連鑄板坯的質量預測和質量控制的方法及裝置制造方法及圖紙

一種連鑄板坯的質量預測方法，其特征在于：該方法具有下述各個步驟，即，連續地計算鋼水包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該鋼水包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出中間包的操作數據的中間包的數學模型中，連續地計算中間包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該中間包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出結晶器的操作數據的結晶器的數學模型中，連續地預測在結晶器中所鑄造的板坯的質量。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及在鋼的連續鑄造工藝過程中，對鑄造中的鋼液和所鑄造的板坯的質量、以聯機方式進行預測的方法和裝置；根據預測結果、以聯機方式進行質量控制的方法和裝置；以及存儲用來完成這些方法的程序的存儲媒體。
技術介紹
以前，用連續鑄造法制造的板坯的質量由操作指標進行管理。例如，在爐料的接縫處，以鋼水包流出的熔渣流出量比管理值大的場合；在把中間包內的鋼液澆注到結晶器里的浸入式水口內，因氧化物系的非金屬夾雜物附著而浸入式水口趨向于閉塞的場合；或者結晶器內彎液面部(鋼液液面)的鋼液流動狀況因夾住浸入式水口而變成左右不對稱的場合等等都被確認為操作指標異常的場合，在與被確認為異常的部位相當的連鑄板坯上、在送到下一道的壓軋工序之前進行詳細的質量調查，將那些純度不好的板坯降級處理。即使在這些場合下不進行降級處理，質量調查本身不僅還會成為較大的工作負擔，而且會引起所鑄造的全部板坯張數中、直接送往壓軋工序的板坯的比例(直送率)降低，打亂連鑄和壓軋工序的匹配，從而成為制造成本升高的主要原因。另一方面，在操作指標方面沒檢測到異常的狀態下，將板坯保持原樣、按預定通道壓軋時，會出現這種情況，即在壓軋后的鋼板上可看到制品的缺陷，這種場合也使最終制品的成品率降低，從而使制造的成本大幅度提高。而推斷連續鑄造法中的鋼液里的非金屬夾雜物行為的手法，最一般的是進行采用水模型的仿真實驗，或進行利用簡易的解析解的仿真計算，以及進行由數值解析確定的紊流中的微細顆粒移動的仿真計算。至今、在實施降低鋼中非金屬夾雜物的對策時，都是把這些知識作為基礎，正在開發研制新的中間包形狀和利用電磁力的連續鑄造結晶器內的鋼液流動控制技術等并使其實用化。另外，最近的計算機的計算能力顯著的進步使連續鑄造法中的非金屬夾雜物行為的極精密的推斷成為可能，能對紊流的鋼液中的非金屬夾雜物的合為一體和新的非金屬夾雜物的生成進行仿真。但是，上述的與非金屬夾雜物的生成相關的仿真是實驗室或機上的單方面的推斷，其目的是在連續鑄造結束后、宏觀地說明在鑄造中采取的鋼液試樣或從板坯采取的鋼的試樣的非金屬夾雜物行為，宏觀地說明作業中實施的諸對策和操作條件變更的效果，得到對設備、操作的最合適指導，不適用于在鑄造過程中的鋼液中非金屬夾雜物的動態預測，也不適用于作為結果的板坯內部質量的動態預測。其原因是因為(1)沒有精度較高的分析鋼中的非金屬夾雜物的技術、非金屬夾雜物的仿真計算時的條件設定不正確；(2)以前的分析手法缺少迅速性，而且要得到精度高的預測結果，過分花費時間；在連續鑄造中、極難用聯機方式預測板坯的非金屬夾雜物行為。專利技術的公開本專利技術的目的是提供一種連續鑄造的方法，該方法是在連續鑄造工藝過程中，用工藝的操作條件的實際值或推斷值，由數學模型預測鋼液中和板坯中的非金屬夾雜物行為，而且在連續鑄造中，在鋼水包、中間包、結晶器和板坯的規定位置和經過規定的連續鑄造時間、實施定點取樣，由迅速分析機構測定上述非金屬夾雜物行為，通過適用這些迅速分析數據、而且提高由上述數學模型確定的預測結果的精度，能以聯機方式預測連鑄板坯中的非金屬夾雜物的組成、重量、粒度分布等，而且根據這預測的結果，以聯機方式控制連續鑄造的工藝參數，在板坯的凝固過程，把板坯中捕捉的非金屬夾雜物量抑制到最小限度而制造板坯內部質量優良的連鑄板坯的。本專利技術提供一種連鑄板坯的質量預測方法，該方法具有下述各個步驟，即，連續地計算鋼水包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該鋼水包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出中間包的操作數據的中間包的數學模型中，連續地計算中間包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該中間包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出結晶器的操作數據的結晶器的數學模型中，連續地預測在結晶器中所鑄造的板坯的質量。本專利技術還提供一種連鑄板坯的質量控制方法，該方法具有下述各個步驟，即，連續地計算鋼水包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該鋼水包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出中間包的操作數據的中間包的數學模型中，連續地計算中間包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該中間包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出結晶器的操作數據的結晶器的數學模型中，連續地預測結晶器中所鑄造的板坯的質量，根據預測的板坯的質量，自動地變更操作條件。本專利技術還提供一種連鑄板坯的質量預測裝置，該裝置具有下述各個機構，即，連續地計算鋼水包出口的非金屬夾雜物分布的機構；通過把該鋼水包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出中間包的操作數據的中間包的數學模型中，連續地計算中間包出口的非金屬夾雜物分布的機構；通過把該中間包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出結晶器的操作數據的結晶器的數學模型中，連續地預測在結晶器中所鑄造的板坯質量的機構。本專利技術還提供一種連鑄板坯的質量控制裝置，該裝置具有下述各個機構，即，連續地計算鋼水包出口的非金屬夾雜物分布的機構；通過把該鋼水包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出中間包的操作數據的中間包的數學模型中，連續地計算中間包出口的非金屬夾雜物分布的機構；通過把該中間包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出結晶器的操作數據的結晶器的數學模型中，連續地預測在結晶器中所鑄造的板坯質量的機構；根據預測的板坯質量，自動地變更操作條件的機構。本專利技術還提供一種程序存儲裝置，該裝置是為了完成連鑄板坯的質量預測用的方法步驟、能由實現能用計算機實行的命令程序的計算機讀出的；上述的方法步驟包括下述各個步驟，即，連續地計算鋼水包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該鋼水包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出中間包的操作數據的中間包的數學模型中，連續地計算中間包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該中間包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出結晶器的操作數據的結晶器的數學模型中，連續地預測在結晶器中所鑄造的板坯的質量。本專利技術還提供一種程序存儲裝置，該裝置是為了完成連鑄板坯的質量控制用的方法步驟，能由實現能用計算機實行的命令程序的計算機讀出的；上述的方法步驟有下述各個步驟，即，連續地計算鋼水包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該鋼水包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出中間包的操作數據的中間包的數學模型中，連續地計算中間包出口的非金屬夾雜物分布；通過把該中間包出口的非金屬夾雜物分布輸入到給出結晶器的操作數據的結晶器的數學模型中，連續地預測在結晶器中所鑄造的板坯質量；根據預測的板坯質量，自動地變更操作條件。附圖的簡單說明附圖說明圖1是模式地表示連續鑄造工藝過程的示意圖；圖2是表示預測鋼水包內的夾雜物的模型的計算網格的例子的圖；圖3是表示預測中間包內的非金屬夾雜物的模型的計算網格的例子的圖；圖4是表示預測結晶器內的非金屬夾雜物的模型的計算網格的例子的圖；圖5A和5B是預測鋼水包內的非金屬夾雜物的模型的示意圖；圖6A和6B是預測中間包內的非金屬夾雜物的模型的示意圖；圖7A和7B是預測結晶器內的非金屬夾雜物的模型的示意圖；圖8是模式地表示仿真計算和非金屬夾雜物迅速分析的結合的示意圖；圖9是表示板坯質量預測結果的圖，該結果是與從連鑄中間包內鋼液采取試樣的部位和純度有關的；以及圖10是表示板坯質量的結果的圖，該結果是根據純度的預測結果、控制鑄造速度的場合下的和沒控制的場合下的。實施專利技術的最佳方式本專利技術人在先前提出過一個專利申請、即日本專利公報特開平7-239327號公開的、用水冷本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梅澤一誠，藤健彥，竹內榮一，井本健夫，田中誠，
申請(專利權)人：新日本制鐵株式會社，
類型：發明
國別省市：