一种板坯连铸工序中的中包自动开浇方法与流程

1.本发明涉及钢铁生产技术领域，尤其涉及一种板坯连铸工序中的中包自动开浇方法。


背景技术：

2.现有的板坯连铸工序中，在板坯铸机起机或快换中包时，需要进行人工开浇，之后通过人工观察，确认满足条件后再切换到自动开浇程序中去。
3.在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
4.人工开浇过程中,钢液面控制不可避免会产生较大波动,严重时会造成停浇等生产事故；同时，现有的结晶器自动开浇技术受浇注钢种类型和生产断面的影响，出苗时间(中包开浇至拉矫机启动时间)超长，导致开浇成功率较低。因此，如何提高板坯连铸工序中的中包开浇成功率，是需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种板坯连铸工序中的中包自动开浇方法，以解决现有技术中中间包开浇时成功率低的问题。
6.为达上述目的，本发明实施例提供一种板坯连铸工序中的中包自动开浇方法，包括：进行中包全流开浇；检测中包塞棒区钢水液位；当中包塞棒区钢水液位到达预设高度时，开始按时序进行塞棒开度的自动调整。
7.进一步的，开始按时序进行塞棒开度的自动调整具体包括：在第一预设时间段内，将塞棒的开度从0匀速提高到第一开度值；在第二预设时间段内，将塞棒的开度保持在第一开度值；在第三预设时间段内，将塞棒的开度从第一开度值匀速降低到第二开度值；在第四预设时间段内，将塞棒的开度保持在第二开度值。
8.进一步的，第一预设时间段为第0s～2s；第二预设时间段为第2s～5s；第三预设时间段为第5s～7s；第四预设时间段为第7s～第一设定时刻；其中，第一设定时刻是指结晶器内钢水液位上升到距结晶器上口135mm时的时刻。
9.进一步的，第一开度值为：k
×
5mm；第二开度值为：k
×
4mm；其中，k为当前铸坯最小断面宽度尺寸与基准断面宽度尺寸的比值；基准断面宽度尺寸为900mm。
10.进一步的，当前铸坯最小断面宽度尺寸的范围为900mm～1600mm。
11.进一步的，中包自动开浇方法还包括：当结晶器内钢水液位超过浸入式水口测孔后，添加开浇渣。
12.进一步的，中包自动开浇方法还包括：当结晶器内钢水液位距结晶器上口135mm时，拉矫机启动；塞棒的开度根据拉矫机的拉速自动调整。
13.进一步的，预设高度为600mm。进一步的，在对中包进行全流开浇之前，还包括：对塞棒进行初始化设置。
14.上述技术方案具有如下有益效果：
15.本发明的技术方案中，将现有技术中人工开浇+自动开浇的方式改为全部自动开浇 (即，在原有自动开浇控制程序之前，设置了初始阶段自动开浇，用以代替现有技术中初始阶段的人工开浇操作)，并且在新增的初始阶段自动开浇采用了按时序控制塞棒开度的方式，使得开浇出苗时间能够稳定在工艺要求范围内，减少了人工控制的时间不稳定性，并消除了传统方式所造成的液面大幅波动；同时，通过限定开浇启动前的钢水液面高度，保证中包开浇前足够的钢水静压力，使相同塞棒开度下钢水进入结晶器的通钢量大，最大限度地消除了受钢种类型的影响。以上两方面的措施，大幅度提高了中包开浇成功率。
16.此外，本技术的技术方案还具有以下特点：
17.1、现有技术中，开浇作业时的平均出苗时间为100s左右，采用本技术技术方案后，大幅缩短了开浇出苗时间，经实测，采用本技术方案后的平均开浇出苗时间降至75s；
18.2、现有技术中钢液面会产生较大波动,经常发生铸坯表面夹渣等质量问题，采用本技术方案后，可有效消除开浇坯头铸坯表面质量问题，经实测，深振痕、凹坑、烂边等缺陷比例降低80％以上，从而提高了铸坯收得率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
20.图1是本发明实施例一种板坯连铸工序中的中包自动开浇方法的流程图；
21.图2是本发明实施例中对于基准断面宽度尺寸铸坯的塞棒开度自动调整示意图。
具体实施方式
22.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
23.如图1所示，本发明实施例提供一种板坯连铸工序中的中包自动开浇方法，包括：
24.s101、进行中包全流开浇；
25.s102、检测中包塞棒区钢水液位；
26.s103、当所述中包塞棒区钢水液位到达预设高度时，开始按时序进行塞棒开度的自动调整。进一步的，所述预设高度为600mm。
27.现有的结晶器自动开浇技术，在开始投用时的成功率较低，经分析，其主要原因是受浇注钢种类型和生产断面的影响。钢种类型主要分为低碳钢和普碳钢系列，由于二者液相线温度差异较大，低碳钢在开浇钢水进入中间包后被包壁吸热会造成中间包塞棒区初始钢液温度偏低甚至部分凝固，中间包自动开浇后会影响塞棒开口度控制使出苗时间(中包开浇至拉矫机启动时间)超长，导致自动开浇过程不成功而被动人工干预；而受生产断面影响，主要在于自动开浇参数对小断面(低于1300mm)和大断面(1300mm至1600mm)的适应性较差。因而，现有技术的自动开浇技术，在工作的初始阶段难以代替人工开浇，采用现有技术
无法实现全自动开浇，只能采用人工开浇+自动开浇这种组合式的半自动开浇方式，从而产生了前述的开浇成功率低、表面质量差等问题。
28.为解决上述问题，本技术对初始阶段自动开浇技术进行了研究，使得初始阶段自动开浇时根据设定参数自动调节中间包塞棒的开度，以此控制中包进入结晶器的钢水量,使钢水液位上升过程可控，从而可以替代现有技术中人工开浇这一过程，当达到一定条件时再切换到现有技术的自动开浇控制程序中，从而实现全自动开浇。
29.此外，经分析和试验，在本技术中引入了预设高度这一判断条件，在全流开浇后，通过人工或用检测装置判断钢水液位的变化，当钢水液位达到预设高度时，开始进行本技术的初始阶段自动开浇(可以通过按下操作箱上“自动开浇”按钮来执行，也可通过检测装置给出的反馈信号，由控制系统自动给出动作指令)。引入该判断条件的原因是：若开浇前中包塞棒区钢水液面高度控制在600mm以上，其优点一是保证中包开浇前钢水静压力足够，在同一塞棒开口度下钢水进入结晶器通钢量大，使得初始阶段自动开浇工作受钢种类型影响下降，对程序设定开浇参数影响较小；二是中包钢水液面高，钢水在中包内停留时间长，夹杂物有较多时间上浮，铸坯头坯质量控制较好。
30.进一步的，所述步骤s103具体包括：
31.s1031、在第一预设时间段内，将所述塞棒的开度从0匀速提高到第一开度值；
32.s1032、在第二预设时间段内，将所述塞棒的开度保持在所述第一开度值；
33.s1033、在第三预设时间段内，将所述塞棒的开度从所述第一开度值匀速降低到第二开度值；
34.s1034、在第四预设时间段内，将所述塞棒的开度保持在所述第二开度值。
35.为了解决前述钢水液面波动大的问题，开浇模型将钢水填充过程分为多个阶段，在每个阶段塞棒的开度和保持时间按照工艺设定好的参数执行。经试验和分析，本技术中，较佳的实施方式是将塞棒开度控制过程分为四个阶段，分别为塞棒开度增大、维持不变、塞棒开度减小、维持不变的四种状态，直至液面稳步上升至程序设定液位(距结晶器上口 135mm)后，转入现有技术的自动开浇控制程序，即拉矫机启动至起步拉速、塞棒配合拉矫机进行自动调整。
36.进一步的，所述第一预设时间段为第0s～2s；所述第二预设时间段为第2s～5s；所述第三预设时间段为第5s～7s；所述第四预设时间段为第7s～第一设定时刻；其中，所述第一设定时刻是指结晶器内钢水液位上升到距所述结晶器上口135mm时的时刻。
37.如图2所示，对于厚度230mm厚铸坯，当其最小断面宽度为900mm时(以此作为最小断面宽度尺寸基准)，其塞棒开度按时序自动调整的过程为：初始状态塞棒开度为0，自动开浇开始0-2秒内塞棒开度打开5mm，第2-5秒保持5mm的开度，第5-7秒塞棒开度下降至4mm，第7秒后保持4mm开度。
38.进一步的，所述第一开度值为：k
×
5mm；所述第二开度值为：k
×
4mm；其中，k为当前铸坯最小断面宽度尺寸与基准断面宽度尺寸的比值；所述基准断面宽度尺寸为900mm；所述当前铸坯最小断面宽度尺寸的范围为900mm～1600mm。
39.对于同厚度、其他规格的断面，塞棒开度值按程序设定的比例倍数执行，即先计算当前铸坯最小断面宽度尺寸与基准断面宽度尺寸的比值k，根据该比值k来确定各阶段的开度具体数值。
40.进一步的，所述中包自动开浇方法还包括：
41.s104、当所述结晶器内钢水液位超过浸入式水口测孔后，添加开浇渣。
42.进一步的，所述中包自动开浇方法还包括：
43.s105、当所述结晶器内钢水液位距所述结晶器上口135mm时，拉矫机启动；
44.s106、所述塞棒的开度根据所述拉矫机的拉速自动调整。
45.当钢水液位到达离结晶器上口135mm时，即进入到现有技术的自动开浇控制程序，此时触发铸机启动信号，拉速自动提升至设定起步拉速，同时塞棒参与自动控制调整结晶器液面稳定至设定开浇终止液面(离结晶器上口90-100mm)。到达该设定开浇终止液面后，即完成了整个开浇过程。
46.进一步的，在所述步骤s101之前还包括：
47.s001、对所述塞棒进行初始化设置。
48.钢包开浇前，需要进行中间包塞棒校正，确保塞棒头位置处于最低位；同时，还需进行以下准备工作：准备挡流木板和竹条，木板用于阻挡开浇时钢水飞溅造成结晶器上口挂钢，竹条用于防止结晶器液面结冷钢。
49.进一步的，所述中包自动开浇方法具体包括：
50.步骤1、中包开浇前进行中包塞棒校正，确保塞棒头位置处于最低位；
51.步骤2、准备挡流木板和竹条，木板用于阻挡开浇时钢水飞溅造成所述结晶器上口挂钢，竹条用于防止所述结晶器液面结冷钢；
52.步骤3、钢包全流开浇直至中包塞棒区钢水液面达到600mm以上，开始自动开浇；
53.步骤4、塞棒自动打开，并按设定参数自动调整；
54.步骤5、钢液面没过浸入式水口侧孔后添加开浇渣；
55.步骤6、当钢水液位到达离结晶器上口135mm时，触发铸机启动信号，拉速自动提升至设定起步拉速，同时塞棒参与自动调整结晶器液面稳定至设定液面，所述设定液面距结晶器上口90-100mm，此时无需人工手动干预。
56.此外，尽管本技术实现了中包全自动开浇，但为了满足现场特殊情况和紧急状况等实际需求，还在系统中设置了手动微调按钮。操作人员可以根据实际开浇钢流大小使用外接控制手柄的“上调/下调”按钮对塞棒开度进行微调，每按一次塞棒开度“上调/下调”1mm。
57.经实测，在多个采用了本技术技术方案的具体实施例中，相比于现有技术手动开浇时
±
10mm的液位波动范围，采用本技术的自动开浇方法后钢水液位波动可控制在
±
3mm以内，并且开浇出苗时间均《75s。
58.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
59.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。
因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
60.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。