一种适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法与流程

本发明涉及钢铁连铸工艺，特别是涉及一种适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法。

背景技术：

1、包晶钢特指碳含量在0.10%~0.16%之间的钢材，该钢种在连铸凝固过程中会发生l（液相）+δ（铁素体）→γ（奥氏体）的包晶相变。相变过程中伴随显著的体积收缩与组织应力突变，导致其裂纹敏感性极强，是连铸生产中质量控制难度最高的钢种之一。

2、目前工业生产中，为规避包晶钢铸坯表面纵向裂纹、碎裂等缺陷，行业内普遍采用二冷水弱冷工艺，通过降低二冷区冷却水量、放缓铸坯冷却速率，减小铸坯内外温差与相变应力，从源头抑制裂纹产生。但弱冷工艺存在固有的技术缺陷：铸坯整体凝固速率大幅降低，糊状区宽度显著扩大，凝固末端区间变长，铸坯芯部凝固收缩得不到充分补偿，极易引发中心疏松、中心偏析、内部缩孔等低倍缺陷。这直接导致包晶钢铸坯低倍质量合格率偏低，形成了“保裂纹则低倍差、保低倍则易裂”的行业工艺矛盾。

3、动态轻压下技术是改善连铸坯内部质量的核心工艺，其原理是在铸坯凝固末端糊状区施加微量压下，补偿凝固体积收缩、闭合内部孔隙。但现有传统轻压下工艺多为单段或双段恒定参数压下模式，仅适配常规强冷、中冷凝固工况，无法匹配包晶钢弱冷工艺下“凝固滞后、糊状区宽、收缩周期长”的特殊凝固特性。传统工艺压下区间过短无法充分压实芯部缺陷，压下参数固定无法适配全程差异化收缩需求，极易出现压下不足或过压致裂等问题。

4、综上，现有技术缺乏针对性适配包晶钢二冷弱冷工况的精准轻压下控制方案，无法兼顾铸坯裂纹防控与低倍质量提升，亟需开发一种适配弱冷工艺特性的差异化、分段式动态轻压下技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法。

2、为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，包括：

4、获取包晶钢连铸生产工况参数，并基于实时生产参数动态计算铸坯全程固相率分布，动态计算铸坯全程固相率分布，确定弱冷工况下的凝固末端区间；

5、依据弱冷工艺下铸坯凝固收缩规律，以固相率为判定依据，将凝固末端区间划分为预压下段、主压下段和补压下段，并分别设定各段的单段压下量；

6、针对预压下段、主压下段和补压下段的凝固特性与坯壳强度差异，匹配差异化的压下速率，结合单段压下量在所述凝固末端区间执行三段梯度动态轻压下。

7、本发明的有益效果是：

8、（1）本发明通过将轻压下区间精细划分为三段式控制，完美适配了二冷弱冷工艺带来的凝固滞后和糊状区扩大的特性。弱冷工艺保证了铸坯表面不发生相变裂纹，而三段式轻压下精准补偿了因弱冷导致的凝固滞后和超长收缩周期，在无需改变现有成熟弱冷防裂工艺的前提下，通过轻压下控制逻辑的重构，彻底解决了传统工艺无法兼顾表面质量与内部低倍质量的问题。

9、（2）本发明在预压下段，针对初期凝固阶段坯壳强度低、糊状区宽的特点，采用微量低速压下，有效消除初期间隙，防止钢水静压力导致的坯壳鼓肚；在主压下段，针对核心凝固阶段收缩量最大、偏析最严重的重灾区，采用中速大压下，将富集溶质的钢液强制挤出并压实中心疏松，是降低中心偏析的核心手段；在补压下段，针对凝固末期微小残余收缩，采用低速微补压，规整末端组织，防止末端缩孔的形成。三段协同，使包晶钢铸坯中心疏松和中心偏析等级稳定控制在1.0级以内。

10、（3）本发明引入了拉速-过热度补偿模型，将实时拉速波动量和钢水过热度波动量作为输入，通过映射关系动态计算补偿值并叠加至单段压下量和压下速率中。这使得系统能够实时应对连铸过程中的工况波动，避免了因拉速突变或过热度异常导致的压下位置偏移或压下量失准。

11、（4）本发明通过取样获取中心疏松和中心偏析等低倍检测结果，并直接将其与目标产品技术规范进行比对。当质量出现偏离时，系统能够反向迭代优化各段的压下参数阈值。该闭环机制消除了人工经验带来的误差，使包晶钢铸坯中心疏松、中心偏析等级稳定控制在1.0级以内，低倍合格率由传统的85%跃升至98%以上。

1.一种适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，在所述获取包晶钢连铸生产工况参数之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，所述包晶钢连铸生产工况参数包括铸机拉速、钢水过热度以及铸坯厚度参数。

4.根据权利要求1所述的适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，在所述动态计算铸坯全程固相率分布的同时，还包括：动态计算用于锁定所述凝固末端区间的糊状区宽度。

5.根据权利要求1所述的适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，所述预压下段对应的固相率区间为fs=0.3~0.5，且所述预压下段的单段压下量设定为1.0mm。

6.根据权利要求1所述的适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，所述主压下段对应的固相率区间为fs=0.5~0.8，且所述主压下段的单段压下量设定为3.5mm。

7.根据权利要求1所述的适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，所述补压下段对应的固相率区间为fs=0.8~0.95，且所述补压下段的单段压下量设定为1.2mm。

8.根据权利要求1所述的适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，所述预压下段、主压下段和补压下段的动态压下总量为5.7mm；

9.根据权利要求1所述的适配二冷弱冷工艺的包晶钢三段式动态轻压下控制方法，其特征在于，在所述执行三段梯度动态轻压下的过程中，还包括：