板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明適用于煉鋼連鑄領域，提供一種板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法及裝置，所述方法包括：獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力；獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力；獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力；計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。本發明基于結晶器銅板所受的沿拉坯方向分布的鋼水靜壓力和結晶器所受摩擦力，得到結晶器在線調寬過程中所需的軟夾緊力，根據得到的軟夾緊力對應控制上下油缸的輸出力，實現結晶器在線調寬，既保證結晶器銅板的軟接觸以防止漏鋼，又減少寬邊與窄邊的摩擦力以降低調寬時窄邊移動阻力。
【專利說明】板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于煉鋼連鑄領域，尤其涉及一種板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法及裝置。
【背景技術】
[0002]板坯連鑄結晶器熱態在線調寬技術是在不停止澆鑄過程的情況下，根據熱軋所需鑄坯規格尺寸變化調整結晶器窄邊的寬度，極大地提高連鑄機的生產效率和能力，同時增加金屬收得率并降低生產成本。而結晶器在線調寬過程中的寬邊軟夾緊力的控制是熱態在線調寬的關鍵技術之一，具體的，在結晶器銅板背面設置四個油缸，其中兩個上油缸靠近鋼水彎月面端，記為A點，另外兩個下油缸遠離鋼水彎月面端，記為B點。通過調整設定這四個油缸的輸出力，即在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力，可以實現結晶器窄邊寬度調整。若軟夾緊力如果設置得過小，則會加大結晶器寬邊銅板和窄邊銅板之間的夾縫值，從而增加漏鋼風險；軟夾緊力如果設置得過大，則會增大窄邊銅板移動過程中的摩擦力，從而增加移動窄邊的油缸負荷。為此，合理地設置板坯連鑄結晶器在線調寬過程中的軟夾緊力具有非常顯著的價值。
【發明內容】
[0003]鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法及裝置，旨在解決現有方案中，由于軟夾緊力設置不合理，存在漏鋼以及增加油缸負荷的風險。
[0004]一方面，所述板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法包括下述步驟:
[0005]獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力；
[0006]獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力；
[0007]獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力；
[0008]計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。
[0009]另一方面，所述板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定裝置包括:
[0010]靜壓力獲取單元，用于獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力；
[0011]第一支撐力獲取單元，用于獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力；
[0012]第二支撐力獲取單元，用于獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力；
[0013]夾緊力計算單元，用于計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。
[0014]本發明的有益效果是:本發明基于結晶器銅板所受的沿拉坯方向分布的鋼水靜壓力和結晶器所受摩擦力，通過計算得到在線調寬軟夾緊力，在線調寬時，根據計算得到的軟夾緊力調整對應的油缸輸出，從而實現高效、穩定地生產合格鑄坯同時提高金屬收得率并降低生產成本，既保證結晶器銅板的軟接觸以防止漏鋼，又減少寬邊與窄邊的摩擦力以降低調寬時窄邊移動阻力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例提供的板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法的流程圖；
[0016]圖2是板坯連鑄結晶器在線調寬受力示意圖；
[0017]圖3是本發明實施例提供的板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定裝置的結構方框圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0019]為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0020]圖1為本發明實施例提供的板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法的流程圖，圖2為板坯連鑄結晶器在線調寬受力示意圖。為了便于說明僅示出了與本發明實施例相關的部分。
[0021]本實施例提供的板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法包括下述步驟:
[0022]步驟S101、獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力。
[0023]在拉坯過程中，結晶器內的鋼水對結晶器銅板會產生一定的壓力，即鋼水靜壓力。
所述鋼水靜壓力沿拉坯方向分布,其合力值巧，其中，P為鋼液密度，g為當地重力加速度，L為銅板橫截面上鋼水靜壓力作用的長度，即鑄坯寬度，H為結晶器銅板沿拉坯方向的長度。
[0024]步驟S102、獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力。
[0025]本步驟計算獲得的支撐力用于克服鋼水靜壓力。結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力4 6 Χ^ + ?2~^'，fb = Fc1-Fa，其中，FA為結晶器銅板靠近鋼水彎月面端的支撐點A所受支撐力，Fb為結晶器銅板遠離鋼水彎月面端的支撐點B所受支撐力，L1為支撐點A到鋼水彎月面距離，即上油缸的位置，遠離鋼水彎月面端的支撐點B到支撐點A的距離，即下油缸的位置，Ln為Ftl作用點到鋼水彎月面距離。
[0026]步驟S103、獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力。
[0027]本步驟計算獲得的支撐力用于克服結晶器冷卻水箱與滑座的摩擦力。結晶器沿拉
g方向所需支撐+ | —4二\- - F 其中，Fan為結晶器靠近鋼水彎月面端的支撐點A所受支撐力，Fbn為結晶器遠離鋼水彎月面端的支撐點B所受支撐力，μ為摩擦系數，所述摩擦系數μ取值為0.1?0.5，G為結晶器單面冷卻水箱的重力，Lffl為摩擦力作用點到鋼水彎月面距離，即冷卻水箱的滑座位置。
[0028]步驟S104、計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。
[0029]所述在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力Faq = aX (FA+FAN) ,Fbo = aX (FB+FBN)，其中，Fao為靠近鋼水彎月面端的所需軟夾緊力，Fbci為遠離鋼水彎月面端的所需軟夾緊力，a為安全系數，所述安全系數a取值為I?3。即上油缸所需的軟夾緊力為Faci,下油缸所需的軟夾緊力為Fbq。
[0030]下面給出兩個具體計算實例。
[0031]實例一:
[0032]燒鑄寬度為2200mm的板還，上液壓缸位置為265mm,下液壓缸位置為880mm,結晶器長度900mm,足棍間距165mm,冷卻水箱滑座距結晶器頂部450mm,單面冷卻水箱自重5600kg，鋼液密度為 7200kg/m3。即 L = 2200mm, H = 900mm, L1 = 265mm, L2 = 880-265 =615mm, Lm = 450mm, Ln = (900+165/2) *2/3 = 655mm, G = 5600Kg。取 μ = 0.2, a = 1.5。
[0033]1.1、獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力。
[0034]結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力的合力值F。:
[0035]=^x 7200x10 X 2200 X1 iX (900x10 ;)2 = 32076 N
[0036]1.2、獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力。
[0037]Z71 = 32076x 一 '--= 11735.12 N
615
[0038]Fb = F0-Fa = 20340.88N
[0039]1.3、獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力。
1_ ￡■"、/、/、265 + 615 — 450 _..
[0040]Z7tv = —X0.2 X 56000X-= 3915.45 N
4Λ 2615
[0041 ] Fbn = Ix 0.2 X 56000 - Fas = 1684.55 N
2
[0042]1.4、計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。
[0043]Fao = 1.5X (11735.12+3915.45) = 23475.85N
[0044]Fbo = 1.5X (20340.88+1684.55) = 33038.15N
[0045]根據得到的軟夾緊力，控制上油缸的輸出力為23475.85N，控制下油缸的輸出力為33038.15N，即可完成在線調寬。
[0046]實例二:
[0047]燒鑄寬度為1370mm的板還，上液壓缸位置為265mm,下液壓缸位置為880mm,結晶器長度900mm,足棍間距165mm,冷卻水箱滑座距結晶器頂部450mm,單面冷卻水箱自重5600kg，鋼液密度為 7200kg/m3。即 L = 1370mm, H = 900mm, L1 = 265mm, L2 = 880-265 =615mm, Lm = 450mm, Ln = 655mm, G = 5600Kg。取 μ = 0.2, a = 1.5。
[0048]1.1、獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力。
[0049]結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力的合力值F。:
[0050]/^i =1x7200x10x1370x10 ;x(900xl()丨=19974.6 N
[0051]1.2、獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力。r ? 「 ? "、265 + 615 — 655 ?.
[0052]Z71 = 19974.60 χ-= 7307.78 N
615
[0053]Fb = F0-Fa = 12666.82Ν
[0054]1.3、獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力。
[0055]Fiv =-χ0.2χ56000χ 265十61’-45() =3915.45 N
/1Λ 2615
[0056]Ffis = I χ 0.2 χ 56000-Fan = X 684.55 N
[0057]1.4、計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。
[0058]Fao = 1.5Χ (7307.78+3915.45) = 16834.84Ν
[0059]Fbo = 1.5Χ (12666.82+1684.55) = 21527.06Ν
[0060]根據得到的軟夾緊力，控制上油缸的輸出力為16834.84Ν，控制下油缸的輸出力為21527.06Ν,即可完成在線調寬。
[0061]另外，本發明還提供了一種板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定裝置，如圖3所示,包括:
[0062]靜壓力獲取單元31，用于獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力；
[0063]第一支撐力獲取單元32，用于獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力；
[0064]第二支撐力獲取單元33，用于獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力；
[0065]夾緊力計算單元34，用于計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。
[0066]其中優選的:
[0067]所述結晶器銅板所受鋼水靜壓力的合力值巧/?成//2，其中，P為鋼液密度，g
4
為當地重力加速度，L為銅板橫截面上鋼水靜壓力作用的長度，H為結晶器銅板沿拉坯方向的長度。
[0068]結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力匕=F{) xL' + ^~ L"，Fb = Fq-Fa,其中，Fa為結晶器銅板靠近鋼水彎月面端的支撐點A所受支撐力，Fb為結晶器銅板遠離鋼水彎月面端的支撐點B所受支撐力，L1為支撐點A到鋼水彎月面距離，L2為遠離鋼水彎月面端的支撐點B到支撐點A的距離，Ln為Ftl作用點到鋼水彎月面距離。
[0069]結晶器沿拉坯方向所需支撐力產心-匕、，其中，Fan為結晶器靠近鋼水彎月面端的支撐點A所受支撐力，Fbn為結晶器遠離鋼水彎月面端的支撐點B所受支撐力，μ為摩擦系數，所述摩擦系數μ取值為0.1?0.5，G為結晶器單面冷卻水箱的重力，Lffl為摩擦力作用點到鋼水彎月面距離。
[0070]所述在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力Faq = aX (Fa+Fan) ,Fbo = aX (FB+FBN)，其中，Faci為靠近鋼水彎月面端的所需軟夾緊力，Fbci為遠離鋼水彎月面端的所需軟夾緊力，a為安全系數，所述安全系數a取值為I?3。
[0071]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力； 獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力； 獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力； 計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。
2.如權利要求1所述方法，其特征在于，結晶器銅板所受鋼水靜壓力的合力值Fv=-PgLH2 , P為鋼液密度，g為當地重力加速度，L為銅板橫截面上鋼水靜壓力作 4用的長度，H為結晶器銅板沿拉坯方向的長度。
3.如權利要求2所述方法，其特征在于，結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力Fa = F0X1^+^ , Fb = Fc1-Fa，其中，Fa為結晶器銅板靠近鋼水彎月面端的支撐點A所受
jbI支撐力，Fb為結晶器銅板遠離鋼水彎月面端的支撐點B所受支撐力，L1為支撐點A到鋼水彎月面距離，L2為遠離鋼水彎月面端的支撐點B到支撐點A的距離，Ln為Ftl作用點到鋼水彎月面距離。
4.如權利要求3所述方法，其特征在于，結晶器沿拉坯方向所需支撐力/ J^g, Fw，其中，為結晶器靠近鋼水彎月面端的支撐點A所受支撐力，Fbn為結晶器遠離鋼水彎月面端的支撐點B所受支撐力，μ為摩擦系數，所述摩擦系數μ取值為0.1?0.5，G為結晶器單面冷卻水箱的重力，Lm為摩擦力作用點到鋼水彎月面距離。
5.如權利要求4所述方法，其特征在于，所述在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力Faci=aX (Fa+Fan)，Fbo = aX (FB+FBN)，其中，Fao為靠近鋼水彎月面端的所需軟夾緊力，Fbq為遠離鋼水彎月面端的所需軟夾緊力，a為安全系數，所述安全系數a取值為I?3。
6.一種板坯連鑄結晶器在線調寬過程中軟夾緊力設定裝置，其特征在于，所述裝置包括: 靜壓力獲取單元，用于獲取結晶器銅板沿拉坯方向所受鋼水靜壓力； 第一支撐力獲取單元，用于獲取結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力； 第二支撐力獲取單元，用于獲取結晶器沿拉坯方向所需支撐力； 夾緊力計算單元，用于計算板坯連鑄結晶器在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力。
7.如權利要求6所述裝置，其特征在于，所述結晶器銅板所受鋼水靜壓力的合力值尺其中，P為鋼液密度，g為當地重力加速度，L為銅板橫截面上鋼水靜壓力作
4用的長度，H為結晶器銅板沿拉坯方向的長度。
8.如權利要求7所述裝置，其特征在于，結晶器銅板沿拉坯方向所需支撐力 L+L0-LpA = F,~，Fb = Fc1-Fa，其中，Fa為結晶器銅板靠近鋼水彎月面端的支撐點A所受支撐力，Fb為結晶器銅板遠離鋼水彎月面端的支撐點B所受支撐力，L1為支撐點A到鋼水彎月面距離，L2為遠離鋼水彎月面端的支撐點B到支撐點A的距離，Ln為Ftl作用點到鋼水彎月面距離。
9.如權利要求8所述裝置，其特征在于，結晶器沿拉坯方向所需支撐力FanX— 2 色，Fbn=~^MG-FA\，其中，Fan為結晶器靠近鋼水彎月面端的支撐點A所受支撐力，Fbn為結晶器遠離鋼水彎月面端的支撐點B所受支撐力，μ為摩擦系數，所述摩擦系數μ取值為0.1?0.5，G為結晶器單面冷卻水箱的重力，Lm為摩擦力作用點到鋼水彎月面距離。
10.如權利要求9所述裝置，其特征在于，所述在線調寬軟夾緊所需軟夾緊力Faci=aX (Fa+Fan)，Fbo = aX (FB+FBN)，其中，Fao為靠近鋼水彎月面端的所需軟夾緊力，Fbq為遠離鋼水彎月面端的所需軟夾緊力，a為安全系數，所述安全系數a取值為I?3。
【文檔編號】B22D11/18GK104128584SQ201410400551
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月14日 優先權日:2014年8月14日
【發明者】陳洪智, 徐永斌 申請人:中冶南方工程技術有限公司