阅读说明：本技术 一种高纬度地区连铸生产水量调整的方法 (Method for adjusting water yield of continuous casting production in high-latitude area ) 是由 魏国立 朱青德 胡绍岩 董德平 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高纬度地区连铸生产水量调整方法,通过检测结晶器进水温度、二冷水进水温度及连铸生产环境温度,根据开浇前进水温度设定开浇水量；随着生产过程进行结晶器进水温度及二冷水进水温度将逐步升高,根据温度变化梯度微调结晶器及二冷水水量,保证结晶器冷却效率不变,连铸坯进矫直区前温度基本稳定,保证连铸生产顺行、铸坯质量稳定。本发明通过温度变化梯度调整,稳定了低温或高温环境下结晶器冷却效率,结合环境温度对于二冷水进行互动调整,换季期间生产事故得到控制,特别是对于低温环境下铸坯进矫直区的温度,铸坯内外部裂纹将大幅减少,对于提升铸坯质量具有明显的意义。(The invention discloses a method for adjusting the water volume of continuous casting production in a high latitude area, which comprises the steps of detecting the water inlet temperature of a crystallizer, the water inlet temperature of secondary cooling water and the temperature of a continuous casting production environment, and setting the casting starting water volume according to the water inlet temperature before casting starting; the water inlet temperature of the crystallizer and the water inlet temperature of secondary cooling water are gradually increased along with the production process, the water amount of the crystallizer and the water amount of the secondary cooling water are finely adjusted according to the temperature change gradient, the cooling efficiency of the crystallizer is guaranteed to be unchanged, the temperature of the continuous casting billet is basically stable before the continuous casting billet enters a straightening area, and the continuous casting production is guaranteed to be smooth and the quality of the continuous casting billet is stable. According to the invention, the cooling efficiency of the crystallizer in a low-temperature or high-temperature environment is stabilized by adjusting the temperature change gradient, the secondary cooling water is adjusted interactively by combining the environmental temperature, production accidents are controlled during season change, particularly, for the temperature of a casting blank entering a straightening area in the low-temperature environment, internal and external cracks of the casting blank are greatly reduced, and the method has obvious significance for improving the quality of the casting blank.)

一种高纬度地区连铸生产水量调整的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种高纬度地区连铸生产水量调整的方法。

背景技术

在炼钢连铸生产过程中，连铸机生产过程钢水通过结晶器与水不断换热，在结晶器内生成一定厚度的坯壳，依靠拉矫系统将足够厚度具有液芯的坯壳拉出结晶器，在二冷水不断冷却下最终全部凝固，制成合格的连铸坯。在连铸工程设计规范中要求结晶器冷却水进水温度范围为35℃～45℃，在实际生产过程中，连铸结晶器温度控制范围基本控制在28℃～32℃，结晶器进出水温差就能控制7℃，具有良好的冷却效果；当温度大于或者小于该温度范围时，冷却水传热效率大幅度降低，可以说结晶器及二冷水的进水温度变化直接影响到连铸坯的冷却效果，最终决定连铸坯质量。

随着炼钢技术进一步发展，连铸中包温度控制范围逐步缩小，连铸恒拉速操作得以实现。连铸结晶器及二冷水进水温度控制在连铸机设计时，都有明确的范围。由于我国南北跨度大，随着地区及季节变化，环境温度差异较大，对于高纬度地区年温度在-25℃～35℃的变化属于正常。巨大环境温差造成连铸进水温度也随之波动，在冬季即使设置了蒸汽加热装置的连铸机，连铸机浇次间间隙也会造成开浇前期连铸结晶器及二冷水温度较低，随着生产进行水温逐步上升，到浇次生产至20多炉时，结晶器及二冷水温度才能达到20℃以上；在夏季高温季节配备了冷却塔的连铸机，生产到浇次中期时，结晶器及二冷水温度基本能够达到30℃以上，巨大的温度波动对于连铸坯质量造成严重的影响。

随着制造行业要求不断提高，对于钢铁行业产品的质量也随之提高，连铸坯作为决定最终产品质量的中间产品，连铸坯的质量控制在很大一方面决定了最终产品的质量，而连铸过程的冷却效果，对于连铸坯影响很大，如何解决连铸过程冷却效果，多年来业内人士开展了大量的研究，取得了良好的效果。但对于高纬度地区钢厂，由于环境温度变化很大，造成的连铸冷却水进水温度的变化，最终影响到连铸冷却质量的问题，尚未有具体的解决办法。

中国发明专利201310490661.2公开了板坯连铸机的动态配水模型，连铸机的7个二次冷却区，分别为冷却一区、冷却二区、冷却三区、冷却四区、冷却五区、冷却六区和冷却七区，其实际用水量均符合Q=AV ²+BV+C 公式的要求，连铸机生产的产品包括普碳低合金系列钢和中高碳合金系列钢，将每年划分三个阶段，根据板坯设备和气候条件的变化情况，结合所生产的钢种产品，实现对铸坯表面温度的控制，动态配水模型依据相应的公式调整模型参数实现动态控制。该板坯连铸机动态配水模型，根据气候以及外界条件的变化，结合板坯生产的特点，及时调整结晶器、二冷配水模型，建立板坯动态配水模型，稳定板坯铸坯表面质量和内部质量，解决由于受外界气候等因素变化所引起的铸坯质量问题。上述专利方法虽然对一年时间分为三个阶段，每个阶段对于结晶器水及二冷水水量进行了微调，但对于具体情况考虑不足，无法彻底解决由于环境温度剧烈变化引起的连铸坯质量问题。

当环境温度接近-30℃时，即使使用了蒸汽加热的连铸机泵站，在浇次前期其结晶器进水温度最高也只能达到10℃左右，这将导致结晶器的传热效率大幅度下降，造成出结晶器口的坯壳厚度变薄，增加了连铸的漏钢风险；由于环境温度极低，二冷的冷却效果将大幅提升，将造成二冷温度变化过大，增加了在矫直区形成表面裂纹缺陷的风险。在夏季环境温度达到38℃以上的环境下，泵站设置了冷却塔也无法保证整浇次的结晶器进水温度达到要求，在浇次后期结晶器进水温度将达到35℃以上，结晶器的冷却效率也将大幅度削弱，坯壳厚度同样会变薄；由于环境温度较高，二冷的冷却效果变差，将造成铸坯液芯凝固点的后移，存在切漏或中心疏松级别增加的可能。通过多年生产跟踪数据表明：在环境温度高于30℃时，同一浇次的后期出现表面缺陷的几率升高15%以上；在环境温度低于-20℃时，同一浇次的前期出现表面缺陷的几率升高20%以上。以上数据从另外一个侧面说明了，将一年分为三个周期进行控制的方法，存在较大的缺陷的，无法消除环境温度影响造成的铸坯缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高纬度地区连铸生产水量调整方法。

本发明提供了一种高纬度地区连铸生产水量调整方法，该方法包括以下步骤：

步骤101：设置温度测量点测量温度数据，包括在操作平台立柱上设置环境温度测量点，在结晶器及二冷水进水总管上设置温度检测点，以及在二冷室设置环境温度测量点；

步骤102：连铸机开浇前确认各温度测量点的温度，根据步骤101测量得到的温度数据，确定开浇前结晶器及二冷配水参数；

步骤103：根据步骤101测得的二冷室环境温度，与标准温度比较，调整结晶器的进水量，以及调整开浇前二冷配水系数。

作为本发明进一步的改进，步骤102中，当各温度测量点的温度达到正产要求时，采用各钢种设计的配水参数进行生产。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，当结晶器进水温度低于标准温度时，开浇前增加结晶器的进水量，并在开浇前下调二冷区各区配水系数。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，当结晶器进水温度高于标准温度时，开浇前增加结晶器的进水量，并在开浇前上调二冷区各区配水系数。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，通过调整结晶器的进水量和二冷区各区配水系数，使得进入拉矫机温度控制在950℃。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，结晶器进水温度每升高3℃，等比例减少增加的结晶器水量，当结晶器进水温度达到22℃时，将结晶器水量恢复至正常生产水平。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，二冷配水按照上升5℃上调1%进行调控，二冷水温度上升至22℃时执行钢种标准配水系数。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，结晶器进水温度每升高3℃，等比例减少增加的结晶器水量，当结晶器进水温度达到38℃时，将结晶器水量最大增加350L/min，此后保持该水量进行生产。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，二冷配水按照上升5℃上调1%进行调控，二冷水温度上升至38℃时执行钢种配水系数1.1，此后保持该系数持续生产。

本发明的有益效果为：通过对结晶器水和二冷水进水温度进行检测，并结合检测结果，在高温环境对结晶器水量和二冷水量进行调整，增加结晶器水量保证结晶器冷效率不变，增加二冷水水量保证二冷冷却效率不变，避免由于高温环境造成整体的冷却强度偏弱，出结晶器坯壳变薄易漏钢、凝固末端后移出现凹坑等问题，有利于连铸生产稳定及铸坯质量提高；在低温环境下对结晶器水量和二冷水量进行调整，增加结晶器水量保证结晶器冷效率不变，减少二冷水水量保证二冷冷却效率不变，避免由于低温环境造成结晶器冷却效率下降、二冷区冷却强度增加，造成出结晶器坯壳变薄易漏钢、二冷强度过大造成表面裂纹、铸坯矫直前温度偏低等问题，有利于连铸生产稳定及铸坯质量提高。此外，根据结晶器水和二冷水进水温度检测结果，对水量分别进行调整，解决了随着生产连铸结晶器水及二冷水温度不断变化引起的冷却强度改变问题，有利于连铸生产稳定及铸坯质量提高；同时，随着生产的进行，连续调整结晶器及二冷水相关参数，解决了高纬度地区由于环境温差大对连铸带来的影响，对于提高铸坯质量有良好的现实意义。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种高纬度地区连铸生产水量调整方法的流程。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例的冷却系统包括结晶器进水管道温度检测仪表、二冷水进水管道温度检测仪表、结晶器系统、连铸二冷水系统、结晶器水自动调控系统、二冷水自动调控系统。其中温度监测仪分别安装在两路进水管道上，检测结果反馈到中控控制系统界面上，根据反馈的结晶器进水温度和二冷水进水温度，调整相关参数，保证结晶器及二冷系统冷却强度基本稳定。

当结晶器进水温度低于18℃且环境温度低于0℃以下时，需要将结晶器水量进行上调，保证结晶器铜板的温度梯度，同时逐区弱化结晶器二冷水，保证连铸坯凝固末端位置基本保持不变；当结晶器进水温度大于32℃时，需增加结晶器水量同时强化二冷水，保证整体冷却效率不变。

如图1所示，本发明实施例所述的一种高纬度地区连铸生产水量调整方法，该方法包括以下步骤：

步骤101：设置温度测量点测量温度数据，包括在操作平台立柱上设置环境温度测量点，在结晶器及二冷水进水总管上设置温度检测点，以及在二冷室设置环境温度测量点；

步骤102：连铸机开浇前确认各温度测量点的温度，根据步骤101测量得到的温度数据，确定开浇前结晶器及二冷配水参数；

步骤103：根据步骤101测得的二冷室环境温度，与标准温度比较，调整结晶器的进水量，以及调整开浇前二冷配水系数。

在操作平台立柱上设置环境温度测量点，提供的环境温度主要衡量环境温度对于冷却效率的影响；在结晶器及二冷水进水总管增加温度检测点，提供的进水温度主要衡量冷却水冷却效率变化；在二冷室设置环境温度测量点，提供的环境温度主要衡量二冷室温度变化对于二冷水冷却效率的影响。

进一步的，连铸机开浇前确认各点检测温度，根据测量的温度数据，确定开浇前结晶器及二冷配水参数；随着铸机生产，各检测点反馈的温度会不断变化，需要对于水量逐步进行调整，当所有温度达到正产要求时，采用各钢种设计的配水参数进行生产。

进一步的，冬季环境温度较低，造成结晶器进水温度远低于标准温度，造成结晶器传热效率减弱，需开浇前适当增加水量，保证结晶器冷却效果；同时由于环境温度较低，强化了二冷水的冷却效率，需开浇前适当下调各区配水系数，保证进入拉矫机温度控制在950℃左右；同时随着生产的持续进行结晶器进水温度将会逐步升高，按照进水温度每升高3℃为区段，等比例减少增加的结晶器水量，当结晶器进水温度达到22℃时，将结晶器水量恢复至正常生产水平；二冷配水按照上升5℃上调1%进行调控，二冷水温度上升至22℃执行钢种标准配水系数。

进一步的，夏季环境温度较高，造成结晶器进水温度远高于标准温度，造成结晶器传热效率减弱，需开浇前适当增加水量，保证结晶器冷却效果；同时由于环境温度较高，弱化了二冷水的冷却效率，需开浇前适当上调调各区配水系数，保证进入拉矫机温度控制在950℃左右；同时随着生产的持续进行结晶器进水温度将会逐步升高，按照进水温度每升高3℃为区段，等比例减少增加的结晶器水量，当结晶器进水温度达到38℃时，将结晶器水量最大增加350L/min，此后保持该水量进行生产；二冷配水按照上升5℃上调1%进行调控，二冷水温度上升至38℃执行钢种配水系数1.1，此后保持该系数持续生产。

本发明实施例中采用的水为分别满足结晶器用水要求或二冷系统指标水；另外将铸机设计标准温度下的水量系数设定为1，结合测定的温度反馈值，选择对应的开浇水量模式，并随着生产温度变化，对于相关系数进行微调。具体操作时：

实施例1

方坯连铸机生产钢种为82B连铸方坯，断面150mm×150mm。开浇前环境温度-20℃，生产准备时结晶器进水检测温度8℃，二冷水进水检测温度5℃，由于环境温度及进水温度低于设计标准，造成结晶器冷却效率下降、二冷冷却效率增强，依据冷却原则需要将结晶器水上调，二冷水冷却系数下调，保证铸坯矫直前温度不变，开浇前具体系数设定参照进水温度选择模式，具体见表1。

表1：方坯结晶器水及二冷水控制系数

开浇后随着生产进行，连铸结晶器水及二冷水温度将逐步上升，当结晶器水检测温度上升至10℃，结晶器水调至标准水量的1.02倍，二冷水温度上升至10℃，二冷水系数调至标准水量0.9倍；当结晶器水检测温度上升至15℃，结晶器水恢复至标准水量，二冷水温度上升至15℃，二冷水系数调至0.95倍；当结晶器水检测温度上升至20℃，结晶器水调至标准水量1.02倍，二冷水温度上升至20℃，二冷水系数恢复至标准系数；当结晶器水检测温度上升至25℃，结晶器水调至标准水量1.04倍，二冷水温度上升至25℃，二冷水系数调至1.02倍；当结晶器水检测温度上升至30℃，结晶器水下调至标准水量1.06倍，二冷水温度上升至30℃，二冷水系数调至1.05倍。夏季生产开浇前一般结晶器进水温度和二冷水温度在20℃以上，参照模式4设定开浇前的水量，随着生产进行温度变化，参照表格进行调整。

实施例2

板坯连铸机生产钢种为Q235B板坯，断面220mm×1350mm。开浇前环境温度-20℃，生产准备时结晶器进水检测温度8℃，二冷水进水检测温度5℃，由于环境温度及进水温度低于设计标准，造成结晶器冷却效率下降、二冷冷却效率增强，依据冷却原则需要将结晶器水上调，二冷水冷却系数下调，保证铸坯矫直前温度不变，具体参数设定见下表2、表3。

表2：结晶器水量控制系数

表3：板坯二冷水控制系数

开浇后随着生产进行，连铸结晶器水及二冷水温度将逐步上升，当结晶器水检测温度上升至10℃，结晶器水调至标准水量的1.01倍；当结晶器水检测温度上升至15℃，结晶器水恢复至标准水量；当结晶器水检测温度上升至20℃，结晶器水调至标准水量1.01倍；当结晶器水检测温度上升至25℃，结晶器水调至标准水量1.02倍；当结晶器水检测温度上升至30℃，结晶器水调至标准水量1.03倍。二冷水根据表3相对应的温度进行调整。

夏季生产开浇前一般结晶器进水温度和二冷水温度在20℃以上，结晶器开浇水量参照模式4设定开浇前的水量，随着生产进行温度变化，参照表格进行调整。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。