專利名稱：一種用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法
技術(shù)范圍本發(fā)明涉及一種用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，通過分析一待鑄造的熔液的化學(xué)成分，進(jìn)行合金計(jì)算并確定合金元素和/或附加料(助熔劑)，使鋼材獲得特定的材料特性和確定用于對熔液作進(jìn)一步處理的運(yùn)行圖。
背景技術(shù)：
這種方法使用于鋼材冶煉之中。在煉鋼車間提供液態(tài)鋼之后，在一個(gè)布置在一個(gè)薄帶鑄造設(shè)備上游的坩堝爐中進(jìn)行二次冶金。為此，在所述的坩堝爐里面或上面設(shè)置一定的第二冶金設(shè)備，從而以冶金的方式處理液態(tài)鋼。借助這些設(shè)備可以精確分析所述熔液，也可以精確地對熔液進(jìn)行熱調(diào)節(jié)。通過添加合金劑、造渣劑、還原劑、脫硫劑等材料，就可以在坩堝爐中進(jìn)行液態(tài)鋼的處理，其中，可以用自動(dòng)或手動(dòng)的方式來添加這些附加料。此外，爐渣的處理方法為，添加氧或由例如氬的惰性氣體來沖洗?？稍谯釄鍫t中電磁攪動(dòng)液態(tài)鋼，也可以通過碳電極向液態(tài)鋼提供電能。從所述碳電極至熔液的電弧導(dǎo)致合金元素被熔化，并從而實(shí)現(xiàn)對熔液的熱調(diào)節(jié)為了使由熔液冶煉出的鋼材達(dá)到規(guī)定品質(zhì)，并具有規(guī)定的材料特性，例如強(qiáng)度、韌性、硬度及耐蝕性等等，必須添加金屬的和非金屬的合金元素和附加料。為了達(dá)到這個(gè)目的，須基于對熔液的最新分析結(jié)果，使用數(shù)學(xué)模型來計(jì)算所需的合金元素和附加料的材料成分，從而達(dá)到規(guī)定的鋼材質(zhì)量。按這種方式，可以在確定的范圍中調(diào)節(jié)金屬元素和非金屬元素的份量。對所期望的材料特性進(jìn)行鑒定時(shí)，質(zhì)量部門還應(yīng)用其他的強(qiáng)度公式，將熔液中的合金元素和附加料的相互作用作為考慮因素。這些公式大多是由經(jīng)驗(yàn)所得。在由煉鋼車間、坩堝爐和連續(xù)鑄造裝置組成的傳統(tǒng)工廠中，質(zhì)量部門至多以脫機(jī)方式計(jì)算這種附加料和合金元素的相互作用。參考文獻(xiàn)所給出的強(qiáng)度公式和經(jīng)驗(yàn)公式只是合金元素和附加料的復(fù)雜相互作用的簡化模型，這些相互作用對鑄造鋼的材料特性有所影響。
薄帶鑄造設(shè)備大多生產(chǎn)最大帶厚為10mm的鋼板。與傳統(tǒng)設(shè)備類似，薄帶鑄造設(shè)備也是在進(jìn)行分析之后調(diào)節(jié)熔液。不過，人們發(fā)現(xiàn)，在薄帶鑄造設(shè)備中的液態(tài)鋼的鑄造性能問題遠(yuǎn)比在傳統(tǒng)鑄造設(shè)備中，例如用于制造板材的連續(xù)鑄造設(shè)備中的液態(tài)鋼的鑄造性能問題更加難以解決。
如果發(fā)生所鑄造的鋼帶在薄帶鑄造設(shè)備的鑄造過程中斷裂、所鑄造的材料具有一般性的表面缺陷或結(jié)構(gòu)缺陷、或因不可鑄造的液態(tài)鋼膠黏在鑄造滾子上而引起設(shè)備故障等情況，則液態(tài)鋼被認(rèn)為是不可鑄造的。至今，人們?nèi)栽噲D在薄帶鑄造設(shè)備自身中尋找有關(guān)鑄造性能問題的解決辦法。但是這些試驗(yàn)只有部分成功，因?yàn)楹芏嗳垡鹤C實(shí)是不可鑄造的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼鑄造性能的方法，從而使出錯(cuò)率顯著降低。
為了解決在前文所述類型的方法中的問題，根據(jù)本發(fā)明，在合金計(jì)算中，把影響鑄造性能的合金元素和/或附加元素的相互作用作為附加條件加以考慮。
本發(fā)明基于這樣一種驚人的認(rèn)識(shí)，即在合金元素和/或添加元素之間存在相互作用，其不僅對機(jī)械特性重要，而且也對熔液的鑄造性能重要。這里所說的是一些新的、不同的相互作用，其并非現(xiàn)今已知的、已經(jīng)考慮到的相互作用。根據(jù)本發(fā)明，一方面必須與現(xiàn)有方法相似，在合金計(jì)算中將傳統(tǒng)相互作用作為考慮因素，即各個(gè)合金元素和附加料的份量必須在預(yù)先確定的有效取值范圍內(nèi)。另一方面，必須考慮到由相互作用所產(chǎn)生的對鑄造性能有所影響的附加條件。
按本發(fā)明的方法被證實(shí)特別有利之處在于，分別將至少兩種合金元素和/或附加料彼此聯(lián)系起來，從而確定其份量對鑄造性能的影響。基于所收集的已鑄造的熔液的數(shù)據(jù)，分別將兩種材料在XY坐標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行彼此聯(lián)系。在XY坐標(biāo)系統(tǒng)的兩個(gè)軸上，以例如百分比或百萬分比的形式標(biāo)注了熔液的相對的份量。此外，為每個(gè)合金元素和/或每個(gè)附加料確定了一個(gè)公差帶，其為與坐標(biāo)軸平行的直線，分別指出每個(gè)元素的最小值和最大值。在不考慮到相互作用的情況下，就得出矩形的交集，此交集定義為直線相交的部分。此外，兩個(gè)示出的合金元素的當(dāng)前份量也標(biāo)注在坐標(biāo)系統(tǒng)中，其中，此瞬時(shí)值由一個(gè)點(diǎn)表示。因此，圖中可明顯看出，熔液是否處在公差帶內(nèi)。但是，僅使該熔液在允許的公差帶內(nèi)還不足以得到可鑄造的熔液。根據(jù)本發(fā)明，必須額外考慮到對熔液的鑄造性能有所影響的相互作用。為了將所收集的熔液的數(shù)據(jù)作為考慮因素，按本發(fā)明的方法可以對各已鑄造的熔液附加“可鑄造”和“不可鑄造”的信息。
根據(jù)本發(fā)明的方法，借助所述信息，基于所收集的已鑄造熔液的數(shù)據(jù)和彼此聯(lián)系的合金元素和/或附加料，確定合金元素和/或附加料份量的至少一個(gè)允許的取值范圍，可鑄造的熔液預(yù)計(jì)處于此取值范圍之中。這個(gè)取值范圍是前文提及的取值范圍中的一個(gè)部分，而前文中的取值范圍僅考慮到對材料特性有所影響的相互作用。然而，已經(jīng)證明前文中的更加大的值域不能被完全利用，這是由于對鑄造性能有所影響的相互作用而在許多情況下會(huì)帶來一些問題，使熔液因而變得不可鑄造。因此，必須在將所收集的已鑄造熔液的數(shù)據(jù)作為考慮因素的情況下，對表明各合金元素和附加料的容許份量的取值范圍進(jìn)行調(diào)整，也就是縮小范圍。如果考慮到所收集的已鑄造熔液的數(shù)據(jù)，每個(gè)熔液被附加了“可鑄造”或“非可鑄造”的信息，則可以把一個(gè)特定的取值范圍確定為可允許的取值范圍，以前被證實(shí)是可鑄造的熔液處于此確定的取值范圍之內(nèi)。
為了盡可能降低計(jì)算費(fèi)用，按本發(fā)明的方法將份量的容許的取值范圍確定為若干個(gè)不等式的交集。通過一個(gè)不等式就可以把XY坐標(biāo)系統(tǒng)的整個(gè)面積分成兩個(gè)部分，即一個(gè)有效范圍和一個(gè)無效范圍。圖形中直線的一側(cè)的面積與一個(gè)不等式等價(jià)。此外，坐標(biāo)軸可以用于確定允許的取值范圍，這是由于各合金元素只可以為正數(shù)，因此僅要觀察第一象限。
在通常情況下，按本發(fā)明的方法必須把容許的取值范圍確定為若干條相交直線的交集。如果不使用坐標(biāo)軸的情況下，至少需要三條直線才能唯一地確立一個(gè)取值范圍。實(shí)踐證明，在大多情況下，需要三個(gè)以上的不等數(shù)，特別是四個(gè)不等數(shù)才能確定合適的取值范圍。
如果合金元素和/或附加元素的相互作用實(shí)施為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，則按發(fā)明的方法可以極快地和部分自動(dòng)地實(shí)施。計(jì)算并用圖示法表示取值范圍相對而言僅需要很短的計(jì)算時(shí)間。因此，在進(jìn)行熔液分析之后，即可直接確定，各合金元素和附加料的份量是否在允許的取值范圍以內(nèi)或者是否需要進(jìn)行進(jìn)一步處理。根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，按本發(fā)明的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)迭代實(shí)施。
在按本發(fā)明的方法中，同樣可以將模糊邏輯方法應(yīng)用于所述數(shù)學(xué)模型。作為補(bǔ)充或可選擇性的方案，也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于所述數(shù)學(xué)模型。
為了將實(shí)施本發(fā)明的方法的計(jì)算費(fèi)用控制在一定限度內(nèi)，可以為合金計(jì)算而預(yù)選對熔液鑄造性能有所影響的合金元素和/或附加元素。研究表明，僅一部分合金元素對鑄造性能有影響。如果一熔液具有十種元素，就必須檢驗(yàn)第一種元素和余下九種元素的配對，接下來是第二種元素和余下八種元素的配對，等等。因而，必須考慮到大量的元素配對。因此，具有實(shí)際意義的做法是，僅考慮會(huì)實(shí)際影響熔液的鑄造性能的那些合金元素和/或合金元素和/或附加料配對。這樣可以大大減小須考慮的元素配對的數(shù)量。與此同時(shí)，也可以減少須考慮的不等式即周邊條件的數(shù)量，從而簡化方程組的求解。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一種形式，在合金計(jì)算中可以考慮到如下合金元素和/或附加料之間的相互作用C、Si、Mn、S、Al、N、Zn、O2.結(jié)果證明，僅考慮上述八個(gè)合金元素上和附加料的相互作用，即可明顯改進(jìn)鑄造性能。
按本發(fā)明的方法可以這樣實(shí)施，即在合金計(jì)算中可以考慮到如下合金元素和/或附加料配對的相互作用N/O2、Zn/O2、S/Zn、C/Zn、Mn/S、Mn/N、Si/C、Al/C，尤其Si/O2、S/O2、Al/O2、S/C、N/C。理論上，由上文所述選出的八種合金元素可以組成28個(gè)配對。但是結(jié)果表明，其中只有13個(gè)配對對鑄造性能有所影響。在這13個(gè)配對中，僅5個(gè)合金元素或附加料的配對對鑄造性能有明顯的影響。如果從方法的經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)而僅考慮到這五個(gè)配對，仍可取得上文所述有關(guān)預(yù)測和控制鑄造性能的優(yōu)異成果。
在按本發(fā)明的方法中，可在同一張圖中標(biāo)明產(chǎn)生可鑄造熔液的一種或每種合金元素和/或一種或每種附加料的允許取值范圍以及在熔液中所測量到的實(shí)際值。在圖中，實(shí)際值以點(diǎn)或叉之類進(jìn)行標(biāo)記，從而可以一眼就看出，此實(shí)際值是否在允許取值范圍之內(nèi)。在這張圖中標(biāo)明了每個(gè)需加以考慮的取值配對，由此操作人員可看出，所有對鑄造性能有影響的周邊條件是否已被滿足，或者可以看出，對哪一種合金元素需要進(jìn)一步的處理，例如進(jìn)一步添加該合金元素。此外，也可以標(biāo)明一個(gè)所期望材料特性所具有的合金元素和/或附加料的允許取值范圍。
在按本發(fā)明的方法中，有益的是，在對熔液實(shí)行一個(gè)處理步驟之后，可以標(biāo)明一種合金元素或一個(gè)附加料的更新實(shí)際值。從而可以立即檢查借助上述處理步驟是否達(dá)到了期望的結(jié)果。
在按本發(fā)明的方法中，同樣可以在對熔液進(jìn)行若干處理步驟之后，將一種合金元素或附加料的各個(gè)實(shí)際值以點(diǎn)標(biāo)明，并用直線線段將其彼此連接。
按本發(fā)明的方法可特別有利地用在薄帶鑄造設(shè)備中，該薄帶鑄造設(shè)備以雙滾鑄造法而運(yùn)行。
此外，本發(fā)明還涉及一種二次冶金設(shè)備的控制設(shè)備，特別是一個(gè)坩堝爐，其具有一個(gè)分析待鑄造熔液的化學(xué)成分的模塊；一個(gè)模塊，其通過進(jìn)行合金計(jì)算而確定合金元素和/或附加料，使鋼材從而具有特定的材料特性；以及一個(gè)模塊，用于確定運(yùn)行圖，從而對熔液進(jìn)一步處理。
根據(jù)本發(fā)明，所述的控制設(shè)備用于實(shí)施所述的方法。


下面參照附圖，借助實(shí)施例對本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)進(jìn)行說明，其中圖1是按本發(fā)明的方法的流程示意圖；圖2是在考慮到相互作用的情況下，兩種合金元素的取值范圍的圖示；圖3是表示硫和碳元素的份量和可鑄造范圍的示意圖；以及圖4是表示硅和氧元素的份量和可鑄造范圍的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的示意圖表示用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法的流程。
按本發(fā)明的方法的出發(fā)點(diǎn)是進(jìn)行一種熔液分析，從而確定待鑄造熔液的化學(xué)成分。為此，所述熔液處于一個(gè)坩堝爐中，此坩堝爐與一個(gè)薄帶鑄造設(shè)備相連。在所述坩堝爐中對液態(tài)鋼進(jìn)行冶金處理，從而調(diào)整必要的材料參數(shù)。為了引起一定的化學(xué)反應(yīng)，可通過石墨電極向熔液供應(yīng)電能和/或熱能。熔液可以在坩堝爐中被電磁攪動(dòng)。合金元素和附加料，例如造渣劑、還原劑、脫硫劑等材料以自動(dòng)或手動(dòng)的方式添加。此外，還可以通過一惰性氣體(例如氬)來沖洗液態(tài)鋼或向其添加氧。
在進(jìn)行熔液的分析之后，將進(jìn)行一個(gè)合金計(jì)算1，從而將金屬的和非金屬的合金元素調(diào)整到一個(gè)已確定的范圍中。此合金計(jì)算用于計(jì)算附加料和合金元素的種類和數(shù)量，從而可以對當(dāng)時(shí)處于坩堝爐的液態(tài)鋼裝料進(jìn)行改變和處理，以便其能達(dá)到要求。首先，每種合金元素必須具有合適的比例，也就是合適的濃度。其中，每種元素均有一個(gè)具有下限和上限的公差帶。此外，本發(fā)明的方法將合金元素和附加料的相互作用作為考慮因素，其對鑄造性能有所影響。在合金計(jì)算1中使用的數(shù)學(xué)模型將所述相互作用作為考慮因素，使熔液在被處理之后具有非常大的可能性成為可鑄造的熔液。
在過去使用傳統(tǒng)的方法的時(shí)候積累了這樣的經(jīng)驗(yàn)雖然一熔液滿足了成品鋼材的材料特性的要求，但仍會(huì)出現(xiàn)例如表面缺陷或鋼粘在鑄造滾子上的情況，因而，必須將此熔液作為不可鑄造的熔液而放棄。
在進(jìn)行合金計(jì)算1之后，就會(huì)有關(guān)于鑄造性能的信息。如果計(jì)算得出熔液是可鑄造的，則根據(jù)本發(fā)明的方法繼續(xù)確定用于電爐鑄造和坩堝爐的運(yùn)行圖。如果合金計(jì)算的結(jié)果為“不可鑄造”，則比如必須添加其他的合金元素或附加料，或者采取一些處理步驟，例如添加惰性氣體或氧。根據(jù)關(guān)于液態(tài)鋼鑄造性能的預(yù)測，確定運(yùn)行坩堝爐的運(yùn)行圖以及規(guī)定金屬和非金屬添加物的添加和進(jìn)一步的處理。由于考慮到對鑄造性能有所影響的相互作用，這種考慮將成為運(yùn)行圖的附加條件或運(yùn)行圖會(huì)因而產(chǎn)生變化。此運(yùn)行圖確定為坩堝爐和二次冶金的運(yùn)行圖。
這種做法有利于熔液的選擇。如果熔液被證實(shí)為不可鑄造或使熔液具有鑄造性能的措施的花費(fèi)太高，就可以決定退回此熔液。在這種情況下，熔液必須在煉鋼車間再一次被處理。這樣可以避免在生產(chǎn)過程產(chǎn)生的由于失誤而帶來的費(fèi)用，并可以節(jié)省資源。
如果識(shí)別出，熔液可以通過金屬或非金屬的添加料變成一個(gè)可鑄造狀態(tài)，且此措施花費(fèi)不是太大，則可以通過用于坩堝爐和第二冶金的運(yùn)行圖來使熔液達(dá)到鑄造性能。這種措施的優(yōu)點(diǎn)在于，在生產(chǎn)過程中避免了由于失誤而帶來費(fèi)用，并且節(jié)省了資源。
如果識(shí)別出熔液是可鑄造的，則此熔液就可以根據(jù)為其制定的運(yùn)行圖在坩堝爐中被處理，并輸送給薄帶鑄造設(shè)備。
如果識(shí)別到，通過將影響材料特性的相互作用作為考慮因素可使更加有利地冶煉熔液，則可以在保持鑄造性能的情況下把這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。由此產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)在于，在考慮到鑄造性能的情況下，可對熔液進(jìn)行最佳地冶金調(diào)整。這樣同樣可以避免生產(chǎn)過程中由于失誤而帶來的費(fèi)用，并且可以節(jié)省資源。
如圖1所示，通過確定運(yùn)行圖2可以得出用于熔液的進(jìn)一步處理的控制參數(shù)。
圖2表示兩種合金元素的取值范圍，此取值范圍將對鑄造性能有所影響的相互作用作為考慮因素。
元素x和y份量的取值范圍沿x軸和y軸分別標(biāo)出。每個(gè)元素的取值范圍由兩個(gè)軸向平行的直線限制，此直線表明各材料在熔液中的最小或最大濃度。如果對熔液的分析值在直線的交集之內(nèi)，則滿足了對材料特性的要求。
但是只考慮到對材料特性的要求是不夠的。必須額外地考慮到對鑄造性能有所影響的相互作用。在圖2中通過直線線段3、4、5表示可鑄造的范圍。既滿足材料特性要求又滿足鑄造性能的要求熔液必須在兩個(gè)面積的交集內(nèi)。在圖2中，陰影部分表示這個(gè)有效范圍6。
由一個(gè)熔液分析得出一個(gè)數(shù)值7，此數(shù)值7滿足傳統(tǒng)鑄造操作的要求，這是因?yàn)槠湓谠豿和y有關(guān)于材料特性的取值范圍內(nèi)。但數(shù)值7不在有效范圍6內(nèi)，因此可以預(yù)料到，該熔液為不可鑄造。
另外一熔液的分析值為數(shù)值8，數(shù)值8在有效范圍6內(nèi)。這一點(diǎn)意味著此熔液不僅滿足對材料特性的要求，這是由于兩種元素x和y均在各自的公差范圍內(nèi)；而且此熔液具有鑄造性能，這是因?yàn)閿?shù)值8在直線線段3、4、5內(nèi)。這種情況下，如果涉及元素x和y，則此熔液可以鑄造。
上文以元素x和y為例而進(jìn)行的檢測可以對所有重要的值的配對實(shí)施，這些值的配對必須在有效取值范圍內(nèi)。必須至少考察如下的值配對Si/O2，S/O2，Al/O2，S/C，N/C。如果對這些條件的考察結(jié)果表明所有的元素均在有效范圍內(nèi)，則熔液很可能是可鑄造的。假如某一個(gè)數(shù)值不在有效范圍內(nèi)，就必須要進(jìn)行其他的處理步驟，例如添加一合金元素。但必須注意的是，在添加合金元素時(shí)，同樣會(huì)影響到其他的須考慮到的合金元素和附加料的份量或濃度。在通常的情況下，這些關(guān)系是非線性的，而且復(fù)雜。因此，考慮到對鑄造性能有所影響的相互作用的數(shù)學(xué)模型包括(例如)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或模糊邏輯方法。因此，通常的做法是，進(jìn)行迭代計(jì)算，如最佳化計(jì)算。這是為了通過添加最少量的合金元素和/或盡量低成本地來達(dá)到目的。
圖3是表示硫和碳元素的份量的示意圖。沿x軸是熔液中的碳濃度，而沿y軸是硫的濃度。在圖3中所示的三角形面積9是元素配對硫/碳的鑄造性能范圍。第一個(gè)分析值10不在三角形面積9內(nèi)，也就是在這種狀態(tài)上，該熔液是不可鑄造。因此，需對此熔液進(jìn)行處理，例如添加附加料，從而提高碳的份量和減少硫的份量。在進(jìn)行上述的處理之后再進(jìn)行一次分析，從而得出分析值11。雖然分析值11已接近鑄造性能范圍，但是還要進(jìn)行一個(gè)第二處理步驟，才能得出分析值12。分析值12在三角形面積9內(nèi)，即在可鑄造的范圍內(nèi)。同時(shí)也要保證，其他的須考慮到的元素和/或元素配對也在有效的范圍內(nèi)。
圖4表示硅和氧元素的份量和其可鑄造的范圍。
與圖3不同，圖4中的可鑄造范圍13由若干個(gè)直線線段表示，這些線段不構(gòu)成封閉的面積。在某些情況下，拋物線線段或三角函數(shù)線段也可以表示可鑄造的范圍。但是應(yīng)力求用直線線段定義有效范圍，從而控制計(jì)算所需成本。
第一個(gè)分析值14不在可鑄造范圍13內(nèi)。在對熔液進(jìn)行處理之后，得出分析值15。雖然該分析值15的氧含量提高了，但是卻提高太多，使分析值15又不在可鑄造范圍內(nèi)。在進(jìn)行進(jìn)一步處理步驟之后，才測量到分析值16。該分析值16就遵循對硅和氧元素所要求的條件。
在按本發(fā)明的方法中，操作人員在一個(gè)顯示器上可以同時(shí)看到五個(gè)最重要元素配對的示意圖。各個(gè)合金元素或附加料的分析值可以以數(shù)值的形式而被顯示在一個(gè)表格中。通過這種方式，操作人員一眼就看出，哪些數(shù)值正常以及哪些數(shù)值需要進(jìn)一步處理。
每一根據(jù)各熔液所測量到的數(shù)值都被存入一個(gè)數(shù)據(jù)庫。這樣，所述數(shù)學(xué)模型可以使用用不斷擴(kuò)大的數(shù)據(jù)庫，從而提高預(yù)測可能性。
權(quán)利要求
1.一種用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，通過分析一待鑄造熔液的化學(xué)成分、進(jìn)行合金計(jì)算和確定合金元素和/或附加料，使鋼材獲得特定的材料特性和確定用于對所述熔液作進(jìn)一步處理的運(yùn)行圖，其特征在于，所述合金計(jì)算計(jì)入對所述鑄造性能有所影響的所述合金元素和/或附加料相互作用作為附加條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，基于所收集的已鑄造的熔液的數(shù)據(jù)，分別將至少兩種合金元素和/或附加料彼此聯(lián)系起來，從而確定其份量對所述鑄造性能的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，對所收集數(shù)據(jù)的各已鑄造的熔液附加“可鑄造”和“不可鑄造”的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，基于所收集的關(guān)于已鑄造的熔液的數(shù)據(jù)以及彼此聯(lián)系的合金元素和/或附加料，確定合金元素和/或附加料份量的至少一個(gè)允許的取值范圍，可鑄造的熔液預(yù)計(jì)處于所述取值范圍之中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，所述允許的取值范圍確定為若干不等式的一個(gè)交集。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，所述允許的取值范圍確定為若干條相交直線的一個(gè)交集。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，所述合金元素和/或附加料的相互作用實(shí)施為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)學(xué)模型。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，將模糊邏輯方法應(yīng)用于所述數(shù)學(xué)模型。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于所述數(shù)學(xué)模型。
10.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，所述合金計(jì)算實(shí)施為迭代方法。
11.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，為所述合金計(jì)算而預(yù)選對熔液鑄造性能有所影響的合金元素和/或附加元素。
12.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，在所述合金計(jì)算中考慮到如下合金元素和/或附加料的相互作用C、Si、Mn、S、Al、N、Zn、O2。
13.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，在所述合金計(jì)算中考慮到如下合金元素和/或附加料配對的相互作用N/O2、Zn/O2、S/Zn、C/Zn、Mn/S、Mn/N、Si/C、Al/C，尤其是Si/O2、S/O2、Al/O2、S/C、N/C。
14.根據(jù)權(quán)利要求4至13中任一權(quán)利要求所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，在同一張圖中標(biāo)明產(chǎn)生可鑄造熔液的一種或每種合金元素和/或一種或每種附加料的允許取值范圍以及在熔液中所測量到的實(shí)際值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，在同一張圖中標(biāo)明產(chǎn)生所期望的材料特性的一種或每種合金元素和/或一種或每種附加料的允許取值范圍以及在熔液中所測量到的實(shí)際值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，在對所述熔液實(shí)行一個(gè)處理步驟之后，標(biāo)明一種合金元素或一種附加料的更新實(shí)際值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，在對所述熔液進(jìn)行若干處理步驟之后，將一種合金元素或附加料的各個(gè)實(shí)際值用點(diǎn)標(biāo)明，并用直線線段將其彼此連接。
18.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于尤其是以雙滾鑄造方法運(yùn)行的薄帶鑄造設(shè)備。
19.一種二次冶金設(shè)備的控制設(shè)備，所述冶金設(shè)備特別為一個(gè)坩堝爐，其具有一個(gè)分析待鑄造熔液的化學(xué)成分的模塊；一個(gè)通過進(jìn)行合金計(jì)算而確定合金元素和/或附加料，使鋼材從而獲得特定材料特性的模塊；以及一個(gè)用于確定運(yùn)行圖從而對熔液進(jìn)一步處理的模塊，所述控制設(shè)備的特征在于，所述控制設(shè)備采取用于實(shí)施根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一權(quán)利要求所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)測和控制液態(tài)鋼的鑄造性能的方法，通過分析一待鑄造熔液的化學(xué)成分，進(jìn)行合金計(jì)算和確定合金元素和/或附加料，以便鋼材能達(dá)到一定的材料特性和確定對所述熔液作進(jìn)一步處理的運(yùn)行圖，其中，將對鑄造性能有所影響的合金元素和/或附加料的相互作用作為附加條件加以考慮。
文檔編號(hào)B22D11/06GK1842384SQ200480024272
公開日2006年10月4日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者托馬斯·馬楚拉特, 漢斯-于爾根·奧伊恩豪森, 克勞斯·普羅諾爾德, 漢斯-赫伯特·韋爾克 申請人:西門子公司