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专利号: 2021100942968
申请人: 黄红乾
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-09-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统,其特征在于,该系统由无级调速钢丝喂丝机装置、连铸中间包测温装置、电脑端中间包钢水温度控制系统和喂丝机应急控制装置组成;在连铸中间包浇注过程中,连铸中间包测温装置、无级调速钢丝喂丝机装置和电脑中间包钢水温度控制系统形成自反馈控制系统;电脑端中间包钢水温度控制系统根据测量的实时温度信息,自动调整无级调速喂丝机装置的喂丝速度和时间,通过冷钢丝喂丝熔化吸热实现中间包钢水的浇注温度恒温控制,将连铸中间包浇注的温度控制在目标浇注温度±5℃的波动范围内。

2.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统,其特征在于,无级调速钢丝喂丝机装置和连铸中间包测温装置均连接到电脑端中间包钢水温度控制系统,控制程序实时显示连铸中间包测温装置测量温度画面,无级调速钢丝喂丝机装置由温度控制程序进行速度控制;电脑端中间包钢水温度控制系统可以设定浇注过热度相应的参数;连铸大包浇注平台设计有应急开启及停止按钮,用于在特殊情况下人为控制喂丝机的应急开启和停止处理。喂丝装置在工作过程的喂丝切入位置位于中间包的钢包浇注水口附近,在钢包浇注冲击区域内,钢丝以30‑60°角度切入中间包钢水液面,严禁在中间包边缘进行喂丝。

3.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统,其特征在于,电脑温度控制程序需要获取上钢浇注炉次的冶炼数据信息,连铸回转台的钢包称重系统提供的实时钢水重量信息,连铸中间包测温系统的实时数据和连铸机运行的实时数据。

4.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统,其特征在于,变频无级调速钢丝喂丝机能以盘卷状钢丝作为原料进行喂丝作业,喂丝速度可以通过计算机控制无级调速,喂丝速度在0‑6m/s之间,喂丝速度调控响应时间在控制在5s内,喂丝机具备旋转功能,满足长时间在40‑60℃环境下的工作要求;盘卷状钢丝直径在Φ6‑15mm之间,钢丝成分为低碳钢丝,C含量要求小于0.2%,P含量不超过0.02%,S含量超过0.010%,盘卷规范,无交叉。

5.如权利要求4所述的无级调速钢丝喂丝机装置,其特征在于,喂丝机可以是一台或者多台,喂丝机的喂丝能力满足在任何连铸工作条件下,具备将中间包钢水整体温度降低5℃/min,确保调整中间包温度的快速响应能力。喂丝机喂丝机的设置台数可以通过下面公式确定:

式中N为工作喂丝机的台数,取整数,W为中间包设计额定容量,单位为t,Lvmax为连铸坯最大浇注速度,单位为t/min,Cp为融熔态钢水的比热容,单位为J/(g.K),Rm为冷钢丝的熔化热,单位为J/(g.K),R为喂丝机使用钢丝的直径,单位为m,Vmax为喂丝机的最大喂丝速度,单位为m/s.

6.如权利要求1所述一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统的连铸中间包测温装置是优选为连续测温装置,也可以常规快速热电偶间隔测温,但是测温频次不低于

5min/次。测温装置要求测温精度控制在±3℃,测温响应时间在30s以内。连续测温装置需要布置在中间包的塞棒一侧,位于中间包的中心位置,确保测量温度的准确性。

7.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统,其特征在于,如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统,其特征在于,连铸开浇后先启动中间包钢水温度控制程序,按照要求填写浇注过热度等设定参数信息,系统自动读取LF精炼、连铸机、回转台钢包称重系统、中间包温度测量装置及喂丝机等信息,自动计算浇注温度等信息,并将获取信息实时显示控制画面上。

8.如权利要求1所述的一种连铸中间包钢水浇注温度的自动化控制系统,其特征在于,工作过程分为五个阶段,分别为连铸首炉浇注阶段、钢包换包阶段、钢包开浇初期阶段、钢包浇注末期阶段及钢包稳态浇注阶段,不同工作阶段执行不同的控制模式;连铸首炉浇注阶段和钢包换包阶段,喂丝机是不工作的,并自动转离喂丝工位,不能影响钢包换包;钢包开浇初期阶段,当新钢包浇注吨位小于等于2倍的换包停浇期间的浇注钢水量时,喂丝机不工作;当新钢包浇注吨位大于2倍的换包停浇期间的浇注钢水量时,喂丝机自动转入工作位置,等待进一步控制信号;钢包浇注末期阶段阶段,当钢包浇注剩余钢水量小于5‑10%的钢包钢水总重量时,喂丝机自动停止工作并转离工位。

9.如权利要求8所述的钢包稳态浇注阶段,连铸中间包测温装置采用连续测温装置时,其特征在于,以连续测温装置的1分钟内测量平均温度作为依据,喂丝速度V0根据上一分钟测量的平均温度按照动态调整,计算公式如下:式中,Tcurr(i)为第i分钟的中间包实测温度,V0(i+1)是第i+1分钟的喂丝速度。R为钢丝直径,单位为mm。N为同时工作喂丝机个数,H为连铸坯厚度,单位为m;B为连铸坯宽度,单位为m;Lv为连铸的拉速,单位为单位为m/min;W为中间包设计额定容量,单位为t,若V0(i+1)>

0,按照计算速度进行下一阶段喂丝,若V0(i+1)≤0,喂丝机停止工作。

10.如权利要求8所述的钢包稳态浇注阶段,连铸中间包测温装置采用常规快速热电偶间隔测温时,其特征在于,间隔测温不低于5次/min,稳态浇注后3分钟内必须测第一个样,作为喂丝机启动的依据,两次测温间隔之间的喂丝速度按照下式确定:式中,n为距离上次测温时间的时间,取整数,单位为min,k为浇注钢包钢水的自然温降系数,单位为℃/min。未连续测温时,距上次测温时间每间隔一分钟,对喂丝速度进行调整一次,逐步降低喂丝速度,防止浇注温度过低。热快偶的重新测温后,按照上公式最新计算喂丝速度进行控制。