專利名稱：一種圓坯連鑄機(jī)熱坯壓力控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種圓坯連鑄機(jī)熱坯壓力控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
研究表明，圓坯不圓度缺陷形成的原因主要是兩類應(yīng)力導(dǎo)致的變形。一類是熱應(yīng)力，主要是由于鑄坯環(huán)形斷面上的不均勻凝固所致；另一類是機(jī)械應(yīng)力，主要是由于拉矯機(jī)拉矯輥的熱坯壓力過大所致。隨著連鑄技術(shù)的提高，新工藝、新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，在鑄坯均勻凝固方面取得了較大的突破，鑄坯的不均勻凝固導(dǎo)致的橢圓變形已經(jīng)得到較好地解決。但是對于因機(jī)械壓痕引起的不圓度缺陷問題上，還沒有形成系統(tǒng)的理論和方法，還只能經(jīng)過經(jīng)驗和多次調(diào)試試驗來制定合適的熱坯壓力；此外，實際生產(chǎn)中，即使不圓度滿足了質(zhì)量要求，但是仍然不能確定熱坯壓力是不是最優(yōu)。連鑄圓坯，尤其是連鑄大斷面圓坯，其拉坯和矯直過程熱坯壓力設(shè)計缺乏科學(xué)的理論依據(jù)，由其導(dǎo)致的圓坯壓痕缺陷和不圓度缺陷至今仍是制約圓坯生產(chǎn)質(zhì)量提升與成材率提高的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種圓坯連鑄機(jī)熱坯壓力控制系統(tǒng)和方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)制備的圓坯有壓痕和圓度不夠的技術(shù)問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種圓坯連鑄機(jī)熱坯壓力控制系統(tǒng)，包括參數(shù)獲取模塊、第一計算模塊、第二計算模塊、第一判斷模塊、第二判斷模塊、第三判斷模塊、第一調(diào)整模塊和第二調(diào)整模塊；所述參數(shù)獲取模塊，用于獲取連鑄機(jī)的性能參數(shù)、最大表面壓痕變形量、初始表面壓痕變形量和變形步長；所述第一計算模塊，用于根據(jù)所述初始表面壓痕變形量和變形步長，計算得到表面壓痕變形量；所述第二計算模塊，用于根據(jù)所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)，計算得到結(jié)晶器摩擦阻力、連鑄坯下滑力、連鑄坯矯直力和拉矯阻力；根據(jù)所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)和所述表面壓痕變形量，計算得到熱坯壓力；根據(jù)所述拉矯阻力和所述結(jié)晶器摩擦阻力，計算得到支撐輥的摩擦阻力；所述第一判斷模塊，用于判斷所述表面壓痕變形量是否大于所述最大表面壓痕變
形量;所述第二判斷模塊，用于根據(jù)所述第一判斷模塊的所述表面壓痕變形量小于所述最大表面壓痕變形量的結(jié)果，判斷所述熱坯壓力是否大于所述連鑄坯矯直力；所述第三判斷模塊，用于根據(jù)所述第二判斷模塊的所述熱坯壓力大于所述連鑄坯矯直力的結(jié)果，判斷所述結(jié)晶器摩擦阻力、所述支撐輥的摩擦阻力與所述拉矯阻力的和是否大于所述連鑄坯下滑力；所述第一調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述第一判斷模塊的所述表面壓痕變形量大于所述最大表面壓痕變形量的結(jié)果，調(diào)整所述變形步長；所述第二調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述第二判斷模塊的所述熱坯壓力小于所述連鑄坯矯直力的結(jié)果或所述第三判斷模塊的所述結(jié)晶器摩擦阻力、所述支撐輥的摩擦阻力與所述拉矯阻力的和小于所述連鑄坯下滑力的結(jié)果，將所述表面壓痕變形量作為所述初始表面壓
痕變形量。進(jìn)一步地，所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)包括連鑄坯斷面半徑、連鑄機(jī)半徑、連鑄坯斷面尺寸直徑、結(jié)晶器與連鑄坯的摩擦系數(shù)、連鑄坯屈服極限應(yīng)力、連鑄機(jī)半徑拉矯機(jī)個數(shù)、拉矯輥直徑半徑、拉矯輥的孔槽半徑孔槽直徑及深度、活塞桿或者活塞直徑和拉矯輥上輥自重。一種圓坯連鑄機(jī)熱坯壓力控制方法，包括如下步驟獲取連鑄機(jī)的性能參數(shù)、最大表面壓痕變形量、初始表面壓痕變形量和變形步長;根據(jù)所述初始表面壓痕變形量和變形步長，計算得到表面壓痕變形量；根據(jù)所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)，計算得到結(jié)晶器摩擦阻力、連鑄坯下滑力、連鑄坯矯直力和拉矯阻力；根據(jù)所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)和所述表面壓痕變形量，計算得到熱坯壓力；根據(jù)所述拉矯阻力和所述結(jié)晶器摩擦阻力，計算得到支撐輥的摩擦阻力；判斷所述表面壓痕變形量是否大于所述最大表面壓痕變形量；根據(jù)所述表面壓痕變形量小于所述最大表面壓痕變形量的判斷結(jié)果，判斷所述熱坯壓力是否大于所述連鑄坯矯直力；根據(jù)所述熱坯壓力大于所述連鑄坯矯直力的判斷結(jié)果，判斷所述結(jié)晶器摩擦阻力、所述支撐輥的摩擦阻力與所述拉矯阻力的和是否大于所述連鑄坯下滑力；根據(jù)所述表面壓痕變形量大于所述最大表面壓痕變形量的結(jié)果，調(diào)整所述變形步長;根據(jù)所述熱坯壓力小于所述連鑄坯矯直力的結(jié)果或所述結(jié)晶器摩擦阻力、所述支撐輥的摩擦阻力與所述拉矯阻力的和小于所述連鑄坯下滑力的結(jié)果，將所述表面壓痕變形量作為所述初始表面壓痕變形量。進(jìn)一步地，所述計算連鑄坯矯直力的方法如式(I)和式(2)所示
權(quán)利要求
1.一種圓坯連鑄機(jī)熱坯壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，包括參數(shù)獲取模塊、第一計算模塊、第二計算模塊、第一判斷模塊、第二判斷模塊、第三判斷模塊、第一調(diào)整模塊和第二調(diào)整模塊； 所述參數(shù)獲取模塊，用于獲取連鑄機(jī)的性能參數(shù)、最大表面壓痕變形量、初始表面壓痕變形量和變形步長； 所述第一計算模塊，用于根據(jù)所述初始表面壓痕變形量和變形步長，計算得到表面壓痕變形量； 所述第二計算模塊，用于根據(jù)所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)，計算得到結(jié)晶器摩擦阻力、連鑄坯下滑力、連鑄坯矯直力和拉矯阻力；根據(jù)所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)和所述表面壓痕變形量，計算得到熱坯壓力；根據(jù)所述拉矯阻力和所述結(jié)晶器摩擦阻力，計算得到支撐輥的摩擦阻力； 所述第一判斷模塊，用于判斷所述表面壓痕變形量是否大于所述最大表面壓痕變形量; 所述第二判斷模塊，用于根據(jù)所述第一判斷模塊的所述表面壓痕變形量小于所述最大表面壓痕變形量的結(jié)果，判斷所述熱坯壓力是否大于所述連鑄坯矯直力； 所述第三判斷模塊，用于根據(jù)所述第二判斷模塊的所述熱坯壓力大于所述連鑄坯矯直力的結(jié)果，判斷所述結(jié)晶器摩擦阻力、所述支撐輥的摩擦阻力與所述拉矯阻力的和是否大于所述連鑄坯下滑力； 所述第一調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述第一判斷模塊的所述表面壓痕變形量大于所述最大表面壓痕變形量的結(jié)果，調(diào)整所述變形步長； 所述第二調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述第二判斷模塊的所述熱坯壓力小于所述連鑄坯矯直力的結(jié)果或所述第三判斷模塊的所述結(jié)晶器摩擦阻力、所述支撐輥的摩擦阻力與所述拉矯阻力的和小于所述連鑄坯下滑力的結(jié)果，將所述表面壓痕變形量作為所述初始表面壓痕變形量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)包括連鑄坯斷面半徑、連鑄機(jī)半徑、連鑄坯斷面尺寸直徑、結(jié)晶器與連鑄坯的摩擦系數(shù)、連鑄坯屈服極限應(yīng)力、連鑄機(jī)半徑拉矯機(jī)個數(shù)、拉矯輥直徑半徑、拉矯輥的孔槽半徑孔槽直徑及深度、活塞桿或者活塞直徑和拉矯輥上輥自重。
3.—種圓坯連鑄機(jī)熱坯壓力控制方法，其特征在于，包括如下步驟 獲取連鑄機(jī)的性能參數(shù)、最大表面壓痕變形量、初始表面壓痕變形量和變形步長； 根據(jù)所述初始表面壓痕變形量和變形步長，計算得到表面壓痕變形量； 根據(jù)所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)，計算得到結(jié)晶器摩擦阻力、連鑄坯下滑力、連鑄坯矯直力和拉矯阻力；根據(jù)所述連鑄機(jī)的性能參數(shù)和所述表面壓痕變形量，計算得到熱坯壓力；根據(jù)所述拉矯阻力和所述結(jié)晶器摩擦阻力，計算得到支撐輥的摩擦阻力； 判斷所述表面壓痕變形量是否大于所述最大表面壓痕變形量； 根據(jù)所述表面壓痕變形量小于所述最大表面壓痕變形量的判斷結(jié)果，判斷所述熱坯壓力是否大于所述連鑄坯矯直力； 根據(jù)所述熱坯壓力大于所述連鑄坯矯直力的判斷結(jié)果，判斷所述結(jié)晶器摩擦阻力、所述支撐輥的摩擦阻力與所述拉矯阻力的和是否大于所述連鑄坯下滑力；根據(jù)所述表面壓痕變形量大于所述最大表面壓痕變形量的結(jié)果，調(diào)整所述變形步長；根據(jù)所述熱坯壓力小于所述連鑄坯矯直力的結(jié)果或所述結(jié)晶器摩擦阻力、所述支撐輥的摩擦阻力與所述拉矯阻力的和小于所述連鑄坯下滑力的結(jié)果，將所述表面壓痕變形量作為所述初始表面壓痕變形量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算連鑄坯矯直力的方法如式(I)和式⑵所示
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算熱坯壓力的方法為如式(3)所示
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算結(jié)晶器摩擦阻力的方法如式(8)所示
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算連鑄坯下滑力的方法如式(9)所示
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算拉矯阻力的方法如式(10)所示
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計算得到支撐輥的摩擦阻力的方法如式(11)所示 Rr= (RJRf)/10 (11) 其中，Rf為拉矯阻力；Rm為結(jié)晶器摩擦阻力；Rr為支撐輥的摩擦阻力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圓坯連鑄機(jī)熱坯壓力控制系統(tǒng)和方法，屬于煉鋼連鑄技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括參數(shù)獲取模塊、第一計算模塊、第二計算模塊、第一判斷模塊、第二判斷模塊、第三判斷模塊、第一調(diào)整模塊和第二調(diào)整模塊；其中，參數(shù)獲取模塊用于獲取連鑄機(jī)的性能參數(shù)、設(shè)定的最大表面壓痕變形量、設(shè)定的初始表面壓痕變形量和變形步長；計算模塊根據(jù)連鑄機(jī)的性能參數(shù)，分別計算結(jié)晶器摩擦阻力、連鑄坯下滑力、連鑄坯矯直力、熱坯壓力、拉矯阻力和支撐輥的摩擦阻力；第一判斷模塊判斷初始表面壓痕變形量是否大于最大表面壓痕變形量；調(diào)整模塊用于根據(jù)初始表面壓痕變形量和變形步長，得到表面壓痕變形量。本發(fā)明可有效降低圓鑄坯的表面壓痕，提高連鑄坯質(zhì)量率。
文檔編號B22D11/16GK103008596SQ20131000190
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者韓占光, 孫鐵漢, 葉麗, 宋曉燕, 李智 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司