，使两点高差数值随时都保持在原始设定的范围内。也是使金属液流速基本恒定，流入量、流出量基本相等。计算机有制止偶发生产事故扩大和调节全生产线各项运行参数，提高产量、质量的功能。

【技术领域】

立式供液的金属液磁悬浮连铸余热坯在线热加工生产线铸坯阶段智能控制技术属于冶金行业金属材料生产领域。

【背景技术】

钢、铝、铜、锌、钛、铅和镁等金属材料(以下简称金属材料)生产流程的主要工序为：1.备料(包括开矿、选矿....)→2.冶炼→3.铸坯→4.加热→5.热加工→6.冷加工(包括中间退火)→7.整理、检验、包装和入库等。

在上述金属材料生产流程诸工序中，工序3.铸坯的工艺原理及其半成品，影响到后续工序4、5、6生产流程的简或繁；关系到单位产品能耗、产品质量提高和降本增收。

当今国内外金属材料铸坯工序生产技术主要是水冷模连续铸造(以下简称它)。

它的工作原理：钢、铝、铜、锌、钛和镁等金属液(以下简称金属液)连续流入主要由内壳、中间为流水与外壳组成的水冷模结晶器中，降温变成固态，连续拉出成为铸坯。

它的工作流程是：起始时，牵引系统的牵引头插入结晶器，金属液流入牵引头槽沟并与与结晶器内壳壁接触，立刻把金属液热量经内壳传导给流水带走，使金属液降温成固相、生成硬壳，该硬壳强度达到能存受牵引移动时与结晶器内壳壁相互相摩檫产生的摩檫力，就能连续牵引移出结晶器，连续铸造出铸坯。

它的主要缺陷：消耗结晶器和大量高压冷却水，将金属液中余热故意散失过多，铸成≤900℃钢锭，而钢锭热轧温度为1050～1250℃，必须二次加热。有的用≤900℃钢锭直轧成材，是不当作业，并多耗能耗物；它在铜材领域只能铸成后续冷加工量占产品全部生产工作量＞80％的铜材坯，把大量生产工作量，留给大量耗能耗物的冷加工(包括中间退火)。

它丢失利用金属液中余热提高产品质量的潜能。

发明专利，ZL200510021740.4＜金属液磁悬浮连续铸造近终型余热热轧坯工艺＞(以下简称磁浮连铸)及其在线热加工，能颠覆、淘汰〔004〕所述当今国内外广泛使用的水冷模连续铸造技术。

磁浮连铸的原理：将金属液在炉口经铸模约束成留有热、冷加工余量断面尺寸的终形液柱(液片)，被牵引流入5～30KHz交变磁场，金属液被电磁感应推斥悬浮，同时被电磁搅拌，在连续向热加工机械移动中，被适度降温成该牌号金属热加工最佳温度的终形(既保障制成品强度，而热、冷加工量最少)余热铸坯，并立刻在线热加工，使金属液在线合乎工艺要求地一步制成钢材，或制成后续冷加工量＜20％的铜材坯、铝材坯和机械零件坯。

磁浮连铸终形余热铸坯及其在线热加工生产的优点：

1.大幅优化铸坯组织(电磁搅拌作用)提高铸坯强度，进而提高材料强度；

2.大幅简化生产流程，减少能耗、金属损耗和多种消耗，达到生产节能降低碳排放和降本增收。

3.磁浮连铸终形余热铸坯及其在线热加工成材料或成净精形坯，大幅减少后续冷加工量及中间退火道次，因而在相同产量时，闲置1/3～1/2设备(熔炉除外)。

4.磁浮连铸的原理简明，操作简易，调控简易。改造、升级原生产线为磁浮连铸及其在线热加工生产线绝大部分设备为原有，仅增加使金属液悬浮的交变磁场，国内生产厂家众多；新增辅机也很简易。投入少产出多。

从上述知，磁浮连铸必然颠覆、淘汰水冷模连续铸造。