CN114559003A - 一种控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及双辊薄带连铸的浇铸过程控制，具体涉及双辊薄带连铸铸带厚度的稳定性控制方法。根据本发明的双辊薄带连铸铸带厚度稳定性的控制方法，将设定铸带厚度、浇铸速度、熔池钢水温度、固相线温度、铸辊半径参数建立控制模型，同时可以结合控制结晶辊的铸轧力，更好实现铸带厚度的稳定性控制。本发明将该模型应用于双辊薄带连铸的浇铸过程控制，可以具体用于开浇初期和浇铸过程中的参数设定。另一方面，该模型通过浇铸速度的快速响应，提高了铸带厚度的稳定性，铸带的表面质量以及后续热轧轧制的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及双辊薄带连铸的浇铸过程控制，具体涉及控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法。
背景技术
双辊薄带铸轧工艺是将液态钢水经过布流水口进入一对相向旋转的铸辊形成的熔池中，钢水与温度较低的铸辊表面接触，形成固态坯壳，随着铸辊旋转导出铸辊表面，形成连续铸带。
铸带的厚度稳定性对薄带连铸生产线的生产稳定性而言至关重要。具体来说，铸带的稳定性直接关系到铸带的表面质量。铸带的厚度波动，易使铸带表面形成不规则凹坑。铸带的厚度不稳定直接影响后续的热轧轧制。铸带厚度波动，会影响热轧轧制的轧制力控制以及热轧压下量控制等等，使得热轧轧制不稳定性急剧增加。
现有的技术下，带钢厚度的控制一般采用辊缝控制。但是，双辊薄带连铸工艺下，由于铸带由钢水直接凝固成固态坯壳，通过铸辊辊缝控制铸带厚度比较困难，而铸带厚度的稳定性控制则更是困难。
发明内容
基于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于：提供一种控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，以提高双辊薄带连铸中铸带厚度的稳定性，从而提高浇铸的稳定性及铸带的表面质量，并提高后续热轧轧制的稳定性。
发明人经研究发现：在双辊薄带连铸过程中，对铸带厚度的影响因素较多，包括：铸辊形成的熔池的高度，铸辊的辊径大小，铸辊转动的速度，钢水的凝固特性，施加在铸辊上的铸轧力的大小等因素，均会直接影响自铸辊导出的铸带的厚度。
为了保持铸带厚度的稳定性，本发明从上述影响因素出发，建立了铸带厚度与各种影响因素之间的关系模型。可基于该模型及所需的铸带厚度，通过快速且实时地调整浇铸速度，和/或调整铸轧力的范围，以实现铸带的厚度稳定性。如上所述，这对提高浇铸的稳定性、铸带的表面质量以及热轧轧制的稳定性，均具有重要意义。
具体而言，本发明采用如下所述的技术方案。
根据本发明的一方面，提供了一种控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，所述方法包括：
双辊薄带连铸中的浇铸速度v由如下数学表达式计算得到：
其中，在式(1)中：
常数α是与铸辊传热有关的经验参数，常数β是与钢水成分有关的经验参数，TL为熔池钢水温度，TB为钢水固相线温度，H为设定的铸带厚度、h为熔池高度，R为铸辊半径。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，所述方法进一步包括：将浇铸过程中的铸轧力CF控制在2～20kN。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，所述方法进一步包括：将浇铸过程中的铸轧力CF控制在2～16kN。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，所述方法进一步包括：将浇铸过程中的铸轧力CF控制在4～16kN。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，经验参数α的取值范围为1.0*10-4～2.0*10-4。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，经验参数β的取值范围为0.01～1。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，设定的铸带厚度H的范围为1.0～3.0mm。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，钢水固相线温度TB由钢水的成分计算得到。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，所述数学表达式用于开浇初期和浇铸过程中的参数设定：根据设定的铸带厚度H、实时的熔池高度h、熔池钢水温度TL、钢水固相线温度TB进行相应的浇铸速度v的设定。
根据本发明的控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，优选地，所述方法进一步包括：通过所述数学表达式计算得到浇铸速度v，以实时调整浇注速度v，通过快速响应来保持铸带实际厚度的稳定性。
有益技术效果
与现有技术相比，本发明的技术优势及有益技术效果至少在于：
(1)本发明通过控制浇铸速度，从而控制钢水与铸辊接触的时间，钢水凝固的时间，进而控制双辊薄带连铸过程中的固态坯壳的凝固厚度，提高了铸带厚度控制的准确度。
(2)本发明建立了浇铸速度与熔池高度、钢水固相线温度、铸辊半径之间的关系，提出了不同成分的钢水在浇铸过程中的速度控制，有效解决了浇铸不同钢种时厚度不稳定的问题。
(3)本发明建立了浇铸速度与熔池高度、钢水固相线温度、铸辊半径之间的关系，解决了由于熔池高度波动带来的铸带厚度波动问题。
(4)本发明在建立连铸速度模型的基础上，同时通过控制铸轧力，进一步控制铸带内部液态的含量，更有效地实现了稳定控制铸带厚度的目的。
(5)本发明的铸带厚度稳定性控制方法，在提高铸带厚度稳定性的前提下，提高了铸带的表面质量，大大提高了热轧带钢的表面质量和热轧轧制的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为根据本发明实施例的双辊薄带连铸熔池的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明所使用的技术术语或科学术语应当为本发明所属领域具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本发明的技术方案中，将薄带连铸的浇铸速度v作为铸辊导出铸带厚度的关键控制参数，并确定连铸过程中设定铸带厚度H、熔池高度h、铸辊半径R、熔池钢水温度TL、所浇铸钢水的固相线温度TB之间的关系，同时确定与铸辊传热有关的经验参数α值和与钢水成分有关的经验参数β值，从而确定开浇过程和浇铸过程中的连铸速度
最终保持浇铸铸带厚度的稳定性。另一方面，本发明的技术方案同时通过控制薄带连铸的铸轧力，进一步控制铸带内部液态的含量，更有效地实现了稳定控制铸带厚度的目的
实施例1
双辊薄带连铸铸带设定厚度H为2.0mm，开浇熔池高度h为230mm、铸辊半径R为545mm，熔池钢水温度TL为1690℃、所浇铸钢水的固相线温度TB为1535℃，与铸辊传热有关的经验参数α为1.6*10-4，和与钢水成分有关的经验参数β为0.13，通过公式
计算得到实时的浇铸速度v为2.46m/s，同时铸轧力CF为4kN。
本实施例1中，通过对浇铸速度的实时控制及铸轧力的控制，使得连铸过程中铸带的厚度波动较小，所得铸带的稳定性得到提高。
实施例2
双辊薄带连铸铸带设定厚度H为1.5mm，开浇熔池高度h为195mm、铸辊半径R为463mm，熔池钢水温度TL为1640℃、所浇铸钢水的固相线温度TB为1448℃，与铸辊传热有关的经验参数α为1.1*10-4，和与钢水成分有关的经验参数β为0.08，通过公式
计算得到实时的浇铸速度v为1.02m/s，同时铸轧力CF为10kN。
本实施例2中，通过对浇铸速度的实时控制及铸轧力的控制，使得连铸过程中铸带的厚度波动较小，所得铸带的稳定性得到提高。
实施例3
双辊薄带连铸铸带设定厚度H为2.5mm，开浇熔池高度h为158mm、铸辊半径R为498mm，熔池钢水温度TL为1615℃、所浇铸钢水的固相线温度TB为1489℃，与铸辊传热有关的经验参数α为1.5*10-4，和与钢水成分有关的经验参数β为0.3，通过公式
计算得到实时的浇铸速度v为3.31m/s，同时铸轧力CF为16kN。
本实施例3中，通过对浇铸速度的实时控制及铸轧力的控制，使得连铸过程中铸带的厚度波动较小，所得铸带的稳定性得到提高。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不在脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种控制双辊薄带连铸中铸带厚度稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：
双辊薄带连铸中的浇铸速度v由如下数学表达式计算得到：
其中，在式(1)中：
常数α是与铸辊传热有关的经验参数，常数β是与钢水成分有关的经验参数，TL为熔池钢水温度，TB为钢水固相线温度，H为设定的铸带厚度、h为熔池高度，R为铸辊半径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述方法进一步包括：将浇铸过程中的铸轧力CF控制在2～20kN。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述方法进一步包括：将浇铸过程中的铸轧力CF控制在2～16kN。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述方法进一步包括：将浇铸过程中的铸轧力CF控制在4～16kN。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
经验参数α的取值范围为1.0*10-4～2.0*10-4。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
经验参数β的取值范围为0.01～1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
设定的铸带厚度H的范围为1.0～3.0mm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
钢水固相线温度TB由钢水的成分计算得到。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的方法，其特征在于：
所述数学表达式用于开浇初期和浇铸过程中的参数设定：
根据设定的铸带厚度H、实时的熔池高度h、熔池钢水温度TL、钢水固相线温度TB进行相应的浇铸速度v的设定。
10.根据权利要求1～8中的任意一项所述的方法，其特征在于：
所述方法进一步包括：通过所述数学表达式计算得到浇铸速度v，以实时调整浇注速度v，通过快速响应来保持铸带实际厚度的稳定性。
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