本发明属于冶金，尤其涉及一种连铸坯动态凝固末端强冷系统及工艺。
背景技术：
1、钢铁行业在目前竞争激烈的环境下，稳定的产品质量是保证客户满意度和市场竞争力的关键。钢铁产品生产过程中，连铸坯的中心偏析、疏松、缩孔等内部质量缺陷对轧材的组织和性能有重要影响，其稳定控制至关重要。凝固末端强冷是改善连铸方坯和圆坯内部质量的措施。根据凝固末端强冷的作用机理，强冷作用区域位于铸坯中心固相率0.40～0.90的区间、强冷水量满足铸坯表面冷速达到铸坯中心冷速的2倍以上时，才能发挥出对铸坯内部质量的改善效果。
2、在实际生产过程中，受钢水供应节奏、钢水温度影响，连铸浇铸温度、拉速和冷却强度通常是变化的，铸坯表面温度、中心固相率也随之变化，导致凝固末端强冷偏离最佳区域、水量偏离最佳值。该情况会导致凝固末端强冷对铸坯内部质量的改善效果不佳，甚至引起其它质量缺陷，进而降低铸坯内部质量及稳定性。申请号为202010981070的中国专利，提出了一种大断面连铸圆坯凝固末端进行强冷的系统及控制方法，用以改善大断面连铸圆坯的中心裂纹；申请号为202310826652x的中国申请，提出了连铸坯凝固末端强冷控制方法，该方法基于凝固末端强冷作用机理，确定了凝固末端强冷的最佳区域和水量范围，能够在解决因强冷导致裂纹问题的基础上，发挥凝固末端强冷对铸坯内部质量的改善作用。采用上述专利中所述的方法，都能在特定连铸生产工况下提高铸坯内部质量，但不能保证生产工况变化时凝固末端强冷对铸坯内部质量的改善效果。
3、综上所述，在采用凝固末端强冷改善铸坯内部质量时，保证连铸生产工况变化时凝固末端强冷区域和水量的合理性，是控制铸坯内部质量稳定的关键，且在当前钢铁行业竞争激烈的环境下愈发迫切。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连铸坯动态凝固末端强冷系统及工艺，在连铸生产工况变化时能够动态调整凝固末端强冷的区域和水量，解决生产工况变化时凝固末端强冷偏离最佳区域、水量偏离最佳值的问题，进而提高铸坯内部质量及其稳定性。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种连铸坯动态凝固末端强冷系统，包括喷淋架、安装在喷淋架上的喷嘴、自动截止阀、自动调节阀以及控制系统，所述喷淋架通过冷却水管道依次连接自动截止阀和自动调节阀；
4、在每流次连铸坯上沿拉坯方向布置有若干个喷淋架，并使得安装在喷淋架上的喷嘴覆盖不同连铸生产工况下的凝固末端强冷区域，以在不同连铸生产工况下对连铸坯进行凝固末端强冷，且每个喷淋架连接一个独立的自动截止阀；
5、所述自动截止阀和自动调节阀均通过信号传输电缆与控制系统连接，以实时控制每个喷淋架的开闭和水量，进而实现对凝固末端强冷区域和水量的动态调整以适应不同连铸生产工况。
6、具体的，所述喷淋架和喷嘴用于喷出喷淋水冷却连铸坯，对连铸坯进行凝固末端强冷；所述自动截止阀用于接收控制系统的信号，调整喷淋架喷淋水的开启或关闭，以调整凝固末端强冷的区域；所述自动调节阀用于接收控制系统的信号，调整喷淋水量的大小，即调整凝固末端强冷的水量；所述控制系统用于根据连铸生产工况的变化，实时计算凝固末端强冷最佳区域和凝固末端强冷最佳水量，并发送调整信号给自动截止阀和自动调节阀，以实现凝固末端强冷区域和水量的动态调整。
7、进一步地，在所述自动截止阀和自动调节阀之间还设有流量计，且所述流量计通过信号传输电缆与控制系统连接，所述流量计用于配合自动调节阀实时调整凝固末端强冷水量至最佳水量。
8、进一步地，每流次连铸坯的所有喷淋架通过冷却水管道汇总后连接同一个流量计和自动调节阀。
9、进一步地，所述喷淋架为环形并外套在连铸坯上，每个喷淋架上设有4个喷嘴，喷嘴采用锥型水喷嘴或锥型气水喷嘴，4个喷嘴分别垂直于铸坯4个侧面的表面中心。
10、进一步地，喷嘴出口位置距离铸坯表面的距离为100～200mm。
11、进一步地，沿拉坯方向布置的第1个喷淋架的位置位于连铸实际生产过程最低拉速下凝固末端强冷区域的起点，最后1个喷淋架的位置位于连铸实际生产过程最高拉速下凝固末端强冷区域的终点。
12、进一步地，每流次连铸坯对应的喷淋架数量由以下公式确定：
13、n＝l/(m*0.95)
14、其中，n表示喷淋架数量，个；l表示沿拉坯方向所有喷淋架的覆盖范围，mm；m表示沿拉坯方向单个喷淋架上喷嘴的覆盖范围。
15、进一步地，所述控制系统中具有凝固末端强冷区域和水量计算模型，所述凝固末端强冷区域和水量计算模型用于根据连铸生产工况实时计算适应于现行连铸生产工况下的凝固末端强冷最佳区域和凝固末端强冷最佳水量。
16、进一步地，述自动调节阀通过冷却水管道连接有水源装置，以向喷淋架提供冷却水。
17、一种连铸动态凝固末端强冷工艺，采用所述的连铸动态凝固末端强冷系统对连铸坯进行动态凝固末端强冷，包括以下步骤：
18、s1：通过控制系统实时计算适应于现行连铸生产工况下的凝固末端强冷最佳区域和凝固末端强冷最佳水量；
19、s2：控制系统发送凝固末端强冷区域调整信号给对应的自动截止阀，以开启和/或关闭对应的喷淋架，进而将凝固末端强冷区域调整至适应于现行连铸生产工况下的最佳区域；
20、s3：控制系统发送凝固末端强冷水量调整信号给自动调节阀，将凝固末端强冷水量调整至适应于现行连铸生产工况下的最佳水量。
21、进一步地，步骤s2中，根据控制系统发送的凝固末端强冷区域调整信号，通过自动截止阀调控所述最佳区域内所有喷淋架的喷淋水开启，所述最佳区域外所有喷淋架的喷淋水关闭。
22、进一步地，在所述自动截止阀和自动调节阀之间还设有流量计，以通过流量计配合自动调节阀实时调整凝固末端强冷水量至最佳水量。
23、本发明的有益效果在于：
24、本发明提供的一种连铸坯动态凝固末端强冷系统及工艺，通过在每流次连铸坯上沿拉坯方向布置有若干个喷淋架，并使得安装在喷淋架上的喷嘴覆盖不同连铸生产工况下的凝固末端强冷区域，配合对应的自动截止阀和自动调节阀，以及用于控制自动截止阀和自动调节阀的控制系统，能够在连铸生产工况发生变化时，根据现行连铸生产工况计算出现行连铸生产工况下凝固末端强冷区域和凝固末端强冷水量，并对应调整凝固末端强冷区域和水量至最佳区域和最佳水量；
25、该工艺适用于方坯和圆坯连铸机，用以提高铸坯内部质量及其稳定性；与现有技术相比，解决了生产工况变化时凝固末端强冷区域、凝固末端强冷水量偏离最佳值的问题，能够提高铸坯内部质量及其稳定性，有利于凝固末端强冷工艺的推广应用。
26、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：包括喷淋架、安装在喷淋架上的喷嘴、自动截止阀、自动调节阀以及控制系统，所述喷淋架通过冷却水管道依次连接自动截止阀和自动调节阀；
2.根据权利要求1所述的连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：在所述自动截止阀和自动调节阀之间还设有流量计，且所述流量计通过信号传输电缆与控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：每流次连铸坯的所有喷淋架通过冷却水管道汇总后连接同一个流量计和自动调节阀。
4.根据权利要求1所述的连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：所述喷淋架为环形并外套在连铸坯上，每个喷淋架上设有4个喷嘴，喷嘴采用锥型水喷嘴或锥型气水喷嘴，4个喷嘴分别垂直于铸坯4个侧面的表面中心。
5.根据权利要求4所述的连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：喷嘴出口位置距离铸坯表面的距离为100～200mm。
6.根据权利要求1所述的连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：沿拉坯方向布置的第1个喷淋架的位置位于连铸实际生产过程最低拉速下凝固末端强冷区域的起点，最后1个喷淋架的位置位于连铸实际生产过程最高拉速下凝固末端强冷区域的终点。
7.根据权利要求6所述的连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：每流次连铸坯对应的喷淋架数量由以下公式确定：
8.根据权利要求1所述的连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：所述控制系统中具有凝固末端强冷区域和水量计算模型，所述凝固末端强冷区域和水量计算模型用于根据连铸生产工况实时计算适应于现行连铸生产工况下的凝固末端强冷最佳区域和凝固末端强冷最佳水量。
9.根据权利要求1所述的连铸坯动态凝固末端强冷系统，其特征在于：所述自动调节阀通过冷却水管道连接有水源装置，以向喷淋架提供冷却水。
10.一种连铸动态凝固末端强冷工艺，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的连铸动态凝固末端强冷系统对连铸坯进行动态凝固末端强冷，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的连铸坯动态凝固末端强冷工艺，其特征在于：步骤s2中，根据控制系统发送的凝固末端强冷区域调整信号，通过自动截止阀调控所述最佳区域内所有喷淋架的喷淋水开启，所述最佳区域外所有喷淋架的喷淋水关闭。
12.根据权利要求10所述的连铸坯动态凝固末端强冷工艺，其特征在于：在所述自动截止阀和自动调节阀之间还设有流量计，以通过流量计配合自动调节阀实时调整凝固末端强冷水量至最佳水量。
