專利名稱：一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金的連鑄二冷溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種智能精確控制寬厚板坯連鑄機(jī)二冷矯直區(qū)鑄坯內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)及方法，主要應(yīng)用于精確控制寬厚板連鑄坯內(nèi)弧角部進(jìn)入矯直區(qū)的溫度。
背景技術(shù)：
以連鑄生產(chǎn)含Nb、B等微合金鋼種為典型代表、廣泛發(fā)生于寬厚板坯內(nèi)弧角部表面的微橫裂紋是制約寬厚板坯連鑄機(jī)穩(wěn)定、高效化生產(chǎn)高品質(zhì)連鑄坯的普遍性難題，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量，極大地限制了現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)走品種效益路線。寬厚板坯內(nèi)弧角部表面的微橫裂紋在連鑄坯上的表現(xiàn)形式為細(xì)微的跨角裂紋，經(jīng)軋制擴(kuò)展后在鋼板邊部形成 “結(jié)疤”狀裂紋，極易造成鋼板降級甚至判廢。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該類型裂紋的成因主要為受寬厚板坯連鑄機(jī)自身冷卻特性以及二冷配水工藝不當(dāng)影響，連鑄坯通過矯直區(qū)時(shí)其角部區(qū)域的溫度恰好落入鋼的第三脆性溫度區(qū)，連鑄坯內(nèi)弧受到矯直扇形段較大的矯直拉應(yīng)力作用，引發(fā)連鑄坯內(nèi)弧角部產(chǎn)生連續(xù)性高溫沿晶韌性斷裂。目前，針對該類型裂紋的有效解決方法主要有兩種一、加大連鑄坯內(nèi)弧角部區(qū)域的冷卻強(qiáng)度，使連鑄坯“冷行”通過矯直區(qū)； 二、降低連鑄坯內(nèi)弧角部區(qū)域的冷卻強(qiáng)度，使連鑄坯“熱行”通過矯直區(qū)，從而達(dá)到連鑄坯過矯直區(qū)時(shí)坯殼角部溫度避開鋼的第三脆性溫度區(qū)，并降低其微橫裂紋發(fā)生的目的。然而， 在實(shí)際寬厚板坯連鑄生產(chǎn)中，因第一種方法易引發(fā)連鑄坯三角區(qū)裂紋而普遍采用第二種方法。在實(shí)際連鑄生產(chǎn)過程中，一方面由于寬厚板坯具有斷面大的特點(diǎn)，為確保連鑄坯在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生鼓肚行為和有效消除連鑄坯凝固潛熱，二冷水噴淋強(qiáng)度相比常規(guī)板坯連鑄大，受噴淋管直接噴淋至連鑄坯角部的冷卻水和由連鑄坯內(nèi)弧表面中部流向連鑄坯邊部的冷卻水共同冷卻作用，連鑄坯角部溫度下降速度較快；另一方面受寬厚板坯連鑄拉速相對低的影響，坯殼角部在鑄流內(nèi)受二維傳熱作用的時(shí)間增加，進(jìn)一步加劇了坯殼角部區(qū)域的降溫，極易引起連鑄坯邊角部通過矯直區(qū)時(shí)落入鋼的第三脆性溫度區(qū)。因此，降低連鑄坯邊角部區(qū)域受水量，減緩坯殼角部區(qū)域的降溫速度是有效提高連鑄坯進(jìn)矯直區(qū)溫度的方法。為此，為了有效解決該難題，近年來部分鋼鐵企業(yè)在新引進(jìn)的寬厚板連鑄機(jī)配裝了二冷幅切控制系統(tǒng)，通過在連鑄機(jī)鑄流橫向上配備兩套獨(dú)立供水回路，分別獨(dú)立控制鑄坯中部和邊部區(qū)域的冷卻水量，以降低鑄坯邊角部的冷卻強(qiáng)度，一定程度上減輕了鑄坯內(nèi)弧角部表面微橫裂紋的產(chǎn)生。然而，由于多數(shù)寬厚板連鑄機(jī)具備生產(chǎn)多個(gè)寬度規(guī)格斷面鑄坯的能力，在實(shí)際連鑄生產(chǎn)過程中需頻繁切換連鑄斷面的寬度，兩套獨(dú)立的供水回路無法滿足多個(gè)斷面寬度鑄坯的冷卻要求；當(dāng)鑄坯寬度由大寬度規(guī)格調(diào)整為較小寬度斷面時(shí)，受噴嘴流量特性的影響，由噴淋管噴射至連鑄坯邊角部表面的冷卻水量加大，連鑄坯角部降溫依然顯著，連鑄坯內(nèi)弧角部表面的微橫裂紋依然難以控制，因此，幅切控制系統(tǒng)具有一定的適用局限性。此外，在未配裝二冷幅切控制系統(tǒng)的寬厚板連鑄機(jī)上引入此系統(tǒng)，需重新對連鑄機(jī)二冷各冷卻區(qū)的供水回路進(jìn)行全面改造，扇形段上原有噴淋管的位置及數(shù)量也需重新優(yōu)化，而現(xiàn)有的寬厚板坯連鑄機(jī)的供水回路一般都是固化在扇形段內(nèi)部，重新改造供水回路勢必要對扇形段進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，不僅影響生產(chǎn)節(jié)奏，而且成本也較高。兩套獨(dú)立供水回路的協(xié)調(diào)工作也需要重新開發(fā)二冷水表，精確的二冷配水控制系統(tǒng)研發(fā)周期較長且十分復(fù)
ο近年來，部分常規(guī)寬厚板連鑄機(jī)未配備二冷幅切控制系統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)為了解決連鑄坯角部降溫過快的難題，除了開發(fā)二冷弱冷技術(shù)外，還采用封堵鑄流部分弧形段和矯直段扇形段邊部噴嘴的方法，大幅降低連鑄坯邊角部區(qū)域的冷卻強(qiáng)度，達(dá)到了有效提升連鑄坯邊角部溫度的目的，一定程度上也解決了連鑄坯內(nèi)弧角部微橫裂紋頻發(fā)的困擾；但卻由于較大范圍封堵鑄流邊部的噴淋管導(dǎo)致連鑄坯在鑄流橫向上冷卻極度不均，連鑄坯1/4寬度處坯殼溫度過高，引起連鑄坯中心偏析加劇，惡化了連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。此外，封堵噴淋管所對應(yīng)的扇形段支撐輥常因輥表面缺乏水膜潤滑保護(hù)和連鑄坯表面溫度過高影響，而導(dǎo)致連鑄坯表面的保護(hù)渣與氧化鐵皮混合物粘于其上，影響了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，中國專利CN1958193A公開了一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法及其裝置，實(shí)現(xiàn)了測溫結(jié)果與工藝數(shù)據(jù)的在線紀(jì)錄，解決了現(xiàn)有鑄坯表面溫度監(jiān)控?zé)o法與連鑄工藝等參數(shù)聯(lián)系起來的技術(shù)問題，但該發(fā)明的鑄坯表面溫度監(jiān)控系統(tǒng)無法根據(jù)鑄坯表面溫度變化情況反控制于鑄坯溫度場分布。因此，綜合不同鋼種連鑄坯角部高溫過矯直區(qū)的溫度要求和高內(nèi)部質(zhì)量連鑄坯生產(chǎn)要求，開發(fā)一種既能確保連鑄坯過矯直區(qū)高溫避開對應(yīng)鋼種的第三脆性溫度區(qū)，又能最大化保證連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量，并精確監(jiān)控連鑄坯二冷溫度場變化，且能夠反控制于連鑄坯溫度場分布的連鑄坯內(nèi)弧角部溫度精確控制系統(tǒng)顯得十分有必要。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可確保連鑄坯過矯直區(qū)時(shí)高溫避開鋼的第三脆性溫度區(qū)，且不影響連鑄坯的整體內(nèi)部質(zhì)量，減少連鑄坯邊角部微橫裂紋發(fā)生的智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)及方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)，包括測溫裝置、導(dǎo)流裝置及控制系統(tǒng)，所述測溫裝置由測溫管和紅外測溫探頭組成，所述紅外測溫探頭設(shè)置在測溫管的上端，所述測溫管的上端與壓縮空氣管道相連通；所述導(dǎo)流裝置由水平支撐架、支撐架連接桿和冷卻水收集導(dǎo)流管組成，所述支撐架連接桿的頂端與水平支撐架相連接，所述支撐架連接桿的底端與冷卻水收集導(dǎo)流管相連接；所述測溫管與測溫裝置液壓推進(jìn)器相連接，所述導(dǎo)流裝置的水平支撐架與導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器相連接，所述測溫裝置液壓推進(jìn)器和導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器分別與控制系統(tǒng)相連接；所述控制系統(tǒng)包括工控機(jī)、PLC控制器及A/D轉(zhuǎn)換器，所述工控機(jī)分別經(jīng)PLC控制器與導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器和測溫裝置液壓推進(jìn)器相連接，所述紅外測溫探頭經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器與工控機(jī)相連接。所述水平支撐架包括第一固定桿、第二固定桿和連接桿機(jī)械臂，所述連接桿機(jī)械臂的一端與第一固定桿相連接，另一端通過第二固定桿并與所述支撐架連接桿的頂端相連接。
為了減小在液壓推進(jìn)過程中導(dǎo)流裝置與扇形段之間的摩擦阻力和精確控制導(dǎo)流裝置的整體推進(jìn)距離，在所述第二固定桿的兩端設(shè)置有帶軌滑輪。一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟步驟一根據(jù)所生產(chǎn)鋼種的斷面收縮率確定連鑄坯角部高溫過矯直區(qū)的目標(biāo)表面溫度T;步驟二 根據(jù)計(jì)算機(jī)對主流工況下連鑄坯二冷溫度場的模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果，確定導(dǎo)流裝置的初始位置；步驟三根據(jù)所生產(chǎn)的連鑄坯的斷面寬度確定測溫裝置的位置；步驟四通過紅外測溫探頭讀入當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm ；步驟五判斷當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm是否大于或等于目標(biāo)表面溫度T，若是，則執(zhí)行步驟六；否則，轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟九；步驟六判斷當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm是否大于最大允許角部表面溫度 Tmax，若是，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟八；否則，執(zhí)行步驟七；步驟七固定導(dǎo)流裝置的位置，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟十一；步驟八回縮導(dǎo)流裝置Δ 1距離，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟四；步驟九判斷導(dǎo)流裝置的推進(jìn)量Lm是否大于或等于最大推進(jìn)距離Lmax，若是，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟七；否則，執(zhí)行步驟十；步驟十推進(jìn)導(dǎo)流裝置Δ 1距離，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟四；步驟^^一 結(jié)束。本發(fā)明的控制系統(tǒng)的控制原理為以鑄流矯直段入口處連鑄坯內(nèi)弧角部表面的實(shí)際測溫結(jié)果作為當(dāng)前連鑄坯內(nèi)弧角部附近區(qū)域冷卻強(qiáng)度的反饋，然后利用其與目標(biāo)表面溫度間的差距，通過小幅調(diào)整導(dǎo)流裝置的位置，實(shí)現(xiàn)對鑄流冷卻水噴淋寬度的動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而改變連鑄坯角部附近區(qū)域的冷卻強(qiáng)度，使得連鑄坯角部溫度向目標(biāo)表面溫度方向逼近，并使其最終穩(wěn)定于目標(biāo)表面溫度附近。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明可有效防止因鑄流兩側(cè)噴淋管直接噴射二冷水而導(dǎo)致的連鑄坯內(nèi)弧角部區(qū)域快速冷卻降溫；(2)通過本發(fā)明的導(dǎo)流裝置可有效減少鑄流中部流至連鑄坯角部的冷卻水量，防止因該部分冷卻而造成連鑄坯內(nèi)弧角部快速冷卻降溫；( 本發(fā)明可精確控制連鑄機(jī)鑄流矯直段入口處連鑄坯內(nèi)弧角部的溫度在目標(biāo)溫度士5°C范圍內(nèi)小范圍波動(dòng)，且具有智能性；(4)本發(fā)明具有較強(qiáng)的適用性，適用于目前鋼鐵企業(yè)主流寬厚板坯連鑄機(jī)任意斷面寬度和關(guān)鍵鋼種的連鑄坯生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明的智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的導(dǎo)流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)的控制方法的程序流程圖；圖4為連鑄生產(chǎn)中45#鋼在不同溫度下的斷面收縮率變化曲線圖；圖5為本發(fā)明的控制系統(tǒng)的原理框圖；圖中，1-冷卻水收集導(dǎo)流管，2-支撐架連接桿，3-噴淋管，4-連鑄坯，5-導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器，6-測溫裝置液壓推進(jìn)器，7-紅外測溫探頭，8-測溫管，9-壓縮空氣管道，10-控制系統(tǒng)，11-第-固定桿，12-第二固定桿，13-連接桿機(jī)械臂，14-帶軌滑輪，15-測溫裝置， 16-導(dǎo)流裝置，17-水平支撐架，θ -噴嘴噴射角度，1-冷卻水收集導(dǎo)流管入口與噴嘴口之間的距離，L-噴嘴與連鑄坯上表面之間的距離。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2所示，一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)，包括測溫裝置15、導(dǎo)流裝置16及控制系統(tǒng)10，所述測溫裝置15由不銹鋼材質(zhì)的測溫管8和非接觸式紅外測溫探頭7組成，所述紅外測溫探頭7設(shè)置在測溫管8的上端，所述測溫管8的上端與壓縮空氣管道9相連通；所述導(dǎo)流裝置16由水平支撐架17、支撐架連接桿2和冷卻水收集導(dǎo)流管1組成，所述支撐架連接桿2的頂端與水平支撐架17相連接，所述支撐架連接桿 2的底端與冷卻水收集導(dǎo)流管1相連接；所述測溫管8與測溫裝置液壓推進(jìn)器6相連接，所述導(dǎo)流裝置16的水平支撐架17與導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器5相連接，所述測溫裝置液壓推進(jìn)器6和導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器5分別與控制系統(tǒng)10相連接。所述水平支撐架17包括第一固定桿11、第二固定桿12和連接桿機(jī)械臂13，所述連接桿機(jī)械臂13的一端與第一固定桿11 相連接，另一端通過第二固定桿12并與所述支撐架連接桿2的頂端相連接。為了減小在液壓推進(jìn)過程中導(dǎo)流裝置16與扇形段之間的摩擦阻力和精確控制導(dǎo)流裝置16的整體推進(jìn)距離，在所述第二固定桿12的兩端設(shè)置有帶軌滑輪14。如圖5所示，所述控制系統(tǒng)10包括工控機(jī)、PLC控制器及A/D轉(zhuǎn)換器，所述工控機(jī)分別經(jīng)PLC控制器與導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器和測溫裝置液壓推進(jìn)器相連接，所述紅外測溫探頭經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器與工控機(jī)相連接。所述測溫裝置15的工作原理為非接觸式紅外測溫探頭7自身具有測溫信號(hào)輸出裝置，壓縮空氣管道9將帶有一定壓力的壓縮空氣吹入測溫管8內(nèi)，并由測溫管8下端吹出；利用壓縮空氣可打散連鑄坯角部表面附近的水蒸汽，實(shí)現(xiàn)連鑄坯角部溫度準(zhǔn)確連續(xù)測量；并將溫度測量結(jié)果通過紅外測溫探頭7的測溫信號(hào)輸出裝置傳送至控制系統(tǒng)10。該測溫裝置15的主要優(yōu)點(diǎn)是可最大化減輕連鑄二冷由于過大水汽造成的測溫誤差。所述導(dǎo)流裝置16的工作原理為導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器5根據(jù)控制系統(tǒng)10下發(fā)的位移推進(jìn)指令，精確帶動(dòng)水平支撐架17作水平推進(jìn)或回縮運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而整體帶動(dòng)固定于支撐架連接桿2下端的冷卻水收集導(dǎo)流管1，收集并導(dǎo)流由扇形段邊部噴淋管3噴射至連鑄坯4邊部、理想噴淋寬度以外區(qū)域的多余二冷水；實(shí)現(xiàn)對扇形段內(nèi)弧二冷水噴淋寬度的在線自動(dòng)精確幅切控制，達(dá)到自由控制連鑄坯4角部附近區(qū)域冷卻強(qiáng)度的目的。在所述導(dǎo)流裝置16中，冷卻水收集導(dǎo)流管1由直徑為40 55mm的鋼管，以及焊接在其上并與其呈15 30°角度、長40 60mm的開口狀收集口組成，且二者均為不銹鋼材質(zhì)；冷卻水收集導(dǎo)流管1的整體長度/pipe =八笤|+50-80mm，并整體以向下傾斜10 30°方
式固定于支撐架連接桿2上，冷卻水收集導(dǎo)流管1的個(gè)數(shù)與扇形段內(nèi)的噴淋管3排數(shù)一致。 所述第一固定桿11、第二固定桿12、連接桿機(jī)械臂13、支撐架連接桿2和帶軌滑輪14均為不銹鋼材質(zhì)。其中，第一固定桿11的設(shè)計(jì)是為了保證在導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器5的推動(dòng)下水平推進(jìn)整個(gè)水平支撐架17 ；第二固定桿12保持與第一固定桿11平行，其設(shè)計(jì)的主要目的是固定并支撐連接桿機(jī)械臂13 ；連接桿機(jī)械臂13根據(jù)扇形段內(nèi)各排噴嘴的位置穿透于第二固定桿12，并與第一固定桿11固定連接，其主要作用是固定連接具有冷卻水收集導(dǎo)流管 1的支撐架連接桿2，其長度為保證液壓推進(jìn)行程為0時(shí)，冷卻水收集導(dǎo)流管1的收集口與扇形段各邊部噴嘴噴出的二冷水扇形面距離為10 20mm，其個(gè)數(shù)與冷卻水收集導(dǎo)流管1個(gè)數(shù)相同；支撐架連接桿2的頂端垂直固定于連接桿機(jī)械臂13上，底端與冷卻水收集導(dǎo)流管 1相連，其長度為保證冷卻水收集導(dǎo)流管1入口與噴嘴口之間的距離1處于30 50mm范圍內(nèi)。所述的導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器5由一套液壓缸構(gòu)成，液壓缸的推進(jìn)端與第一固定桿11的中部固定相連，其推進(jìn)距離由控制系統(tǒng)10下發(fā)指令決定，最大行程選擇100 150mm。在所述測溫裝置15中，紅外測溫探頭7采用插入方式設(shè)置于測溫管8上端，測溫管8由測溫裝置液壓推進(jìn)器6固定，且確保垂直于連鑄坯4角部表面，測溫管8下端與連鑄坯4上表面距離保證在40 60mm范圍內(nèi)，測溫管8的直徑根據(jù)紅外測溫探頭7大小確定， 一般選擇40 50mm，長度選為100 120mm。為了保證連鑄坯4表面上方水汽有效消除， 最大限度減輕水汽對紅外測溫結(jié)果的影響，壓縮空氣管道9通入的壓縮空氣氣壓保證大于 0. 2Mpa。測溫裝置液壓推進(jìn)器6主要由伸縮式的液壓缸構(gòu)成，液壓缸最大行程由連鑄坯4 的最小斷面寬度決定。所述控制系統(tǒng)10主要由溫度數(shù)據(jù)接收模塊、智能分析模塊以及指令下發(fā)模塊組成。其中，溫度數(shù)據(jù)接收模塊按At時(shí)間頻率接收紅外測溫探頭7傳送來的溫度測量結(jié)果， 接收時(shí)間At主要受連鑄坯冷卻效果與連鑄坯溫度響應(yīng)決定，根據(jù)實(shí)際寬厚板坯拉速情況，一般選擇為anin。智能分析模塊則根據(jù)實(shí)測的連鑄坯角部表面溫度與目標(biāo)表面溫度的差距，分析調(diào)整導(dǎo)流裝置的位置。指令下發(fā)模塊則根據(jù)智能分析模塊分析所得的導(dǎo)流裝置推進(jìn)方向和位移大小結(jié)果下發(fā)指令至導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器5，從而實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)流裝置位置的精確控制?！N智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)的控制方法，如圖3所示，包括如下步驟步驟一由Gleeble高溫?zé)崮M機(jī)測定所生產(chǎn)鋼種在不同溫度下的斷面收縮率變化曲線，并確定其斷面收縮率達(dá)到60%時(shí)對應(yīng)的溫度T ；將該溫度T作為該鋼種連鑄生產(chǎn)時(shí)，連鑄坯角部高溫過矯直區(qū)的目標(biāo)表面溫度T，(例如連鑄生產(chǎn)45#鋼時(shí)的連鑄坯角部目標(biāo)表面溫度T取912°C，如圖4所示)；步驟二 覆蓋寬度是確定導(dǎo)流裝置初始位置的依據(jù)，根據(jù)連鑄現(xiàn)場主流工況(包括拉速、過熱度、二冷強(qiáng)度等)，通過計(jì)算機(jī)利用Ansys有限元軟件建立所生產(chǎn)鋼種的連鑄坯二冷溫度場二維有限元仿真計(jì)算模型，對連鑄坯二冷溫度場進(jìn)行模擬；然后，在二維有限元仿真計(jì)算模型中通過改變不同的連鑄坯角部二冷水覆蓋寬度計(jì)算條件，獲得相應(yīng)的連鑄坯二冷溫度場分布；并對照步驟一中所確定的連鑄坯角部目標(biāo)表面溫度T，根據(jù)對照結(jié)果所確定的連鑄坯角部二冷水覆蓋寬度確定導(dǎo)流裝置的初始位置；最后，通過連鑄現(xiàn)場試驗(yàn)最終確定該初始位置；步驟三根據(jù)所生產(chǎn)的連鑄坯的斷面寬度確定測溫裝置的位置；步驟四通過紅外測溫探頭讀入當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm ；步驟五判斷當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm是否大于或等于目標(biāo)表面溫度T，若是，則執(zhí)行步驟六；否則，轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟九；步驟六判斷當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm是否大于最大允許角部表面溫度 Tmax，若是，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟八；否則，執(zhí)行步驟七；步驟七固定導(dǎo)流裝置的位置，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟十一；步驟八回縮導(dǎo)流裝置Δ 1距離，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟四；步驟九判斷導(dǎo)流裝置的推進(jìn)量Lm是否大于或等于最大推進(jìn)距離Lmax，若是，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟七；否則，執(zhí)行步驟十；步驟十推進(jìn)導(dǎo)流裝置Δ 1距離，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟四；步驟^^一 結(jié)束。其中，Tmax = Τ+ΔΤ, Δ T-動(dòng)溫度，取值一般為5°C ；最大推進(jìn)距離Lmax —般取為確保其不超過各扇形段邊部噴嘴噴射角度3/4所對應(yīng)的水平距離；導(dǎo)流裝置每次的調(diào)整幅度Δ 1 一般選取為1 2_。
權(quán)利要求
1.一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)，其特征在于包括測溫裝置、導(dǎo)流裝置及控制系統(tǒng)，所述測溫裝置由測溫管和紅外測溫探頭組成，所述紅外測溫探頭設(shè)置在測溫管的上端，所述測溫管的上端與壓縮空氣管道相連通；所述導(dǎo)流裝置由水平支撐架、 支撐架連接桿和冷卻水收集導(dǎo)流管組成，所述支撐架連接桿的頂端與水平支撐架相連接， 所述支撐架連接桿的底端與冷卻水收集導(dǎo)流管相連接；所述測溫管與測溫裝置液壓推進(jìn)器相連接，所述導(dǎo)流裝置的水平支撐架與導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器相連接，所述測溫裝置液壓推進(jìn)器和導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器分別與控制系統(tǒng)相連接；所述控制系統(tǒng)包括工控機(jī)、PLC控制器及A/D轉(zhuǎn)換器，所述工控機(jī)分別經(jīng)PLC控制器與導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器和測溫裝置液壓推進(jìn)器相連接，所述紅外測溫探頭經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器與工控機(jī)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)，其特征在于所述水平支撐架包括第一固定桿、第二固定桿和連接桿機(jī)械臂，所述連接桿機(jī)械臂的一端與第一固定桿相連接，另一端通過第二固定桿并與所述支撐架連接桿的頂端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)，其特征在于在所述第二固定桿的兩端設(shè)置有帶軌滑輪。
4.權(quán)利要求1所述的一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)的控制方法， 其特征在于，包括如下步驟步驟一根據(jù)所生產(chǎn)鋼種的斷面收縮率確定連鑄坯角部高溫過矯直區(qū)的目標(biāo)表面溫度T ；步驟二 根據(jù)計(jì)算機(jī)對主流工況下連鑄坯二冷溫度場的模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果，確定導(dǎo)流裝置的初始位置；步驟三根據(jù)所生產(chǎn)的連鑄坯的斷面寬度確定測溫裝置的位置； 步驟四通過紅外測溫探頭讀入當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm ； 步驟五判斷當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm是否大于或等于目標(biāo)表面溫度T，若是，則執(zhí)行步驟六；否則，轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟九；步驟六判斷當(dāng)前連鑄坯的角部表面溫度Tm是否大于最大允許角部表面溫度Tmax，若是，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟八；否則，執(zhí)行步驟七；步驟七固定導(dǎo)流裝置的位置，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟十一； 步驟八回縮導(dǎo)流裝置Δ 1距離，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟四；步驟九判斷導(dǎo)流裝置的推進(jìn)量Lm是否大于或等于最大推進(jìn)距離Lmax，若是，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟七；否則，執(zhí)行步驟十；步驟十推進(jìn)導(dǎo)流裝置Δ1距離，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟四； 步驟十一結(jié)束。
全文摘要
一種智能控制寬厚板坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部溫度的系統(tǒng)及方法，屬于鋼鐵冶金的連鑄二冷溫度控制技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)包括測溫裝置、導(dǎo)流裝置及控制系統(tǒng)，測溫裝置由測溫管和紅外測溫探頭組成，紅外測溫探頭設(shè)置在測溫管上端，測溫管上端與壓縮空氣管道相連通；導(dǎo)流裝置的支撐架連接桿頂端與水平支撐架相連，支撐架連接桿底端與冷卻水收集導(dǎo)流管相連；測溫管與測溫裝置液壓推進(jìn)器相連，導(dǎo)流裝置的水平支撐架與導(dǎo)流裝置液壓推進(jìn)器相連，液壓推進(jìn)器與控制系統(tǒng)相連。方法以連鑄坯矯直區(qū)內(nèi)弧角部表面實(shí)際測溫結(jié)果作為二冷強(qiáng)度的反饋，利用其與目標(biāo)表面溫度的差距，通過調(diào)整導(dǎo)流裝置位置，實(shí)現(xiàn)對噴淋寬度動(dòng)態(tài)調(diào)整，達(dá)到精確控制鑄坯內(nèi)弧角部進(jìn)矯直區(qū)溫度的目的。
文檔編號(hào)B22D11/16GK102489680SQ20111044907
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者朱苗勇, 王衛(wèi)領(lǐng), 祭程, 蔡兆鎮(zhèn) 申請人:東北大學(xué)