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1 前言
在方坯连铸生产过程中，受停浇阶段中间包钢水温度、中间包残余钢水量以及工作人员控制水口关闭时机的共同影响，各流连铸机停浇前所生产的最后一块方坯往往不符合生产计划中的定尺要求。由于这类方坯无法生产出满足用户要求的产品，通常情况下只能做判废处理，从而会给企业造成巨大的经济损失。据统计，吨钢直接经济损失在1000元以上。因此，开发出一种提高连铸机停浇阶段合格定尺方坯产量的方法对于提升钢铁企业的经济效益，减少不必要的浪费具有十分重要的意义。
2 确保连铸机停浇阶段合格定尺的通用方法存在的问题
目前，现场应对连铸机停浇前最后一块方坯定尺问题的通用做法还是凭借人工经验，控制每一流水口关闭的时机，确保该流的最后一块方坯满足定尺要求。但这种处理方式由于受到停浇阶段中间包内温度及钢水剩余量的影响，控制并不准确。如果水口关闭过晚，容易造成钢水在水口的冷凝或是残余钢水中的夹杂物卷入方坯现象的发生，从而影响连铸生产的运行或是对产品质量造成影响；如果水口关闭过早，又容易导致中间包内残余钢水较多，造成浪费。此外，受到中间包下水口数量的影响，该方法在控制塞棒关闭下水口的时机方面比较复杂，尤其是在方坯连铸机方面，现场人员更是无法精确的确定关闭所有下水口的时刻，因此并不能完全解决在停浇阶段方坯定尺不合格的问题。该问题直接影响了方坯定尺生产的合格率，也影响了产品质量和企业经济效益，亟待加以解决。
3 措施
针对上述问题，河钢邯钢公司开发出一种连铸机停浇阶段提高合格定尺方坯产量的方法，该方法是在充分考虑了停浇阶段中间包钢水温度、中间包残余钢水量对方坯生产及方坯质量影响的前提下，控制每一流塞棒的运行，确保每一流水口被关闭后，对应本流连铸机的剩余方坯在被火焰切割机分割成若干块后，每一块方坯的长度都能够满足定尺的要求，以提高合格定尺方坯产量，提高中间包内钢水的利用率，最终达到促进产品质量和产量、提高金属收得率、提升钢铁企业经济效益的目的。
此方法的具体步骤如下：
1）在方坯连铸机的每一流矫直区扇形段的驱动电机上安装编码器，用于反馈连铸坯在定尺阶段已运行的长度，并在中间包上安装称重计。将编码器和称重计与方坯连铸停浇控制系统相连接。
2）方坯连铸停浇控制系统自动采集编码器的数据，并在编码器完成一个定尺周期的运行后，将编码器所记录的数据清零。
3）当本浇次的最后一钢包钢水浇铸完后，现场操作人员对中间包钢水温度进行检测，在检测完毕后，向方坯连铸停浇控制系统发出方坯各流连铸机进入停浇阶段的指令，从而启动该系统。
4）确保在启动该系统后，连铸机各流的拉速υi和定尺
L定i不再改变。当现场生产要求对上述变量进行调整时，即：拉速的调整量
|△υi|≥0.1m/min或定尺的调整量|△L定i|≥0.01m，需要重新对中间包的钢水温度和重量进行检测，并对方坯连铸智能停浇控制系统做初始化操作。
5）方坯连铸停浇控制系统在启动后，接收已检测到的中间包钢水温度和重量的信息，并采集当前时刻连铸机各流矫直区上的编码器所反馈的数据。
6）方坯连铸停浇控制系统根据采集到的上述相关数据，计算出停浇阶段的有效中间包钢水重量。
7）方坯连铸停浇控制系统制定出有效中间包钢水重量与连铸各流浇铸重量之间的制约关系，即：连铸机各流所分配到的钢水量总和要趋近于有效中间包钢水重量。
8）方坯连铸停浇控制系统计算出停浇阶段连铸机各流的有效浇铸时间，该值与中间包钢水温度和连铸机各流在停浇阶段的浇铸长度有关，因此会得到两种计算结果：a. 与中间包钢水温度有关的有效浇铸时间；b. 连铸机单流在停浇阶段与浇铸长度有关的最大有效浇铸时间。为符合现场工艺要求，实际有效浇铸时间为上述两个有效浇铸时间中最小的。
9）设定连铸机各流水口的钢水优先分配权。
通过设定连铸机各流水口的钢水优先分配权，来决定各流水口的关闭顺序。对于传统的连铸机8流水口布置方式，为避免夹杂物、低温等因素对铸坯质量的影响，设定中间包中间位置水口的钢水优先分配权最高，然后依次级别降低，中间包两端水口的钢水优先分配权最低。因此在正常浇钢过程中，各流水口的钢水优先分配权顺序是：4号＞5号＞3号＞6号＞2号＞7号＞1号＞8号；各流水口的最终浇钢重量为：W4≥W5≥W3≥ W6≥W2≥W7≥W1≥W8；设定N1-N8分别为连铸机各流水口在停浇阶段所能够按照各自的定尺要求切分出的铸坯块数，均为正整数，因此，N4L定4≥N5L定5≥N3L定3≥N6L定6≥N2L定2≥N7L定7≥N1L定1≥N8L定8。此外，当其中一个水口因突发性事件导致非计划性关闭，它的钢水优先分配权将按照顺序传递给下一个水口。而此项工作，将由方坯连铸智能停浇控制系统自动完成。
10）根据连铸现场的实际工况，方坯连铸停浇控制系统对连铸机各水口的所要浇铸的钢水配额进行循环分配。在满足上述限制条件的情况下，得出在连铸机各流能够切割出长度符合定尺要求的铸坯块数和每流从进入停浇阶段到塞棒关闭水口的时间，并对连铸机的每个水口进行计时处理，当记录的时间等于所设定的某一水口的时间时，系统会向现场PLC发出指令信号，控制所对应的塞棒关闭该水口，确保在关闭该水口后，所浇铸出的铸坯能够按照定尺要求进行整数划分。
4 效果
这种提高连铸机停浇阶段合格定尺方坯产量的方法在河钢邯钢公司连铸现场应用后，有效地解决了连铸机停浇前最后一块铸坯的长度难以符合定尺要求的难题，使方坯连铸机停浇前各流的最后一根方坯的定尺合格率由原来的40%提高到99%以上，从而提高了产品质量和企业经济效益，年创效益1000万元以上。此外，通过这种方法的实施，还降低了连铸现场工人的劳动强度，提高了企业精益化管理水平。
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