廖胜华 吴照省
广西钢铁集团股份有限公司炼钢厂连铸车间 广西省柳州市 545005
摘要：为了提高方坯连铸机二冷水的动态控制水平，需要对方坯连铸机二冷段配水进行研究和分析，探讨其对铸坯质量产生的影响。与此同时，需要从钢种、铸坯断面以及拉速等不同因素出发对二冷段配水量的控制方法进行自动调节。这样可以对二冷水进行有效的动态控制。
关键词：方坯连铸机；二冷水；动态控制
前言
某炼钢厂所使用的方坯连铸机为钢性引锭杆形式，二冷段以三段供水模式为主。在供水过程中，供水结构是框架式弧管直接进行供水。因为方坯断面相对较大，再加上不同钢种对二冷水的需求存在一定差异。因此，需要加强二冷水控制工作，对原有的系统进行改进，可以提高二冷水动态控制水平。
一、二冷水确定过程
在二冷区的二冷水具体分布要求是要确保铸坯的表面温度在出坯方向能够均匀下降。在对水量进行分配时，必须以钢种、铸坯尺寸以及拉速等为基础进行确定。对二冷水确定进行分析时，需要从以下方面出发：第一，确定水量。因为不同的钢种产生的裂纹敏感性存在一定差异，而裂纹敏感性与其冷却强度是相对应的。一般情况下，在确定二冷水量时，需要利用计算公式：
.png)
在实际计算过程中，需要根据某炼钢厂连铸机浇筑钢种的具体情况确定用水量[1]。第二，水量分配。因为铸坯在二冷段凝固速度以及时间的平方根存在反比关系，因此，在二冷区各段冷却水量需要根据时间的平方根倒数对其进行比例递减。拉速相同时，拉坯时间与铸坯的长度为正比关系，二冷区各段水量分配可以利用以下公式进行计算：
.png)
在公式中Q1到Qn指的是二冷段的冷却水量，L/min；
H1到Hn表示的是不同而冷端中点到结晶器液面的距离，m。
二、方坯连铸机二冷水动态控制过程
在对二冷水进行动态控制时，需要从拉速调节水量、钢水温度修正水量以及钢坯温度调节水量等方面出发，保证二冷水动态控制效果。第一，拉速调节水量。在对拉速进行控制调节水量时，要按照以下公式进行计算：Q
拉=A×V+B。A参数在确定时需要根据钢种的具体类型进行确定，允许过热度大的钢种参数可以选大一点，如果过热度比较小，A值也要小一些；B参数在确定时必须保证铸坯能够在不同的情况下顺利拉出，同时进行校直冷却水量确定。一般情况下校直冷却水量为总水量的1/4~1/5左右。第二，根据钢水的温度对水量进行修正。连铸坯的质量对钢水温度的过热度要求比较严格，通常需要将温度控制在5℃以上。但是实际温度受各种因素的影响，会导致钢水的过热度超过5℃，如果仍然按照原有的计算水量进行分配，或者按照拉速对水量进行调节，可能会导致钢坯二次冷却不彻底或者冷却过度。因此，需要利用钢水温度对水量进行修正。在实际运行过程中，对过热度进行确定时可以取±25℃。一般情况下，要将修正水量最大在10%以下进行设定。第三，利用钢坯温度对水量进行调节。拉速调节水量是对水量进行静态分配，而钢水温度修正水量是对动态水量供给。在实际炼钢过程中，并不能完全掌握铸坯的冷却效果。可以对铸坯出二冷段处的设置温度进行测量，并根据实际值与目标值的误差对水量进行调整。这样能够更好地对二次冷却效果进行有效控制。为了能够准确测量铸坯温度，要尽可能减少铸坯表面存在的氧化铁皮、水蒸气等问题。需要适量增加铸坯以及热区长度，增多测量点，这样可以提高测量结果的准确性[2]。
三、方坯连铸机二冷水自控系统的应用
在方坯连铸剂二冷水动态控制过程，将自动化技术应用在其中，可以利用二冷水自控系统提高动态化控制水平。某炼钢厂的方坯连铸机供水流包括三个控制回路，主要为足辊、一段、二段，每一个回路都是一个供水单元，每一个供水单元主要由电磁流量计、电动调节阀以及PID调节器组成。二冷水自动控制系统主要包括西门子S5-115V PLC以及对应的I/O模板。此外，还有拉矫机速度反馈与八流供水控制单元。
自动控制系统可以利用离线模型计算机与在线闭环控制方法对二冷水进行动态控制和自动调节，保证铸锭的冷却效果。该自动控制系统在设计过程中的离线模型计算指的是根据铸坯凝固热传导数学模型和长期的数据积累回归曲线，可以获取在铸锭制造过程中，各段喷水量具体数值，并将获取的数值存入到PLC内。在自动化控制系统投入运行后，首先要确定浇铸的钢种和断面，然后计算机可以根据钢种与断面自动选出对应的用水量表；其次，计算机可以根据实际的拉速对相对应的水量值Q进行调节，并利用中包钢水温度的过热度对水量修正值进行确定；最后，在自动控制系统运行过程中，需要将反馈的铸坯温度偏差值作为基础，对实际配水量进行准确确定。并将确定的配水量送到调节仪表，仪表将数据传送到电动调节阀，计算机直接与将配水量传输到电动调节阀，最终达到二冷水动态控制目的[3]。
在该自动控制系统应用过程中具有较强的应用效果，主要是因为在动态控制过程中可以将三种方法进行有效结合，与单一的拉速调节水量相比，对铸坯温度进行控制时，偏差能够降低50%左右。此外，PLC组成的控制系统功能更加多样丰富，可以根据方坯连铸机的具体运行需求以及现场情况对各种配水进行优化组合。还可以利用控制软件对相关的参数进行设置以及修改，确保二冷水动态控制效果。在对该自动控制系统进行应用时，其抗干扰性相对较强，运行过程比较可靠稳定，能够有效提高方坯连铸机的自动化水平，降低工人的工作量和工作强度。除此之外，对二冷水进行有效的动态控制可以防止出现拉漏事故，保证方坯连铸机的运行效率，同时可以确保铸坯有更加均匀合理的冷却效果，提高铸坯质量。
四、结语
综上所述，在方坯连铸机运行过程中，为了能够对二冷水进行有效的动态控制，需要对原有的二冷水控制过程进行优化和改进，并且需要将自动化控制技术应用在二冷水动态控制过程中，有利于提高二冷水的自动化控制水平，对保证方坯连铸机的运行稳定性和可靠性有积极意义。可以在一定程度上提高铸锭质量，保证炼钢厂的经济效益。
参考文献：
[1]李振胜. 方坯连铸机二冷水动态控制[J]. 建筑工程技术与设计， 2018, 000(032):4198.
[2]李东辉， 王芳. 方坯连铸机二冷水控制模型与应用[J]. 铸造技术， 2010, 31(1):84-84.
[3]李东辉， 邱以清， 刘相华，等. 方坯连铸传热模型与二冷水动态控制方法[C]// 第三届发展中国家连铸国际会议. 0.