一种结晶器流场偏流的控制方法及装置与流程

1.本技术属于连铸技术领域，具体涉及一种结晶器流场偏流的控制方法及装置。


背景技术：

2.板坯连铸过程中，浸入式水口中的堵塞问题一直为科研工作者所关注，浇铸过程中含高熔点夹杂物附着到浸入式水口内壁造成钢流不均匀，导致结晶器液面波动增大。水口堵塞能够破坏结晶器内的流场，改变流股的形态并且在某种情况下形成不对称流股，造成结晶器内翻腾，引起液面波动，造成铸坯卷渣，严重恶化铸坯质量。当水口堵塞物被冲下，大量钢水随之涌出，将造成结晶器液面产生剧烈起伏，严重可能引发漏钢事故，水口粘附物也随之进入结晶器钢水中，恶化铸坯表面质量和内部质量。
3.当浸入式水口堵塞严重时，本领域技术人员只能降低浇铸拉速，更换水口后再提升浇铸拉速至正常水平，该方法只能解决浸入式水口的堵塞问题，没有对已经发生的结晶器流场紊乱采取任何措施，而且降低拉速会影响连铸生产的生产效率。
4.为了解决上述技术问题和改进现有技术的不足，本领域技术人员急需一种不影响生产效率的结晶器流场偏流的控制方法。


技术实现要素：

5.本技术的实施例提供了一种结晶器流场偏流的控制方法及装置，进而至少在一定程度上可以在对结晶器流场偏流进行有效的控制。
6.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
7.本技术的一个方面，提供一种结晶器流场偏流的控制方法，所述方法包括：
8.实时获取浸入式水口两侧的液位数据；基于所述液位数据，计算所述浸入式水口两侧的液位差；在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
9.在本技术的一个实施例中，所述在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度，具体方法包括：
10.在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，计算所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值；
11.根据所述差距值调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
12.在本技术的一个实施例中，所述根据所述差距值调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度，具体方法包括：
13.根据所述差距值确定所述浸入式水口在所述结晶器内的深度增加值，所述深度增加值与所述差距值正相关；按照所述深度增加值，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
14.在本技术的一个实施例中，所述结晶器流场偏流的控制方法还包括：
15.在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，计算所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值；在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量。
16.在本技术的一个实施例中，所述在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量，具体操作包括：
17.根据所述差距值确定所述气体输入量的降低值，所述气体输入量的降低值与所述差距值正相关；按照所述气体输入量的降低值，调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量。
18.在本技术的另一方面，提供一种结晶器流场偏流的控制装置，所述装置包括：
19.获取单元，用于实时获取浸入式水口两侧的液位数据；计算单元，用于基于所述液位数据，计算所述浸入式水口两侧的液位差；第一调整单元，用于在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
20.在本技术的一个实施例中，所述第一调整单元配置为：在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，计算所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值；根据所述差距值调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
21.在本技术的一个实施例中，所述第一调整单元还配置为：根据所述差距值确定所述浸入式水口在所述结晶器内的深度增加值，所述深度增加值与所述差距值正相关；按照所述深度增加值，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
22.在本技术的一个实施例中，所述结晶器流场偏流的装置还包括第二调整单元，所述第二调整单元配置为：在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，计算所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值；根据所述差距值调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量。
23.在本技术的一个实施例中，所述第二调整单元还配置为：根据所述差距值确定所述气体输入量的降低值，所述气体输入量的降低值与所述差距值正相关；按照所述气体输入量的降低值，调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量。
24.根据上述技术方案，本技术至少有以下优点和进步效果：
25.(1)本技术提供的技术方案操作简单，根据结晶器内的液面波动情况，在结晶器发生流场紊乱时可以快速响应，同时采取不同的控制措施能够快速改善偏流引起的液位波动，从而减少偏流对铸坯质量的影响，提高铸坯质量；
26.(2)本技术提供的技术方案在实际操作中不需要降低连铸设备的浇铸拉速，可以有效抑制结晶器流场紊乱，不影响连铸生产的生产效率。
附图说明
27.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
28.图1示出了本技术一个实施例中的结晶器流场偏流的控制方法简图。
29.图2示出了本技术一个实施例中的实时获取浸入式水口两侧的液位数据的示意简
图。
30.图3示出了本技术一个实施例中的调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度方法简图。
31.图4示出了本技术一个实施例中的另一种结晶器流场偏流的控制方法简图。
具体实施方式
32.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
33.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本技术的各方面。
34.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
35.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
36.参阅图1，图1示出了本技术一个实施例中的结晶器流场偏流的控制方法简图，所述方法包括步骤s1-s3：
37.步骤s1：实时获取浸入式水口两侧的液位数据。
38.步骤s2：基于所述液位数据，计算所述浸入式水口两侧的液位差。
39.步骤s3：在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
40.参阅图2，图2示出了在步骤s1-s2的一个实施例中实时获取浸入式水口两侧的液位数据的示意简图，图中a和b可以视作本实施例中所述浸入式水口两侧，对应的液位数据a和b即为本实施例中实时获取的浸入式水口两侧的液位数据。
41.继续参阅图2，在本实施例的步骤s2中：基于所述液位数据，计算所述浸入式水口两侧的液位差。所述液位差可以根据以下方法计算：将两侧液位数据相减，并取差值的绝对值作为所述液位差。在本实施例中，图中所示液位差δh＝|a-b|。
42.参阅图3，图3示出了步骤s3的一个实施例，当所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度，具体操作包括步骤s301-s302：
43.步骤s301:在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，计算所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值。
44.步骤s302:根据所述差距值调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
45.例如，现有一套连铸设备，当所述浸入式水口两侧的液位差为a，预定阈值为b，所述差距值c就为a-b，根据c的大小来调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度d。在实际
生产中，结晶器液面发生波动时所述液位差为变量，本技术针对不同的液位差可以采取不同程度的控制力度，可以针对不同程度的液面波动情况作出合适的响应。
46.在步骤s302的一个实施例中，根据所述差距值调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度，还可以包括以下方法：
47.根据所述差距值确定所述浸入式水口在所述结晶器内的深度增加值，所述深度增加值与所述差距值正相关；
48.按照所述深度增加值，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
49.例如，现有五套连铸设备，所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值分别为a、b、c、d、e，对应的深度增加值为a、b、c、d、e。已知a＞b＞c＞d＞e，在本实施例中所述深度增加值与所述差距值正相关，由此可知a＞b＞c＞d＞e。
50.在实际连铸生产时，结晶器液面发生波动时所述液位差为变量，本技术针对不同的液位差可以采取不同程度的控制力度。当所述液位差相对较大时，证明此时结晶器内液面波动十分激烈，液面情况十分紊乱，因此需要相对较强的调整力度，最后调整浸入式水口在所述结晶器内的深度相对较深。
51.在步骤s3的一个实施例中，所述预定阈值可以设定为6mm。
52.在步骤s3的一个实施例中，可以根据不同大小的液位差调整浸入式水口在所述结晶器内的深度增加5-10mm。
53.参阅图4，在本技术的一个实施例中，所述结晶器流场偏流的控制方法还可以通过步骤s01-s03实现:
54.步骤s01:实时获取浸入式水口两侧的液位数据。
55.步骤s02:在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，计算所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值。
56.步骤s03:在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量。
57.在实际生产中，输入的惰性气体可以作为保护气，保护连铸过程的稳定进行。一旦结晶器内液面波动时，输入的惰性气体容易吹落水口内壁的堵塞物，造成更大的液面波动。因此在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，可以减少结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量，从而防止粘附在水口内壁的堵塞物脱落，造成更大的液面波动。
58.例如，现有一套连铸设备，当所述浸入式水口两侧的液位差为a，预定阈值为b，所述差距值c就为a-b，根据c的大小来调整所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量d。在实际生产中，结晶器液面发生波动时所述液位差为变量，本技术针对不同的液位差可以采取不同程度的控制力度，可以针对不同的液面波动情况作出合适的响应。
59.在步骤s02的一个实施例中，在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量，具体操作可以按以下方法进行：根据所述差距值确定所述气体输入量的降低值，所述气体输入量的降低值与所述差距值正相关；按照所述气体输入量的降低值，调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量。
60.例如，现有五套连铸设备，所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值分别为a、b、c、d、e，对应气体输入量的降低值为a、b、c、d、e。已知a＞b＞c＞d＞e，在
本实施例中所述气体输入量的降低值与所述差距值正相关，由此可知a＞b＞c＞d＞e。
61.在实际连铸生产时，结晶器液面发生波动时所述液位差为变量，本技术针对不同的液位差可以采取不同程度的控制力度。当所述液位差相对较大时，证明此时结晶器内液面波动十分激烈，液面情况十分紊乱，因此需要相对较强的调整力度，最后所述气体输入量的降低值相对较大。
62.在步骤s03的一个实施例中，可以采用氩气作为结晶器输入的惰性气体。
63.在步骤s03的一个实施例中，惰性气体的输入路径可以包括：塞棒处、上水口处和板间处；对应的惰性气体输入量为：塞棒吹氩量、上水口吹氩量和板间吹氩量。
64.在步骤s03的一个实施例中，所述预定阈值可以设定为6mm。
65.在步骤s03的一个实施例中，各输入路径的惰性气体输入量可以进行以下调整：塞棒吹氩量降低0.5～1.0l/min，上水口吹氩量降低0.75～1.5l/min，板间吹氩量降低1.0～2.0l/min。
66.为了本领域技术人员可以更充分理解本技术，接下结合一个完整的实施例进行说明。
67.在连铸浇铸某种超低碳钢过程中，塞棒吹氩量、上水口吹氩量和板间吹氩量分别为：5.0l/min、5.0l/min、6.0l/min，浸入式水口在结晶器内的深度为170mm，预定阈值设定为6mm。
68.实时获取浸入式水口两侧的液位数据，当浇铸第6炉时，水口一侧液面发现剧烈波动，一侧过于平稳不活跃，计算得出浸入式水口两侧液位差为6.5mm。
69.调整塞棒，塞棒吹氩量降低0.7l/min，上水口吹氩量降低0.9l/min，板间吹氩量降低1.2l/min。最后将塞棒、上水口和板间吹氩量流量分别调整为4.3l/min，4.1l/min，4.8l/min；浸入式水口在结晶器内的深度加深5mm，调整为175mm。
70.再次观察浸入式水口两侧液位波动情况，剧烈液位波动降低，计算得出浸入式水口两侧液位差为5.2mm，小于预定阈值6mm，起到了降低偏流造成液位波动过大的问题。
71.在本技术的另一个方面，提供了一种结晶器流场偏流的控制装置。
72.在本技术的一个实施例中，所述结晶器流场偏流的控制装置包括：获取单元，用于实时获取浸入式水口两侧的液位数据；计算单元，用于基于所述液位数据，计算所述浸入式水口两侧的液位差；第一调整单元，用于在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
73.在实际生产中，获取单元可以设置与结晶器上方，也可以设置与中间包底部，也可以设置于浸入式水口上。
74.在本技术的一个实施例中，所述第一调整单元可以被用于：在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，计算所述浸入式水口两侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值；根据所述差距值调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
75.在本技术的一个实施例中，所述第一调整单元还可以被用于：根据所述差距值确定所述浸入式水口在所述结晶器内的深度增加值，所述深度增加值与所述差距值正相关；按照所述深度增加值，调整所述浸入式水口在所述结晶器内的深度。
76.在本技术的一个实施例中，所述装置还可以包括第二调整单元，所述第二调整单元可以被用于：在所述浸入式水口两侧的液位差大于预定阈值时，计算所述浸入式水口两
侧的液位差与所述预定阈值之间的差距值；根据所述差距值调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量。
77.在本技术的一个实施例中，所述第二调整单元还可以用于：根据所述差距值确定所述气体输入量的降低值，所述气体输入量的降低值与所述差距值正相关；按照所述气体输入量的降低值，调整针对所述结晶器内各个惰性气体输入路径的气体输入量。
78.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
79.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。