專利名稱：三維動態(tài)配水的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及連鑄生成過程中一種三維動態(tài)配水的控制方法。
背景技術(shù)：
連鑄機(jī)二冷配水主要是通過吸收鑄坯中的熱量，降低鑄坯的溫度，實現(xiàn)鑄坯的凝固，從而實現(xiàn)鑄坯的生產(chǎn)。二冷配水主要通過噴嘴噴射到鑄坯表面的水量實現(xiàn)降低鑄坯的溫度。在實際生產(chǎn)過程中，鑄坯溫度降低的速度和均勻性直接影響最終鑄坯的質(zhì)量。鑄坯在生產(chǎn)過程中，鑄坯寬度隨客戶的需求變化，但是鑄機(jī)的基本不會發(fā)生改變，因此當(dāng)鑄坯寬度變窄時，如果鑄機(jī)參數(shù)不改變，直接導(dǎo)致鑄坯角度溫度過冷，產(chǎn)生角部裂紋，降低鑄坯的質(zhì)量和合格率。 目前應(yīng)對這些問題，大多數(shù)鋼廠都采用經(jīng)驗方法進(jìn)行噴嘴調(diào)節(jié)，或者邊生產(chǎn)邊調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，避免角部溫度過低?，F(xiàn)在的動態(tài)配水都無法解決這個問題，只能通過線下的模擬和反復(fù)的實驗解決，這個過程不僅僅耗費大量的人力和物力，而且解決效果也不盡如人
o由于二冷配水主要通過噴嘴實現(xiàn)鑄坯冷卻，但是目前的動態(tài)配水控制方法沒有考慮噴嘴的實際安裝尺寸和噴嘴的噴水特性，而噴嘴的這些參數(shù)都直接影響到鑄坯的溫度場均勻性，因此假設(shè)噴嘴安裝參數(shù)和噴水特性都處于最佳狀態(tài)，假設(shè)噴嘴能夠鑄坯表面形成均勻的水斑，都不能真實反映鑄坯真實生產(chǎn)情況，因此無法給出鑄坯表面溫度是否會導(dǎo)致過低的后果。其次由于沒有噴嘴各種參數(shù)，因此當(dāng)鑄坯表面溫度不均勻時，也無法給出如何調(diào)整噴嘴參數(shù)，使鑄坯表面溫度均勻，達(dá)到合理的冶金工藝要求。因此，如何在鑄坯拉速波動或者生產(chǎn)工藝變化，鑄坯表面溫度不均勻時，進(jìn)行三維動態(tài)配水的控制，給出噴嘴參數(shù)合理的調(diào)整成為工藝的一個重要環(huán)節(jié)。有關(guān)這方面的文獻(xiàn)報道例如申請?zhí)枮?01010547459. 5的名為方坯連鑄機(jī)二冷配水先進(jìn)控制方法的發(fā)明專利，公開了一種包括拉坯速度、中包鋼水溫度與二冷配水水量控制的方坯連鑄機(jī)二冷配水控制方法，具體是將拉坯速度這個參數(shù)按照工藝規(guī)定的時間間隔內(nèi)采用有效拉速的方法進(jìn)行處理，并且當(dāng)拉速的波動超過給定范圍時再改變給定水量，以防止鑄坯表面溫度出現(xiàn)過大波動，從而保證使冷卻回路水量的變化與拉速的變化之間有一個延遲；針對澆注溫度可能出現(xiàn)波動較大的狀況，以中包鋼水溫度或過熱度作為前饋信號，對二冷區(qū)各段給定水量加以修正，動態(tài)計算出二冷區(qū)各段配水量；經(jīng)過上述步驟，實現(xiàn)對方坯連鑄機(jī)二冷配水的控制。本發(fā)明可以防止鑄坯表面溫度出現(xiàn)過大波動，能夠動態(tài)計算出二冷各段水量，從而解決了傳統(tǒng)的冷卻水量-拉速設(shè)定方法的不足。然而，上述專利并沒有涉及到如何調(diào)整噴嘴參數(shù)，使鑄坯表面溫度均勻，從而實現(xiàn)在線動態(tài)配水。而這方面技術(shù)尚未有公開文獻(xiàn)披露
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題，本發(fā)明提出一種三維動態(tài)配水控制方法，要實現(xiàn)當(dāng)鑄坯拉速波動或者生產(chǎn)工藝變化時，鑄坯表面發(fā)生溫度不均勻時，將給出合理的噴嘴調(diào)節(jié)方案，使得鑄坯的角部溫度能夠達(dá)到合理的冶金工藝要求，從而實現(xiàn)在線動態(tài)配水。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種三維動態(tài)配水的控制方法，將噴嘴的位置參數(shù)和噴嘴的水量參數(shù)引入控制方法中，其特征在于，包括以下步驟
首先，根據(jù)噴嘴的位置參數(shù)和噴嘴的水量參數(shù)，計算得到噴嘴單位水量的水在鑄坯表面形成水斑形狀和水流密度分布情況；
其次，在噴嘴位置不變情況下，計算鑄坯表面的實際水流密度分布情況計算方法是在單位水量基礎(chǔ)上乘以實際水量大小，即得到實際的水流密度情況；當(dāng)噴 嘴的位置發(fā)生改變時，重新計算單位水量的水斑形狀和水流密度分布即可；
再次，建立水密度與熱流的換算公式，實時計算得到整個鑄坯溫度分布情況，特別是角部的溫度情況；當(dāng)鑄機(jī)寬度兩側(cè)噴嘴具有獨立調(diào)節(jié)功能，三維動態(tài)配水的控制方法通過計算得到鑄坯表面溫度與冶金工藝參數(shù)進(jìn)行判斷，給出兩側(cè)噴嘴的位置調(diào)整參數(shù)和水量調(diào)整參數(shù)，從而使鑄坯表面溫度均勻性達(dá)到冶金工藝要求。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的三維動態(tài)配水的控制方法通過引入噴嘴的安裝參數(shù)和噴嘴特性，能夠?qū)崟r計算噴嘴在鑄坯表面形成的真實水斑情況，真實反映鑄坯表面溫度；其次由于有噴嘴的安裝位置參數(shù)，當(dāng)鑄坯拉速波動或者生產(chǎn)工藝變化或鑄坯表面發(fā)生溫度不均勻時，此三維動態(tài)配水控制方法，將給出合理的噴嘴調(diào)節(jié)方案，使得鑄坯的角部溫度能夠達(dá)到合理的冶金工藝要求。


圖I是本發(fā)明的三維動態(tài)配水的控制方法中的板坯的三維模型。圖2是正常鑄坯生產(chǎn)時噴嘴布置圖。圖3是鑄坯寬度發(fā)生變化時噴嘴調(diào)整布置圖。圖4是噴嘴參數(shù)控制流程圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權(quán)利要求書限定范圍之內(nèi)。在實際的鑄坯生產(chǎn)過程中，二冷水是最重要和最主要的冷卻手段，二冷水是通過噴嘴向鑄坯表面噴水，使鑄坯表面溫度均勻的降低。但鑄坯的寬度會有變化，鑄坯寬度的變化必然導(dǎo)致鑄坯冷卻過程的變化，目前的動態(tài)配水控制方法沒有考慮噴嘴布置對這一變化的影響，三維動態(tài)配水方法將噴嘴的安裝位置和噴嘴的噴水特性引入控制方法中，根據(jù)實際的噴嘴布置方案和噴嘴特性，實時計算得到整個鑄坯溫度分布情況，特別是角部的溫度情況，能夠指導(dǎo)用戶改變噴嘴的布置參數(shù)和對鑄坯寬度兩側(cè)噴嘴的水量單獨調(diào)節(jié)，因而避免了鑄坯表面溫度不均勻性。三維動態(tài)配水控制方法通過引入噴嘴的安裝位置參數(shù)和噴水水量參數(shù)，實時計算噴嘴噴出的水在鑄坯表面形成的水斑形狀和水斑中水流密度的分布，建立水密度與熱流的換算公式，實現(xiàn)鑄坯的冷卻。在線實時控制過程中，如果噴嘴的位置不發(fā)生改變，鑄坯表面形成的水斑大小和水流密度的分布規(guī)律不會發(fā)生改變，因此在本方法中只計算單位噴嘴單位水量的水斑形狀和水流密度分布情況，鑄坯表面的真實水斑情況只需要在單位水量基礎(chǔ)上乘以實際水量大小，就可以得到實際的水流密度情況，簡化了計算時間和周期。當(dāng)噴嘴的位置發(fā)生改變時，重新計算水斑的形狀和水流密度分布即可。如果鑄機(jī)寬面兩側(cè)噴嘴具有獨立調(diào)節(jié)功能，三維動態(tài)配水控制方法通過計算得到鑄坯表面溫度與冶金工藝參數(shù)進(jìn)行判斷，給出兩側(cè)噴嘴的位置調(diào)整參數(shù)和水量調(diào)整參數(shù)，從而使鑄坯表面均勻性達(dá)到冶金工藝要求。 本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù) 。
權(quán)利要求
1.一種三維動態(tài)配水的控制方法，將噴嘴的位置參數(shù)和噴嘴的水量參數(shù)引入控制方法中，其特征在于，包括以下步驟 首先，根據(jù)噴嘴的位置參數(shù)和噴嘴的水量參數(shù)，計算得到噴嘴單位水量的水在鑄坯表面形成水斑形狀和水流密度分布情況； 其次，在噴嘴位置不變情況下，計算鑄坯表面的實際水流密度分布情況計算方法是在單位水量基礎(chǔ)上乘以實際水量大小，即得到實際的水流密度情況；當(dāng)噴嘴的位置發(fā)生改變時，重新計算單位水量的水斑形狀和水流密度分布即可； 再次，建立水密度與熱流的換算公式，實時計算得到整個鑄坯溫度分布情況，特別是角部的溫度情況；當(dāng)鑄機(jī)寬度兩側(cè)噴嘴具有獨立調(diào)節(jié)功能，三維動態(tài)配水的控制方法通過計算得到鑄坯表面溫度與冶金工藝參數(shù)進(jìn)行判斷，給出兩側(cè)噴嘴的位置調(diào)整參數(shù)和水量調(diào)整參數(shù)，從而使鑄坯表面溫度均勻性達(dá)到冶金工藝要求。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三維動態(tài)配水的控制方法，通過引入噴嘴的安裝參數(shù)和噴嘴特性，能夠?qū)崟r計算噴嘴在鑄坯表面形成的真實水斑情況，真實反映鑄坯表面溫度；其次由于有噴嘴的安裝位置參數(shù)，當(dāng)鑄坯拉速波動或者生產(chǎn)工藝變化或鑄坯表面發(fā)生溫度不均勻時，此三維動態(tài)配水控制方法，將給出合理的噴嘴調(diào)節(jié)方案，使得鑄坯的角部溫度能夠達(dá)到合理的冶金工藝要求。
文檔編號B22D11/22GK102794425SQ20121024389
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者張曉峰, 劉洪波, 張愛霞, 李進(jìn) 申請人:中冶連鑄技術(shù)工程股份有限公司