專利名稱：：一種大方坯連鑄機(jī)輕壓下拉矯輥輥縫在線標(biāo)定的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋼鐵生產(chǎn)中的大方坯連鑄輕壓下工藝領(lǐng)域，特別是涉及一種大方坯連鑄機(jī)輕壓下拉矯輥輥縫在線標(biāo)定的控制方法。
背景技術(shù)：
：鑄坯橫斷面尺寸大于220mmx220mm的大方坯連鑄機(jī)主要澆鑄優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼，用以軋制高強(qiáng)度型鋼、線材、槽鋼、角鋼、圓鋼及無(wú)縫鋼管等對(duì)內(nèi)部質(zhì)量和壓縮比要求嚴(yán)格的鋼種。由于大方坯連鑄機(jī)鑄坯斷面尺寸大，因而鑄坯凝固時(shí)間更長(zhǎng)，鑄坯產(chǎn)生中心偏析、中心疏松、等中心缺陷的傾向性更大。中心偏析和疏松最早形成于連鑄過(guò)程中，且在后期的加熱、軋制過(guò)程中難以有效消除，對(duì)產(chǎn)品的機(jī)械性能和耐腐蝕性能產(chǎn)生有害的影響，因此如何有效的防止和減輕元素在凝固過(guò)程中偏析對(duì)于減少后續(xù)工序的能量損耗、提高產(chǎn)品的熱加工性能，生產(chǎn)高品質(zhì)和高附加值鋼種至關(guān)重要。所以如何從源頭上消除中心偏析和疏松一直是研究者和生產(chǎn)者關(guān)注的重要內(nèi)容。連鑄坯輕壓下技術(shù)就是其中行之有效的手段，其通過(guò)在連鑄坯液芯末端附近施加壓力產(chǎn)生一定的壓下量來(lái)補(bǔ)償鑄坯的凝固收縮量，達(dá)到消除中心偏析和疏松的目的。經(jīng)大量研究和實(shí)踐認(rèn)為只有選取合適的壓下量才能完全補(bǔ)償凝固終點(diǎn)鋼液在凝固過(guò)程中的體積收縮量，才能防止富集溶質(zhì)鋼液的流動(dòng)，達(dá)到消除中心縮孔、中心偏析和中心疏松的目的。而壓下量的設(shè)定方案能否準(zhǔn)確實(shí)施跟拉矯輥(即壓下輥)標(biāo)定的準(zhǔn)確性直接相關(guān)。現(xiàn)在在大方坯輕壓下的實(shí)際生產(chǎn)中通常采用離線輥縫標(biāo)定，由于離線標(biāo)定的周期性，使輕壓下方案的實(shí)施在標(biāo)定前期和后期有所變動(dòng)，導(dǎo)致實(shí)施輕壓下后大方坯質(zhì)量不穩(wěn)定；同時(shí)離線標(biāo)定使連鑄機(jī)的作業(yè)率降低。在已經(jīng)公開的有關(guān)輥縫標(biāo)定方面的發(fā)明大多針對(duì)軋機(jī)方面，其中有關(guān)連鑄機(jī)方面的較少，且多為連鑄機(jī)的輥縫測(cè)量設(shè)備。如發(fā)明CN2183233是一種測(cè)量裝置隨引錠桿一起通過(guò)連鑄機(jī)即可實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)輥縫的自動(dòng)測(cè)量。離線標(biāo)定法多采用輥縫測(cè)量設(shè)備或者引錠桿標(biāo)定。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有輥縫標(biāo)定技術(shù)效率低，存在實(shí)施輕壓下后大方坯質(zhì)量不穩(wěn)定等不足之處，本發(fā)明提供一種能在線標(biāo)定大方坯連鑄機(jī)拉矯輥的輥縫的控制方法。本發(fā)明通過(guò)在線標(biāo)定程序在開澆的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)在線對(duì)大方坯拉矯機(jī)輥縫的標(biāo)定。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是3(1)確定在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速v。根據(jù)預(yù)設(shè)輕壓下方案的設(shè)定拉速確定在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速v。，輕壓下方案的設(shè)定拉速即為在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速，根據(jù)鋼種的凝固終點(diǎn)落在拉矯機(jī)中的位置，通過(guò)控制拉速使鋼種的凝固終點(diǎn)落在倒數(shù)第二或倒數(shù)第三個(gè)拉矯輥的位置，其中鋼種的兩相區(qū)較大的落在倒數(shù)第二個(gè)拉矯輥的位置，鋼種的兩相區(qū)較小的落在倒數(shù)第三個(gè)拉矯輥的位置；(2)記錄輥縫值和瞬時(shí)輥縫的個(gè)數(shù)當(dāng)通過(guò)l弁輥的平均拉速v。-0.0^Vm^>v。+0.01且方差《<0.008時(shí)，每隔t秒記錄瞬時(shí)輥縫值5;和瞬時(shí)輥縫的個(gè)數(shù)、，t在1和7之間,j'為輥號(hào)；平均拉速Vme皿二l^/巧，V"'為每隔t秒所得到的切片單元的瞬時(shí)拉速，乂為從結(jié)晶器出生開始統(tǒng)計(jì)的瞬時(shí)拉速的次數(shù)；(4)標(biāo)平輥縫根據(jù)步驟(3)的輥縫差D,對(duì)各拉矯輥進(jìn)行標(biāo)平，拉矯輥i的輥縫值-1號(hào)輥的輥縫值+D,;其中，1號(hào)輥的輥縫值為該鑄坯切片單元在經(jīng)過(guò)1#輥時(shí)的輥縫值。對(duì)從結(jié)晶器出生的鑄坯以時(shí)間為順序劃分為不同的切片單元，切片單元記錄的內(nèi)容包括輥縫值、拉速、澆鑄長(zhǎng)度、爐號(hào)、壽命等，切片單元每隔一定的時(shí)間都會(huì)記錄輥縫值的，如果需要的話可以隨意提取切片單元中的輥縫值。本發(fā)明中切片單元每隔t秒記錄輥縫值，t間隔范圍17秒。本方法適用于大方坯尺寸220380mmX300480mm，連鑄拉速0.500.80m/min，過(guò)熱度2040°C。本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明的在線輥縫標(biāo)定方法，可以每澆次開澆時(shí)進(jìn)行輥縫的標(biāo)定，能夠保證預(yù)設(shè)壓下方案的準(zhǔn)確實(shí)施進(jìn)而明顯減小鑄坯中心偏析，減少甚至消除中心縮孔和中心疏松的出現(xiàn)。(3)計(jì)算每個(gè)輥輥縫的平均值S以及與W輥輥縫的平均值S之間的差A(yù)圖1是輥縫標(biāo)定前后的示意圖;圖2是在線輥縫標(biāo)定的流程圖3是1號(hào)輥平均拉速計(jì)算流程圖4是輥縫在線檢測(cè)的示意圖5是通過(guò)輥縫差標(biāo)平輥縫示意圖。具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述-如圖l所示，拉矯輥在未標(biāo)定前是不平的，即其它輥輥縫值與1#輥是不一致的。拉矯輥實(shí)施輕壓下時(shí)，是以1#輥為檢測(cè)輥，不投入輕壓下，而其它壓下輥則是在1#輥輥縫基礎(chǔ)上減去壓下量的，所以需要對(duì)各輥輥縫進(jìn)行標(biāo)定。通過(guò)在線標(biāo)定后各輥縫與1#輥一致。如圖2所示，本發(fā)明的在線輥縫標(biāo)定的流程圖，包括以下步驟-(1)確定目標(biāo)拉速根據(jù)鋼種和鑄機(jī)生產(chǎn)工藝條件，確定合適的輕壓下方案，根據(jù)預(yù)設(shè)輕壓下方案的設(shè)定拉速確定在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速v。，輕壓下的方案的設(shè)定拉速即為在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速。其中輕壓下設(shè)定拉速的確定是根據(jù)某鋼種的凝固終點(diǎn)落在拉矯機(jī)中的位置，通過(guò)控制拉速使某鋼種的凝固終點(diǎn)落在倒數(shù)第二或倒數(shù)第三個(gè)個(gè)拉矯輥的位置，根據(jù)不同鋼種的兩相區(qū)的大小來(lái)確定，兩相區(qū)較大的落在倒數(shù)第二個(gè)，較小的落在倒數(shù)第三個(gè)。(2)記錄輥縫值和瞬時(shí)輥縫的個(gè)數(shù)對(duì)從結(jié)晶器出生的鑄坯以時(shí)間為順序劃分為不同的切片單元，時(shí)間間隔范圍l-7s，可以取5s，這些單元的屬性包括拉速、澆鑄長(zhǎng)度、爐號(hào)、壽命等。在線標(biāo)定時(shí)，通過(guò)對(duì)拉速的跟蹤，判斷1#輥的平均拉速是否穩(wěn)定，平均拉速的計(jì)算流程如圖3所示。通過(guò)切片單元的平均拉速^，和方差^來(lái)判斷拉速是否穩(wěn)定到目標(biāo)拉速v。，平均拉速為、皿v",為每隔5s所得到的切片單元的瞬時(shí)拉速，",為從結(jié)晶器出生開始統(tǒng)計(jì)的瞬時(shí)拉速的次數(shù)；方差為Z(v"-VJ2^_T^。當(dāng)通過(guò)l弁輥切片單元的平均拉速v。-0.01>vmean>v。+0.01且方差Y",5<0.008，認(rèn)為此時(shí)拉速已經(jīng)穩(wěn)定，可以進(jìn)行1#輥輥縫檢測(cè)記錄。當(dāng)拉速穩(wěn)定后開始對(duì)鑄坯進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)入標(biāo)定狀態(tài)，標(biāo)定過(guò)程如圖4所示。進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)后，W輥檢測(cè)從第一個(gè)檢測(cè)切片起和之后通過(guò)W輥的3m鑄坯，如圖4中的檢測(cè)部分，其它輥也檢測(cè)相同的檢測(cè)部分。當(dāng)檢測(cè)部分通過(guò)某拉矯輥時(shí)，每隔5s記錄此拉矯輥的瞬時(shí)輥縫值《，記錄總數(shù)為",，/為輥號(hào)。(3)計(jì)算每個(gè)輥輥縫的平均值S以及與W輥輥縫的平均值S之間的差^，據(jù)步驟(2)得到的各輥瞬時(shí)輥縫值&,和記錄次數(shù)"，，然后求各輥縫的平均值S=/"y'其余各輥與1#輥?zhàn)霾?,=S,-S。(4)標(biāo)年輥縫根據(jù)步驟(3)得到的輥縫差對(duì)各輥進(jìn)行標(biāo)平。如圖5所示在標(biāo)定完成后，當(dāng)某切片單元Po在1#輥下時(shí)，記錄1#輥的輥縫值，并寫入到切片單元；此切片單元Po當(dāng)走到拉矯輥i下時(shí)，此時(shí)的拉矯輥i的輥縫值-l號(hào)輥的輥縫值+A。除1號(hào)輥外，其它各輥每個(gè)周期都會(huì)計(jì)算一次，實(shí)現(xiàn)標(biāo)平各個(gè)拉矯輥。實(shí)施例(一)(1)鑄機(jī)設(shè)備參數(shù)全弧形大方坯連鑄機(jī)，半徑12m，拉矯機(jī)的矯直段和水平段鑄輥直徑450mm，鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度33.149m(液面至火焰切割機(jī)原點(diǎn))。拉矯輥的分布如表1所示。表1拉矯機(jī)各輥位置輥號(hào)位置(m)1#16.1872#17.673#19.1134#20.4745#21.8096#23.1497#24.649(2)鑄坯尺寸280mmx325mm，鋼種為GCrl5,壓下總量為10mm，鋼種成分、澆鑄溫度和拉速如表2所示。表2鋼種成分、澆鑄溫度和拉速鋼種成分/o/o中包目標(biāo)溫拉速CSiMnPSCf度/。c/m.mm-GCrl50.96-1.000.23-0.270.28-0.32《0.015《0.0151.43-1.471480~14900.50,8(3)澆鑄軸承鋼時(shí)，當(dāng)拉速為0.78ra/min時(shí)，凝固終點(diǎn)位置為23.4m，所以輕壓下的設(shè)定拉速為0.78m/min，確定輥縫標(biāo)定的目標(biāo)拉速也為0.78m/min。(4)冷坯鑄坯尺寸和設(shè)定壓下量如表3所示。表3爐號(hào)、冷坯尺寸和設(shè)定壓下量的對(duì)照表Fi冷坯尺寸設(shè)定壓下量(mm)ii1330.3*270100xxxx096712330*27003330.3*2700xxxx096731330*27002330*2700<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3是軸承鋼GCrl5熱試過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照YB/T2011-2004《連續(xù)鑄鋼方坯和矩形坯》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。可見GCrl5采用在線標(biāo)定后，輕壓下的設(shè)定壓下量能過(guò)準(zhǔn)確實(shí)施。通過(guò)跟蹤投用在線標(biāo)定輥縫后的常規(guī)檢測(cè)坯樣，發(fā)現(xiàn)與輕壓下設(shè)定量偏差在0.4mm內(nèi)的坯樣能夠達(dá)到100%，偏差為0的坯樣能夠達(dá)到84.27%，檢測(cè)坯樣為89塊(包含熱試坯樣)。實(shí)施例(二)(1)鑄機(jī)設(shè)備各參數(shù)如實(shí)施例(一)(2)鑄坯尺寸280mmx325mm，鋼種為SWRH82B，壓下總量為9mm，鋼種成分、澆鑄溫度和拉速如表4所示。表4鋼種成分、澆鑄溫度和拉速<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(3)澆鑄SWRH82B時(shí)，當(dāng)拉速為0.80m/min時(shí)，凝固終點(diǎn)位置為23.3m，所以輕壓下的設(shè)定拉速為0.80m/min，確定輥縫標(biāo)定的目標(biāo)拉速也為0.80m/min。(4)冷坯鑄坯尺寸和設(shè)定壓下量如表5所示。表5爐號(hào)、冷坯尺寸和設(shè)定壓下量的對(duì)照表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表5是SWRS82B熱試過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢測(cè)方法同軸承鋼GCrl5?？梢奡WRH82B采用在線標(biāo)定后，輕壓下的設(shè)定壓下量能過(guò)準(zhǔn)確實(shí)施。通過(guò)跟蹤投用在線標(biāo)定輥縫后的常規(guī)檢測(cè)坯樣，發(fā)現(xiàn)與輕壓下設(shè)定量偏差在0.4mm內(nèi)的坯樣能夠達(dá)到1008/。，偏差為0的坯樣能夠達(dá)到87.84%，檢測(cè)坯樣為148塊(包含熱試坯樣)。實(shí)施例(三)(1)鑄機(jī)設(shè)備各參數(shù)如實(shí)施例(一)(2)鑄坯尺寸280mmx325mm,鋼種為SWRH72A,壓下總量為9mm，鋼種成分、饒鑄溫度和拉速如表6所示。表6鋼種成分、澆鑄溫度和拉速鋼種成分/%中包目標(biāo)溫拉速CSiMnPSAlTi度/。c/nvmin4SWRS72A0.71-0.730.18-0.240.50-0.56《0.015《0.015《9ppm《0.0021492~15070.5~0.8(3)澆鑄SWRH72A時(shí)，當(dāng)拉速為0.75m/min時(shí)，凝固終點(diǎn)位置為22.0m，所以輕壓下的設(shè)定拉速為0.75m/min，確定輥縫標(biāo)定的目標(biāo)拉速也為0.75m/min。(4)冷坯鑄坯尺寸和設(shè)定壓下量如表7所示。表7爐號(hào)、冷坯尺寸和設(shè)定壓下量的對(duì)照表爐號(hào)流號(hào)冷坯尺寸(mm)設(shè)定壓下量(mm)偏差1331*2710xxxx018232330.7*2710.34331*27101331*2710xxxx018262331*27104331*271901331*2710xxxx018292331*27104330.7*2710xxxx018364331*2710xxxx018394331*271.30.3xxxx018491331*2710表7是SWRS72A熱試過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢測(cè)方法同軸承鋼GCrl5?？梢姴捎迷诰€標(biāo)定后，輕壓下的設(shè)定壓下量能過(guò)準(zhǔn)確實(shí)施。通過(guò)跟蹤投用在線標(biāo)定輥縫后的常規(guī)檢測(cè)坯樣，發(fā)現(xiàn)與輕壓下設(shè)定量偏差在0.4mm內(nèi)的坯樣能夠達(dá)到100%，偏差為0的坯樣能夠達(dá)到86.21%，檢測(cè)坯樣為58塊(包含熱試坯樣)。8權(quán)利要求1、一種大方坯連鑄機(jī)輕壓下拉矯輥輥縫在線標(biāo)定的控制方法，其特征是包括以下步驟(1)確定在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速v0根據(jù)預(yù)設(shè)輕壓下方案的設(shè)定拉速確定在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速v0，輕壓下方案的設(shè)定拉速即為在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速，根據(jù)鋼種的凝固終點(diǎn)落在拉矯機(jī)中的位置，通過(guò)控制拉速使鋼種的凝固終點(diǎn)落在倒數(shù)第二或倒數(shù)第三個(gè)拉矯輥的位置，其中鋼種的兩相區(qū)較大的落在倒數(shù)第二個(gè)拉矯輥的位置，鋼種的兩相區(qū)較小的落在倒數(shù)第三個(gè)拉矯輥的位置；(2)記錄輥縫值和瞬時(shí)輥縫的個(gè)數(shù)當(dāng)通過(guò)1#輥的平均拉速v0-0.01＞vmean＞v0+0.01且方差δ＜0.008時(shí)，每隔t秒記錄瞬時(shí)輥縫值id="icf0001"file="A2009100116790002C1.tif"wi="5"he="5"top="97"left="36"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>和瞬時(shí)輥縫的個(gè)數(shù)nj，t在1和7之間，j為輥號(hào)；平均拉速<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>v</mi><mi>mean</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>v</mi><msub><mi>n</mi><mi>i</mi></msub></msub><mo>/</mo><msub><mi>n</mi><mi>i</mi></msub><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0002"file="A2009100116790002C2.tif"wi="27"he="5"top="107"left="48"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>id="icf0003"file="A2009100116790002C3.tif"wi="4"he="4"top="108"left="79"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>為每隔t秒所得到的切片單元的瞬時(shí)拉速，ni為從結(jié)晶器出生開始統(tǒng)計(jì)的瞬時(shí)拉速的次數(shù)；(3)計(jì)算每個(gè)輥輥縫的平均值Si以及與1#輥輥縫的平均值S1之間的差Di<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>S</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mn>1</mn><msub><mi>n</mi><mi>j</mi></msub></munderover><msub><mi>S</mi><msub><mi>in</mi><mi>j</mi></msub></msub><mo>/</mo><msub><mi>n</mi><mi>j</mi></msub></mrow>]]></math></maths>Di＝Si-S1；(4)標(biāo)平輥縫根據(jù)步驟(3)的輥縫差Di對(duì)各拉矯輥進(jìn)行標(biāo)平，拉矯輥i的輥縫值＝1號(hào)輥的輥縫值+Di；其中，1號(hào)輥的輥縫值為該鑄坯切片單元在經(jīng)過(guò)1#輥時(shí)的輥縫值。2、按照權(quán)利要求1所述的大方坯連鑄機(jī)輕壓下拉矯輥輥縫在線標(biāo)定的控制方法，其特征在于所述的目標(biāo)拉速0.500.80m/min,過(guò)熱度20~40°C。3、按照權(quán)利要求1所述的大方坯連鑄機(jī)輕壓下拉矯輥輥縫在線標(biāo)定的控制方法，其特征在于大方坯尺寸220380mmX300480mm。(3)計(jì)算每個(gè)輥輥縫的平均值5;以及與1#輥輥縫的平均值《之間的差￡>,全文摘要一種大方坯連鑄機(jī)輕壓下拉矯輥輥縫在線標(biāo)定的控制方法，屬于鋼鐵生產(chǎn)中的大方坯連鑄輕壓下工藝領(lǐng)域，包括以下步驟(1)確定在線標(biāo)定輥縫的目標(biāo)拉速v<sub>0</sub>；(2)記錄輥縫值和瞬時(shí)輥縫的個(gè)數(shù)；(3)計(jì)算每個(gè)輥輥縫的平均值S<sub>i</sub>以及與1#輥輥縫的平均值S<sub>1</sub>之間的差D<sub>i</sub>；(4)標(biāo)平輥縫，根據(jù)步驟(3)的輥縫差D<sub>i</sub>對(duì)各拉矯輥進(jìn)行標(biāo)平，拉矯輥i的輥縫值＝1號(hào)輥的輥縫值+D<sub>i</sub>。本發(fā)明的在線輥縫標(biāo)定方法，可以每澆次開澆時(shí)進(jìn)行輥縫的標(biāo)定，能夠保證預(yù)設(shè)壓下方案的準(zhǔn)確實(shí)施進(jìn)而明顯減小鑄坯中心偏析，減少甚至消除中心縮孔和中心疏松的出現(xiàn)。文檔編號(hào)B22D11/16GK101554650SQ200910011679公開日2009年10月14日申請(qǐng)日期2009年5月22日優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日發(fā)明者曹學(xué)欠,朱苗勇,程祭申請(qǐng)人:東北大學(xué)