CN105057609B - 连铸中包钢水液面的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸中包钢水液面的控制方法，该方法首先通过重量控制系统确定含有钢水的中包实际重量G与含有钢水的中包重量上限位预警值g₁、或含有钢水的中包重量下限位预警值g₂和含有钢水的中包重量基准值为g的大小关系，得到重量比时的大包滑板开口度B₁；再检测铸机的实时拉速V₁，通过速度控制系统确定实时拉速V₁与待连铸的钢种理想拉速V₂的大小进行对比，从而得到速度比时大包滑板开口度B₂；从而得到大包滑板开口度实际调整量A：A＝K₁×B₁+K₂×B₂。本发明采用比例控制和速度控制的双重控制策略对滑板的开口度进行控制，实现了钢水液面的精确控制。

Description

连铸中包钢水液面的控制方法

技术领域

本发明涉及包钢水液面的控制方法，具体地指一种连铸中包钢水液面的控制方法。

背景技术

在连铸生产过程中，大包位于中包的正上方，结晶器位于中包的正下方，钢水通过大包长水口流入到中包中，然后通过中包水口流入到结晶器中，钢水的流量可以通过控制水口滑板的开口度来进行控制。

在实际生产过程中，大包长水口的滑板始终保持固定的开口度，让钢水源源不断的以恒定流量从大包中流入到中包中，但是由于铸坯拉速的变化，结晶器对钢水的需求量有很大的变化，这样就导致中包内钢水液面的急剧波动。钢水液面的波动不仅导致了铸坯加渣、开裂等铸坯质量缺陷，也给连铸机的安全生产带来了极大的隐患。

目前，国内外对中包钢水液面尚无有效的自动控制方法，均采用人工观察的方式进行液面控制，其难度大、液面控制效果差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种连铸中包钢水液面的控制方法，该方法在大包长水管上设置双油缸，双油缸对大包滑板进行控制，其中，一个油缸采用低压消除了滑板启动时的机械间隙，另一个油缸采用高压实现了滑板的快速移动，从而提高了滑板对钢水液面调整的响应速度；该方法根据浇铸工艺流程不同时期，采用比例控制和速度控制的双重控制对滑板的开口度进行控制，实现了钢水液面的精确控制；本发明的方法改造成本低廉，适合于国内其它连铸机，推广应用性强。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种连铸中包钢水液面的控制方法，包括以下步骤：

1)利用大包旋转塔将大包旋转至中包正上方，大包长水管上对称设置第一油缸和第二油缸同时开启，在第一油缸产生的压力P₁和第二油缸压力P₂共同作用下，大包滑板快速开启使得钢水从大包中进入中包中；

2)当中包内钢水液面达到预设高度h₁时，大包滑板由全开状态(即开口度全开为1，全关为0)逐渐缩小，并调整大包滑板的斜率C，使得中包内钢水液面缓慢从h₁达到设定液面高度h₂；

3)当中包内钢水液面高度到达高度h₂时，全开中包水口管上的中包滑板，正式进入浇钢状态，并检测含有钢水的中包的实际重量G，根据含有钢水的中包重量基准值为g，通过重量控制系统确定含有钢水的中包实际重量G与含有钢水的中包重量上限位预警值g₁、含有钢水的中包重量下限位预警值g₂和含有钢水的中包重量基准值为g的大小关系，得到重量比时的大包滑板开口度B₁；

4)检测铸机的实时拉速V₁，通过速度控制系统确定实时拉速V₁与待连铸的钢种理想拉速V₂的大小进行对比，从而得到速度比时大包滑板开口度B₂；

5)从而得到大包滑板开口度实际调整量A：

A＝K₁×B₁+K₂×B₂

K₁为步骤3)时，重量控制系统在滑板控制系统中所占比重，其中，

K₂为步骤4)时，速度控制系统在滑板控制系统中所占比重；

其中，K₁取值为0.30～0.40，K₂取值为0.60～0.70，K₁+K₂＝1；

同时实时检测中包液位高度h，通过控制大包滑板1.2开口度实际调整量A，从而实现中包钢水量和钢水液面全自动控制，降低中包钢水液面的波动程度；

6)大包1中的钢水浇铸完之后，快速关闭大包滑板，待中包中的钢水浇铸完毕之后关闭中包水口管上的中包滑板，从而完成整个浇铸。

进一步地，所述步骤3)中，若中包实际重量G大于含有钢水的中包重量上限位预警值g₁时，大包滑板全关，大包滑板开口度B₁＝0；

或者，若中包实际重量G大于中包重量基准值为g，且小于含有钢水的中包重量上限位预警值g₁时，大包滑板开口度B₁＝b₁(g₁-G)/(g₁-g)，并调节滑大包滑板的斜率C；

或者，若中包实际重量G稳定，且G＝(1±0.05)g时，大包滑板开口度B₁大于b₁且小于b₂，保证滑板不粘接；

或者，若中包实际重量G小于中包重量基准值为g，大于含有钢水的中包重量下限位预警值g₂时，大包滑板开口度B₁＝(650-9G)/200，并调节滑大包滑板的斜率C；

或者，若中包实际重量G小于含有钢水的中包重量下限位预警值g₂时，大包滑板全开，大包滑板开口度B₁＝b₃＝1；

其中，实际开口度b_n为0＜b₁＜b₂＜b₃＝1。

再进一步地，所述步骤4)中，

若V₂＜1/2V₁时，速度比时大包滑板开口度B₂＝(X₁×V₁)/(V₂×b₁)，X₁为设定系数；

或者，若1/2V₂≤V₂≤V₁时，速度比时大包滑板开口度B₂＝0.2+(X₂×V₁)/(V₂×b₂)，X₂为设定系数，；

或者，若V₂≤V₁时，速度比时大包滑板开口度B₂＝0.5+(X₃×V₁)/(V₂×b₃)，X₃为设定系数；

其中，X₁为0.30～0.50、X₂为0.20～0.30、X₃为0.05～0.15、实际开口度b_n为0＜b₁＜b₂＜b₃＝1。

再进一步地，所述大包滑板的斜率C为-0.02～-0.1。。

本发明的有益效果在于：

1)本发明利用双油缸对大包滑板进行控制，并且一个油缸采用低压消除了滑板启动时的机械间隙，另一个油缸采用高压，实现了滑板的快速移动，提高了对钢水液面调整的响应速度；

2)本发明根据浇铸工艺流程不同时期，设定了大包滑板不同控制方式和斜率，实现了钢水浇铸全过程中包钢水液面的全自动控制；

3)采用比例控制和速度控制的双重控制策略对滑板的开口度进行控制，实现了钢水液面的精确控制。

附图说明

图1为本发明中连铸设备的工作示意图；

图2为本发明的控制方法工艺流程图；

图3为本发明的比例控制策略图；

图4为本发明的控制系统原理图；

图中，大包1、大包长水管1.1、大包滑板1.2、第一油缸1.3a、第二油缸1.3b、中包2、中包水口管2.1、中包滑板2.2。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

如图1～4所示，某钢厂的连铸中包工作示意图，该钢厂的含有钢水的中包重量基准值g为60t，含有钢水的中包2重量上限位预警值g₁为70t，含有钢水的中包2重量下限位预警值g₂为50t；结合实际工况和钢种本身特性，连铸中包钢水液面的控制方法如下步骤：

1)利用大包旋转塔将大包1旋转至中包2正上方，大包长水管1.1上对比设置第一油缸1.3a和第二油缸1.3b同时开启，在第一油缸1.3a产生的压力P₁为0.5Mpa和第二油缸1.3b压力P₂为10Mpa共同作用下，大包滑板1.2快速开启使得钢水从大包1中进入中包2中，

2)当中包2内钢水液面达到预设高度1.2m时，大包滑板1.2由全开状态逐渐缩小，并调整大包滑板1.2的斜率C至-0.045，使得中包2内钢水液面缓慢从1.2m达到设定液面高度1.8m；

3)当中包2内钢水液面高度到达度1.8m时，全开中包水口管2.1上的中包滑板2.2，正式进入浇钢状态，并检测含有钢水的中包2的实际重量G和实际开口度b_n，通过重量控制系统确定

当中包2实际重量G大于含有钢水的中包2重量上限位预警值g₁时，大包滑板全关，重量比时的大包滑板1.2开口度B₁＝0；

或者，若中包2实际重量G大于中包重量基准值为g，且小于含有钢水的中包2重量上限位预警值g₁时，b₁为0.5，重量比时的大包滑板1.2开口度B₁＝b₁(g₁-G)/(g₁-g)＝(70-G)/20，并调节滑大包滑板1.2的斜率C至-0.05；

或者，当中包2实际重量G稳定，且G＝g时，重量比时的大包滑板1.2开口度B₁大于b₁且小于b₂，保证滑板不粘接；

或者，当中包2实际重量G小于中包重量基准值为g，大于含有钢水的中包2重量下限位预警值g₂时，重量比时的大包滑板1.2开口度B₁＝(650-9G)/200，并调节滑大包滑板1.2的斜率C至-0.045；

或者，当中包2实际重量G小于含有钢水的中包2重量下限位预警值g₂时，大包滑板全开，重量比时的大包滑板1.2开口度B₁＝b₃＝1；

其中，实际开口度b_n为0＜b₁＜b₂＜b₃＝1；

4)检测铸机的实时拉速V₁和实际开口度b_n，钢种理想拉速V₂为1.2m/min，通过速度控制系统确定

当V₂＜1/2V₁时，b₁为0.5，速度比时大包滑板1.2开口度B₂＝(X₁×V₁)/(V₂×b₁)＝(0.4×V₁)/(1.2×0.5)＝2V₁/3；

当1/2V₂≤V₂≤V₁时，b₂为0.55，速度比时大包滑板1.2开口度B₂＝0.2+(X₂×V₁)/(V₂×b₂)＝0.2+0.22V₁/(1.2×0.55)＝0.2+V₁/3；

当V₂≤V₁时，b₁为1，速度比时大包滑板1.2开口度B₂＝0.5+(X₃×V₁)/(V₂×b₃)＝0.5+0.1V₁/1.2＝0.5+V₁/12，X₃为设定系数；

其中，实际开口度b_n为0＜b₁＜b₂＜b₃＝1；

5)从而得到大包滑板1.2开口度实际调整量A：

A＝K₁％×B₁+K₂％×B₂

K₁为步骤3)时，重量控制系统在滑板控制系统中所占比重，其中，

K₂为步骤4)时，速度控制系统在滑板控制系统中所占比重；

其中，K₁取值为0.30～0.40，K₂取值为0.60～0.70，K₁+K₂＝1；

同时实时检测中包液位高度h，通过控制大包滑板1.2开口度实际调整量A，从而实现中包钢水量和钢水液面全自动控制，降低中包钢水液面的波动程度；

6)大包1中的钢水浇铸完之后，快速关闭大包滑板1.2，待中包2中的钢水浇铸完毕之后关闭中包水口管2.1上的中包滑板2.2，从而完成整个浇铸。

在实际操作过程中，根根据不同情况的改变，设定系数X₁、X₂、X₃、K₁和K₂取值也会随之变化。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (3)

1.一种连铸中包钢水液面的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)利用大包旋转塔将大包(1)旋转至中包(2)正上方，大包长水管(1.1)上对称设置第一油缸(1.3a)和第二油缸(1.3b)同时开启，在第一油缸(1.3a)产生的压力P₁和第二油缸(1.3b)压力P₂共同作用下，大包滑板(1.2)快速开启使得钢水从大包(1)中进入中包(2)中；

2)当中包(2)内钢水液面达到预设高度h₁时，大包滑板(1.2)由全开状态逐渐缩小，并调整大包滑板(1.2)的斜率C，使得中包(2)内钢水液面缓慢从h₁达到设定液面高度h₂；

3)当中包(2)内钢水液面高度到达高度h₂时，全开中包水口管(2.1)上的中包滑板(2.2)，正式进入浇钢状态，并检测含有钢水的中包(2)的实际重量G，根据含有钢水的中包重量基准值为g，通过重量控制系统确定含有钢水的中包(2)实际重量G与含有钢水的中包(2)重量上限位预警值g₁、含有钢水的中包(2)重量下限位预警值g₂和含有钢水的中包(2)重量基准值为g的大小关系，得到重量比时的大包滑板(1.2)开口度B₁；

4)检测铸机的实时拉速V₁，通过速度控制系统确定实时拉速V₁与待连铸的钢种理想拉速V₂的大小进行对比，从而得到速度比时大包滑板(1.2)开口度B₂；

5)从而得到大包滑板(1.2)开口度实际调整量A：

A＝K₁×B₁+K₂×B₂；

K₁为步骤3)时，重量控制系统在滑板控制系统中所占比重，其中，

K₂为步骤4)时，速度控制系统在滑板控制系统中所占比重；

其中，K₁取值为0.30～0.40，K₂取值为0.60～0.70，K₁+K₂＝1；

同时实时检测中包液位高度h，通过控制大包滑板(1.2)开口度实际调整量A，从而实现中包钢水量和钢水液面全自动控制，降低中包钢水液面的波动程度；

6)大包(1)中的钢水浇铸完之后，快速关闭大包滑板(1.2)，待中包(2)中的钢水浇铸完毕之后关闭中包水口管(2.1)上的中包滑板(2.2)，从而完成整个浇铸。

2.根据权利要求1所述连铸中包钢水液面的控制方法，其特征在于：所述步骤3)中，若中包(2)实际重量G大于含有钢水的中包(2)重量上限位预警值g₁时，大包滑板全关，大包滑板(1.2)开口度B₁＝0；

或者，若中包(2)实际重量G大于中包重量基准值为g，且小于含有钢水的中包(2)重量上限位预警值g₁时，大包滑板(1.2)开口度B₁＝b₁(g₁-G)/(g₁-g)，并调节大包滑板(1.2)的斜率C；

或者，若中包(2)实际重量G稳定，且G＝(1±0.05)g时，大包滑板(1.2)开口度B₁大于b₁且小于b₂，保证滑板不粘接；

或者，若中包(2)实际重量G小于中包重量基准值为g，大于含有钢水的中包(2)重量下限位预警值g₂时，大包滑板(1.2)开口度B₁＝(650-9G)/200，并调节大包滑板(1.2)的斜率C；

或者，若中包(2)实际重量G小于含有钢水的中包(2)重量下限位预警值g₂时，大包滑板全开，大包滑板(1.2)开口度B₁＝b₃＝1；

其中，0＜b₁＜b₂＜b₃＝1。

3.根据权利要求1或2所述连铸中包钢水液面的控制方法，其特征在于：所述大包滑板(1.2)的斜率C为-0.02～-0.1。