CN113084113B - 一种适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法,该方法利用微积分方程准确计算出可适用于多种可变工艺条件下的中间包中混合钢水成份随时间的变化规律方程,计算出中间包中混合钢水成份达到高牌号钢种要求的时间,以此时间为节点,此后生产的铸坯判为高牌号铸坯。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体地,本发明涉及一种适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法。
背景技术
在炼钢生产中的连铸工序中,为提高连铸生产速度,节约中间包的更换时间和更换费用,连铸工序对于成份和性能相近的钢种一般采取混浇的方法进行生产,混浇的过程中,不同钢种牌号钢水之间出现混合,目前公布的技术中只能通过对混浇钢水成份进行检测分析,然后根据检测数据拟合出中间包中混合钢水的成份随时间的变化规律方程,但该拟合方程只适用于“产出检测数据所对应的工艺环境”,对外扩展性差,目前还没有能适用于多种可变混浇工艺环境下,中间包内混合钢水的成份随时间的变化规律方程。由于无法准确计算该部分混合钢水的成份,目前大部分钢厂的连铸坯混浇改判工艺是整炉高牌号混浇钢水全判为低牌号钢水,造成化学成份成本的浪费。
随着钢铁冶炼设备的进步,目前国内钢厂的钢包容量普遍大于100吨,中间包容量约为30~60吨,根据分析,新钢包开浇后,中间包内的钢水成份含量随浇铸时间快速变化,该炉钢包的浇铸中后期,中间包内的钢水成份就能与新钢包内的钢水成份接近一致,新钢包浇铸中后期生产出的连铸坯完全可以不进行改判,以减少高牌号钢水的浪费。
发明内容
针对以上问题,本发明提供一种适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法,该方法利用微积分方程准确计算出可适用于多种可变工艺条件下的中间包中混合钢水成份随时间的变化规律方程,计算出中间包中混合钢水成份达到高牌号钢种要求的时间,以此时间为节点,此后生产的铸坯判为高牌号铸坯。
为达到上述目的,本发明采用了如下的技术方案:
一种适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法,所述混浇方法包括以下步骤:
步骤一、在连铸生产中,先生产低牌号钢种,再生产高牌号钢种,生产低牌号钢种、高牌号钢种以及两种钢种混浇时的连铸机铸坯拉速保持不变;
步骤二、低牌号钢种的炉次浇铸完毕后,中间包内液位降低至400~500mm时,高牌号钢种炉次的大包开始开浇;大包开浇后,钢包滑动水口阀门开口度设置为100%,中间包钢水液位迅速上升,中间包钢水液位上升至最高时,减少钢包滑动水口阀门开口度,降低钢包内钢水注入中间包的注入速度,控制中间包钢水液位处于不升不降的稳定状态;
步骤三、高牌号钢种开浇后,中间包中混合钢水的化学成份ω中随时间t的变化规律按下列公式进行计算:
1)、在大包开浇至中间包钢水满包过程中,中间包中混合钢水的化学成份ω中随时间t的变化规律方程按以下列公式(1)进行计算:
其中,V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,吨/分钟;ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号钢种钢水开浇后的时间,分钟;V中为中间包钢水向结晶器的注入速度,吨/分钟;ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;Q0为高牌号钢种钢水开浇前中间包内钢水的质量,吨;ω低牌号为低牌号钢水中的化学成份浓度;
2)、中间包钢水满包之后,中间包钢水液位不发生变化,也即是中间包钢水重量不发生变化,中间包中混合钢水的化学成份ω中随时间t的变化规律按以下公式(2)进行计算:
公式(2)中,V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,吨/分钟;ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号钢种钢水开浇后的时间,分钟;V中为中间包钢水向结晶器的注入速度,此时V钢=V中,吨/分钟;ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;Q中为中间包钢水的质量,吨;C为常数;
其中,C的计算过程如下,先由公式(1)计算出中间包满包时的t和ω中,再将t和ω中代入公式(2)中,计算出C;
步骤四、在公式(1)或公式(2)中输入以下数据:钢包钢水向中间包的注入速度、钢包钢水中的化学成份浓度、高牌号钢种钢水开浇后的时间、中间包钢水向结晶器的注入速度、高牌号钢种钢水开浇前中间包内钢水的质量、低牌号钢水中的化学成份浓度和中间包钢水的质量,计算得到中间包钢水中的化学成份浓度,当中间包钢水中的化学成份浓度均满足高牌号钢种的成份标准时,以最后达到高牌号钢种的成份标准的某一成分的时间t为判定铸坯为高牌号铸坯的时间节点,该时间节点后的铸坯为高牌号铸坯,该时间节点前的铸坯为低牌号铸坯。
本发明中,钢水中的化学成份是C、Si、Mn、P、S、Nb、V和Ti中的一种。在具体实施过程中,由于钢种的不同,因此,钢水中的化学成份也可以是上述化学成份之外的其他化学成份,其根据所冶炼钢种的不同而不同。
结合实际,本发明混浇方法的具体措施为:
步骤一、在连铸生产中,先生产低牌号钢种,再生产高牌号钢种。
所述低牌号钢种和高牌号钢种的物理性能存在重合区间。
所述低牌号钢种为化学成份含量、物理力学性能要求较低的钢种;
所述高牌号钢种为化学成份含量、物理力学性能要求较高的钢种。
步骤二、低牌号钢种的炉次浇铸完毕后,中间包内液位降低至400~500mm时,高牌号钢种炉次的大包开始开浇。
生产低牌号钢种、高牌号钢种以及两种钢种混浇时的连铸机铸坯拉速保持不变。
大包开浇后,钢包滑动水口阀门开口度设置为100%,中间包钢水液位迅速上升,中间包钢水液位上升至最高时,减少钢包滑动水口阀门开口度,降低钢包内钢水注入中间包的注入速度,控制中间包钢水液位处于不升不降的稳定状态。
所述大包为连铸工序中向中间包内注入钢水的钢包。
所述中间包为连铸工序中用到的一个耐火材料容器,首先接受从钢包浇下来的钢水,然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。
所述中间包钢水液位为中间包内钢水的深度。
步骤三、高牌号钢种开浇后,中间包中混合钢水中化学成份ω中随时间t的变化规律方程按以下列公式进行计算:
1)、在大包开浇至中间包钢水满包过程时,中间包中混合钢水中化学成份ω中随时间t的变化规律方程按以下列公式(1)进行计算:
其中,V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,(吨/分钟);ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号钢水开浇后的时间,(分钟);V中为中间包钢水离开中间包的速度,也即是中间包钢水向结晶器的注入速度,(吨/分钟);ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;Q0为高牌号钢水开浇前中间包内钢水的质量,(吨);ω低牌号为低牌号钢水中的化学成份浓度;
本发明中计算公式(1)的推导过程为:
根据:(注入中间包钢水中的化学成份质量)-(离开中间包钢水中的化学成份质量)=中间包内钢水中化学成份质量的变化量,得式①;
中间包内钢水中化学成份质量的变化量=(t+Δt时刻中间包钢水中的化学成份质量)-(t时刻中间包钢水中的化学成份质量),得式②;
中间包内钢水中化学成份浓度的变化量=(t+Δt时刻中间包钢水中的化学成份浓度)-(t时刻中间包钢水中的化学成份浓度),得式③;
V钢*ω钢*Δt-V中*ω中*Δt=ΔW合 ①
ΔW合=ω(t+Δt)*[Q0+(V钢-V中)*(t+Δt)]-ωt*[Q0+(V钢-V中)*Δt] ②
ω(t+Δt)-ωt=Δω中 ③
式①②③中V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,(吨/分钟);ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号钢水开浇后的时间,(分钟);V中为中间包钢水离开中间包的速度,也即是中间包钢水向结晶器的注入速度,(吨/分钟);ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;W中为中间包钢水中化学成份质量,(吨);ω(t+Δt)为t+Δt时刻中间包钢水中的化学成份浓度;ωt为t时刻中间包钢水中的化学成份浓度;Q0为高牌号钢水开浇前中间包内钢水的质量,(吨);ω低牌号为低牌号钢水中的化学成份浓度;
联立式①②③得下式④:
V钢*ω钢*Δt-V中*ω中*Δt=Δω中*[Q0+(V钢-V中)*t]+ω(t+Δt)*(V钢-V中)*Δt ④
在Δt趋近与0时,t+Δt时刻中间包钢水中的化学成份浓度等于t时刻的中间包钢水中的化学成份浓度,得式⑤;
在Δt趋近与0时,联立式④⑤得⑥:
V钢*ω钢*Δt-V钢*ω中*Δt=Δω中*[Q0+(V钢-V中)*t] ⑥
式⑥中,在确定的混浇工艺和连铸设备情况下,V钢、V中、ω钢、Q0为定值,t和ω中为变量,因此将式⑥变换为下式⑦;
将式⑦变换为下式⑧;
设[Q0+(V钢-V中)*t]为一个变量,(V钢*ω钢-V钢*ω中)为另一个变量,对对上式两边分别积分得:
2)、中间包钢水满包之后,中间包钢水液位不发生变化,也即是中间包钢水重量不发生变化,中间包中混合钢水化学成份ω中随时间t的变化规律方程式以下列公式(2)进行计算:
公式(2)中的V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,(吨/分钟);ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号钢水开浇后的时间,(分钟);V中为中间包钢水向结晶器的注入速度,此时V钢=V中,(吨/分钟);ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;Q中为中间包钢水的质量,(吨);C为常数;
公式(2)的推导过程为:
式中的V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,(吨/分钟);ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号钢水开浇后的时间,(分钟);ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;V中为中间包钢水向结晶器的注入速度,此时V钢=V中,(吨/分钟);Q中为中间包钢水中的钢水的质量,(吨);
设t为一个变量,(V钢*ω钢-V中*ω中)为另一个变量,对对上式两边分别积分得:
步骤四、根据步骤三所述的计算公式(1)和计算公式(2)利用计算机编制混浇钢水中化学成份浓度变化模型,模型自动从炼钢***中读取钢包内高牌号钢水成份、上一炉低牌号钢水成份,读取连铸***中的高牌号钢水钢包开浇时间、高牌号钢水开浇时的中间包内钢水质量、钢包注入中间包内钢水速度,由中间包流入结晶器内钢水速度、中间包满包钢水质量等参数,根据参数自动计算出钢水中C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti等元素的百分含量随高牌号钢种开浇时间的变化方程。计算出中间包中混合钢水成份达到高牌号钢种要求的时间,以此时间为节点,此后生产的铸坯判为高牌号铸坯,此前生产的铸坯判为低牌号铸坯。
步骤五、由于该炉高牌号钢水生产的铸坯属于混浇铸坯,铸坯中成份有一个逐步变化的过程,对该炉高牌号钢水生产的每只铸坯都进行单独标记,并用于轧制不同厚度的轧材。
由于该炉钢水前期混浇浇铸工艺所生产的低牌号铸坯的化学成份范围处于低牌号钢水的成份至高牌号钢水的内控成份下限之间,其化学成份含量要稍高于不混浇工艺下所生产低牌号钢种的中限化学成份含量,为降低轧材强度,因此该炉钢水所生成的低牌号铸坯用于轧制厚度大于12mm的低牌号轧材。
由于该炉钢水后期混浇浇铸工艺所生成的高牌号铸坯中的化学成份处于高牌号钢水的内控成份下限至高牌号钢水的正常成份之间,其化学成份含量要稍低于不混浇工艺下生产的高牌号铸坯的中限化学成份,为提高轧材强度,所生成的高牌号铸坯用于轧制厚度小于5mm的高牌号轧材。
与现有技术相比,本发明的优点如下:
1)、本发明提供的中间包中混合钢水成份随时间的变化规律方程中含有的字母变量中,含有与连铸工艺设备情况相对应的自变量,比如向中间包注入钢水的速度、流出中间包钢水速度、高牌号钢水开浇时刻、中间包钢水重量等,该部分变量可对应变化的连铸工艺工况,因此本发明提供的中间包中混合钢水成份随时间的变化规律方程可适用于多种可变工艺条件,方程适用性广,对外扩展性好。
2)、本发明利用方程精确计算中间包中混合钢水成份随时间的变化规律,从而精准确定中间包内钢水成份符合高牌号钢种标准要求的时间节点,并根据该时间节点确定钢坯改判工艺,可减少不正确改判所造成的化学成份损失。
3)、由于混浇铸坯的成份相较于不混浇铸坯有差别,判为高牌号钢种的混浇铸坯化学成份会稍低于正常不混浇高牌号铸坯的成份,因此该部分高牌号钢种的混浇铸坯用于生产厚度小于5mm的高牌号薄规格轧材,薄规格轧材用于轧制压下率大,钢材强度和韧性会随压下率增大而增大,能提高钢材性能合格率,减少性能低于下限现象的发生。
判为低牌号钢种的混浇铸坯化学成份会稍高于正常不混浇低牌号铸坯的成份,因此该部分低牌号钢种的混浇铸坯用于生产厚度大于12mm的低牌号厚规格轧材,厚规格轧材由于轧制压下率小,钢材强度和韧性会随压下率减大而降低,减少低牌号轧材物理性能超上限现象的发生,能提高钢材性能合格率。
具体实施方式
下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1:
一种适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法,所述混浇方法包括以下步骤:
步骤一、在连铸生产中,采用Q355B和Q235B进行混浇,连铸生产中,先生产低牌号钢种Q235B,再生产高牌号钢种Q355B。
所述低牌号钢种Q235B和高牌号钢种Q355B的物理性能存在重合区间。
所述低牌号钢种Q235B为化学成份含量、物理力学性能要求较低的钢种;
所述高牌号钢种Q355B为化学成份含量、物理力学性能要求较高的钢种。
步骤二、低牌号钢种Q235B的炉次浇铸完毕后,中间包内液位降低至400mm时,高牌号钢种Q355B炉次的大包开始开浇。
生产低牌号钢种Q235B、高牌号钢种Q355B以及两种钢种混浇时的连铸机铸坯拉速保持不变。
大包开浇后,钢包滑动水口阀门开口度设置为100%,中间包钢水液位迅速上升,中间包钢水液位上升至最高时(727mm),减少钢包滑动水口阀门开口度,降低钢包内钢水注入中间包的注入速度,控制中间包钢水液位处于不升不降的稳定状态。
所述大包为连铸工序中向中间包内注入钢水的钢包。
所述中间包为连铸工序中用到的一个耐火材料容器,首先接受从钢包浇下来的钢水,然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。
所述中间包钢水液位为中间包内钢水的深度。
步骤三、高牌号钢种开浇后,中间包中混合钢水化学成份ω中随时间t的变化规律方程按以下列公式进行计算:
1)、在大包开浇至中间包钢水满包过程时,中间包中混合钢水化学成份ω中随时间t的变化规律方程按以下列公式(1)进行计算:
V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,(吨/分钟);ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号Q355B钢水开浇后的时间,(分钟);V中为中间包钢水离开中间包的速度,也即是中间包钢水向结晶器的注入速度,(吨/分钟);ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;Q0为高牌号Q355B钢水开浇前中间包内钢水的质量,(吨);ω低牌号为低牌号Q235B钢水中的化学成份浓度;
2)、中间包钢水满包之后,中间包钢水液位不发生变化,也即是中间包钢水重量不发生变化,中间包中混合钢水成份ω中随时间t的变化规律方程式以下列公式(2)进行计算:
公式(2)中的V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,(吨/分钟);ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号Q355B钢水开浇后的时间,(分钟);ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;V中为中间包钢水向结晶器的注入速度,此时V钢=V中,(吨/分钟);Q中为中间包钢水的质量,(吨);C为常数;
步骤四、根据步骤三所述的计算公式(1)和计算公式(2)利用计算机编制混浇钢水中化学成份浓度变化模型,模型自动从炼钢***中读取钢包内高牌号钢水Q355B成份、上一炉低牌号钢水Q235B的成份,读取连铸***中的高牌号钢水Q355B钢包开浇时间、高牌号钢水Q355B开浇时的中间包内钢水质量、钢包注入中间包内钢水速度,由中间包流入结晶器内钢水速度、中间包满包钢水质量等参数,根据参数自动计算出钢水中C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti等元素的百分含量随高牌号钢种开浇时间的变化方程。计算出中间包中混合钢水成份达到高牌号钢种要求的时间,以此时间为节点,此后生产的铸坯判为高牌号铸坯,此前生产的铸坯判为低牌号铸坯。
本实施例中,高牌号钢种开浇后,钢包注入中间包钢水速度V钢:9吨/min;由中间包流出钢水速度V中:4吨/min;高牌号钢种开浇时,中间包钢水的重量Q0:22吨;满包中间包钢水重量:40吨;中间包满包后,钢包注入中间包钢水速度V钢:4吨/min。Q235B和Q355B的化学成份内控范围及实际成份如下表1所示:
表1、Q235B和Q355B的化学成份内控范围及实际成份
根据以上参数可知,高牌号钢种开浇后3.6min时,中间包满包,采用上式(1)计算满包时中间包中化学成份C、Si、Mn、P、Ti成份的ω中成份,作为示例,本发明将以上连铸参数、高牌号钢水中的碳含量、低牌号钢水中的碳含量带入式(1),计算出了满包时刻,中间包钢水中的碳含量,如下式所示。
在中间包满包时刻,其他Si、Mn、P、Ti元素含量的计算过程就不一一列式展示了,只将计算结果填写在表2中。
满包后,中间包钢水中成份变化规律采用如上式(2)计算;
首先,将下表2中间包钢水刚满包的t满时刻值,中间包钢水中的化学成份浓度ω满值,代入式(1),可解出式(2)中的常数C。作为示例,本发明将以上连铸参数、高牌号钢水中的碳含量、低牌号钢水中的碳含量带入式(2),计算出“计算化学成份碳含量变化方程(2)中的常数C值”,如下式所示,其他“计算Si、Mn、P、Ti元素含量变化方程(2)中的常数C值”的计算过程就不一一列式展示了,只将计算结果填写在表2中。
然后将C值代入式(2),然后利用式(2),得下式,计算出碳含量达到内控下限0.16%的时间t,如下式;
此处需要说明的是,若满包时刻的化学成份浓度大于高牌号钢水内控下限,则用方程式(1)计算化学成份浓度达到内控下限所需的时间t,若满包时刻的化学成份浓度小于高牌号钢水内控下限,则用方程式(2)计算化学成份浓度达到内控下限所需的时间t。
作为示例,本发明将以上连铸参数、高牌号钢水中的碳含量、低牌号钢水中的碳含量带入方程(2),计算出高牌号Q355B钢水开浇后,中间包钢水中碳含量达到Q355B内控下限0.16%的时间,其他“计算Si、Mn、P、Ti元素含量达到Q355B内控下限的时间”的计算过程就不一一列式展示了,只将计算结果填写在表2中。
t=8.9min
由下表2可看出,高牌号钢水钢包开浇后,中间包内C、Si、Mn、P、S、Ti元素含量分别在8.9min、0.9min、15.84min、0min、0min、15.92mm达到高牌号钢种Q355B的元素成份内控下限,因此在高牌号Q355B钢水开浇15.92min后,中间包中混合钢水成份达到高牌号钢种Q355B的内控范围内,高牌号Q355B钢水开浇15.92min后生产的铸坯判为高牌号Q355B铸坯,此前生产的铸坯判为低牌号Q235B铸坯。
表2、根据方程式(1)、(2)所计算出的中间包内钢水化学成份浓度变化等数据
步骤五、由于该炉高牌号钢水Q355B生产的铸坯属于混浇铸坯,铸坯中成份有一个逐步变化的过程,对该炉高牌号Q355B钢水生产的每只铸坯都进行单独标记,并用于轧制不同厚度的轧材。
由于该炉Q355B钢水前期混浇浇铸工艺所生产的低牌号铸坯的化学成份范围处于低牌号Q235B钢水的成份至高牌号Q355B钢水的内控成份下限之间,其化学成份含量要稍高于不混浇工艺下所生产低牌号Q235B钢种的中限化学成份含量,为降低轧材强度,因此该炉Q355B前期浇铸所生成的Q235B低牌号铸坯用于轧制厚度大于12mm的低牌号Q235B轧材。
由于该炉Q355B钢水后期混浇浇铸工艺所生成的高牌号铸坯中的化学成份处于高牌号Q355B钢水的内控成份下限至高牌号Q355B钢水的正常成份之间,其化学成份含量要稍低于不混浇工艺下生产的高牌号Q355B铸坯的中限化学成份,为提高轧材强度,所生成的高牌号铸坯用于轧制厚度小于5mm的高牌号Q355B轧材。
效果:
本实施例中的中间包中混合钢水成份随时间的变化规律方程可对应于不同的钢包向中间包的钢水注入速度V钢、不同的钢水流出中间包的速度V中、不同的中间包钢水重量Q中,能适应复杂多变的连铸工艺工况,方程适用性广,对外扩展性好。
本实施例中,该炉高牌号Q355B钢水共重130吨,高牌号Q355B钢水开浇15.92min后生产的铸坯判为高牌号Q355B铸坯,此时高牌号Q355B钢包内还剩余46吨钢水,中间包内还有40吨钢水,也即是剩余的46+40吨=86吨高牌号钢水所生产的混浇铸坯判为高牌号Q355B铸坯,130-86=42吨高牌号钢水所生产的混浇铸坯判为低牌号铸坯,该炉钢水的混浇改判率只有100%*42/130=32%,混浇改判率低,减少了高牌号钢种中化学成份元素的浪费。
根据生产经验,相同化学成份含量的铸坯,随轧制压下率不同,轧材的物理力学性能也会出现明显变化,轧材厚度每降低2mm,轧材的强度会提高15Mpa,轧材韧性会提高10J,因此用该炉混浇铸坯中判为低牌号Q235B的铸坯用于生产厚度大于12mm的低牌号Q235B轧材,判为高牌号Q355B的铸坯用于生产厚度小于5mm的高牌号Q355B轧材,能提高轧材的力学性能合格率,统计发现,2019年2月至2020年8月,共有80炉采用混浇工艺生产的Q235B、Q355B混浇坯,采用以上轧制工艺后,轧材物理力学性能合格率为100%
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法,在此不一一列举实施例。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法,所述混浇方法包括以下步骤:
步骤一、在连铸生产中,先生产低牌号钢种,再生产高牌号钢种,生产低牌号钢种、高牌号钢种以及两种钢种混浇时的连铸机铸坯拉速保持不变;
步骤二、低牌号钢种的炉次浇铸完毕后,中间包内液位降低至400~500mm时,高牌号钢种炉次的大包开始开浇;大包开浇后,钢包滑动水口阀门开口度设置为100%,中间包钢水液位迅速上升,中间包钢水液位上升至最高时,减少钢包滑动水口阀门开口度,降低钢包内钢水注入中间包的注入速度,控制中间包钢水液位处于不升不降的稳定状态;
步骤三、高牌号钢种开浇后,中间包中混合钢水的化学成份ω中随时间t的变化规律按下列公式进行计算:
1)、在大包开浇至中间包钢水满包过程中,中间包中混合钢水的化学成份ω中随时间t的变化规律方程按以下列公式(1)进行计算:
其中,V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,吨/分钟;ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号钢种钢水开浇后的时间,分钟;V中为中间包钢水向结晶器的注入速度,吨/分钟;ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;Q0为高牌号钢种钢水开浇前中间包内钢水的质量,吨;ω低牌号为低牌号钢水中的化学成份浓度;
2)、中间包钢水满包之后,中间包钢水液位不发生变化,也即是中间包钢水重量不发生变化,中间包中混合钢水的化学成份ω中随时间t的变化规律按以下公式(2)进行计算:
公式(2)中,V钢为钢包钢水向中间包的注入速度,吨/分钟;ω钢为钢包钢水中的化学成份浓度;t为高牌号钢种钢水开浇后的时间,分钟;V中为中间包钢水向结晶器的注入速度,此时V钢=V中,吨/分钟;ω中为中间包钢水中的化学成份浓度;Q中为中间包钢水的质量,吨;C为常数;
其中,C的计算过程如下,先由公式(1)计算出中间包满包时的t和ω中,再将t和ω中代入公式(2)中,计算出C;
步骤四、在公式(1)或公式(2)中输入以下数据:钢包钢水向中间包的注入速度、钢包钢水中的化学成份浓度、高牌号钢种钢水开浇后的时间、中间包钢水向结晶器的注入速度、高牌号钢种钢水开浇前中间包内钢水的质量、低牌号钢水中的化学成份浓度和中间包钢水的质量,计算得到中间包钢水中的化学成份浓度,当中间包钢水中的化学成份浓度均满足高牌号钢种的成份标准时,以最后达到高牌号钢种的成份标准的某一成分的时间t为判定铸坯为高牌号铸坯的时间节点,该时间节点后的铸坯为高牌号铸坯,该时间节点前的铸坯为低牌号铸坯。
2.根据权利要求1所述的适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法,其特征在于,钢水中的化学成份是C、Si、Mn、P、S、Nb、V和Ti中的一种。
3.根据权利要求1所述的适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法,其特征在于,所述低牌号铸坯用于轧制厚度大于12mm的低牌号轧材,所述高牌号铸坯用于轧制厚度小于5mm的高牌号轧材。
4.根据权利要求1所述的适用于板坯连铸机的异钢种混浇方法,其特征在于,所述低牌号钢种和高牌号钢种的物理性能存在重合区间。
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