專利名稱：三維動態配水的控制方法
技術領域：
本發明屬于冶金機械制造技術領域，具體涉及連鑄生成過程中一種三維動態配水的控制方法。
背景技術：
連鑄機二冷配水主要是通過吸收鑄坯中的熱量，降低鑄坯的溫度，實現鑄坯的凝固，從而實現鑄坯的生產。二冷配水主要通過噴嘴噴射到鑄坯表面的水量實現降低鑄坯的溫度。在實際生產過程中，鑄坯溫度降低的速度和均勻性直接影響最終鑄坯的質量。鑄坯在生產過程中，鑄坯寬度隨客戶的需求變化，但是鑄機的基本不會發生改變，因此當鑄坯寬度變窄時，如果鑄機參數不改變，直接導致鑄坯角度溫度過冷，產生角部裂紋，降低鑄坯的質量和合格率。 目前應對這些問題，大多數鋼廠都采用經驗方法進行噴嘴調節，或者邊生產邊調節工藝參數，避免角部溫度過低。現在的動態配水都無法解決這個問題，只能通過線下的模擬和反復的實驗解決，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鑄坯冷卻，但是目前的動態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，而噴嘴的這些參數都直接影響到鑄坯的溫度場均勻性，因此假設噴嘴安裝參數和噴水特性都處于最佳狀態，假設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情況，因此無法給出鑄坯表面溫度是否會導致過低的后果。其次由于沒有噴嘴各種參數，因此當鑄坯表面溫度不均勻時，也無法給出如何調整噴嘴參數，使鑄坯表面溫度均勻，達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工藝變化，鑄坯表面溫度不均勻時，進行三維動態配水的控制，給出噴嘴參數合理的調整成為工藝的一個重要環節。有關這方面的文獻報道例如申請號為201010547459. 5的名為方坯連鑄機二冷配水先進控制方法的發明專利，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二冷配水控制方法，具體是將拉坯速度這個參數按照工藝規定的時間間隔內采用有效拉速的方法進行處理，并且當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，對二冷區各段給定水量加以修正，動態計算出二冷區各段配水量；經過上述步驟，實現對方坯連鑄機二冷配水的控制。本發明可以防止鑄坯表面溫度出現過大波動，能夠動態計算出二冷各段水量，從而解決了傳統的冷卻水量-拉速設定方法的不足。然而，上述專利并沒有涉及到如何調整噴嘴參數，使鑄坯表面溫度均勻，從而實現在線動態配水。而這方面技術尚未有公開文獻披露
發明內容
本發明的目的是針對上述問題，本發明提出一種三維動態配水控制方法，要實現當鑄坯拉速波動或者生產工藝變化時，鑄坯表面發生溫度不均勻時，將給出合理的噴嘴調節方案，使得鑄坯的角部溫度能夠達到合理的冶金工藝要求，從而實現在線動態配水。本發明所采用的技術方案是一種三維動態配水的控制方法，將噴嘴的位置參數和噴嘴的水量參數引入控制方法中，其特征在于，包括以下步驟
首先，根據噴嘴的位置參數和噴嘴的水量參數，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上乘以實際水量大小，即得到實際的水流密度情況；當噴 嘴的位置發生改變時，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；當鑄機寬度兩側噴嘴具有獨立調節功能，三維動態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進行判斷，給出兩側噴嘴的位置調整參數和水量調整參數，從而使鑄坯表面溫度均勻性達到冶金工藝要求。本發明的有益效果是本發明的三維動態配水的控制方法通過引入噴嘴的安裝參數和噴嘴特性，能夠實時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，當鑄坯拉速波動或者生產工藝變化或鑄坯表面發生溫度不均勻時，此三維動態配水控制方法，將給出合理的噴嘴調節方案，使得鑄坯的角部溫度能夠達到合理的冶金工藝要求。
圖I是本發明的三維動態配水的控制方法中的板坯的三維模型。圖2是正常鑄坯生產時噴嘴布置圖。圖3是鑄坯寬度發生變化時噴嘴調整布置圖。圖4是噴嘴參數控制流程圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權利要求書限定范圍之內。在實際的鑄坯生產過程中，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致鑄坯冷卻過程的變化，目前的動態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，能夠指導用戶改變噴嘴的布置參數和對鑄坯寬度兩側噴嘴的水量單獨調節，因而避免了鑄坯表面溫度不均勻性。三維動態配水控制方法通過引入噴嘴的安裝位置參數和噴水水量參數，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，實現鑄坯的冷卻。在線實時控制過程中，如果噴嘴的位置不發生改變，鑄坯表面形成的水斑大小和水流密度的分布規律不會發生改變，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。當噴嘴的位置發生改變時，重新計算水斑的形狀和水流密度分布即可。如果鑄機寬面兩側噴嘴具有獨立調節功能，三維動態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進行判斷，給出兩側噴嘴的位置調整參數和水量調整參數，從而使鑄坯表面均勻性達到冶金工藝要求。 本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術 。
權利要求
1.一種三維動態配水的控制方法，將噴嘴的位置參數和噴嘴的水量參數引入控制方法中，其特征在于，包括以下步驟 首先，根據噴嘴的位置參數和噴嘴的水量參數，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上乘以實際水量大小，即得到實際的水流密度情況；當噴嘴的位置發生改變時，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；當鑄機寬度兩側噴嘴具有獨立調節功能，三維動態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進行判斷，給出兩側噴嘴的位置調整參數和水量調整參數，從而使鑄坯表面溫度均勻性達到冶金工藝要求。
全文摘要
本發明提供一種三維動態配水的控制方法，通過引入噴嘴的安裝參數和噴嘴特性，能夠實時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，當鑄坯拉速波動或者生產工藝變化或鑄坯表面發生溫度不均勻時，此三維動態配水控制方法，將給出合理的噴嘴調節方案，使得鑄坯的角部溫度能夠達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 優先權日2012年7月16日
發明者張曉峰, 劉洪波, 張愛霞, 李進 申請人:中冶連鑄技術工程股份有限公司