CN101332499B - 一种板坯连铸漏钢预报控制方法 - Google Patents

一种板坯连铸漏钢预报控制方法 Download PDF

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本发明涉及一种板坯连铸漏钢预报控制方法，具体为板坯连铸过程中根据结晶器热电偶温度变化情况防止粘结漏钢发生的方法。主要解决现有的各种漏钢预报方法存在的干扰因素考虑不够全面以及对小范围的粘结、卷渣不能及时预报的技术问题。本发明的技术方案为：一种板坯连铸漏钢预报控制方法，在结晶器上安置多排热电偶，其特征是包括以下步骤：a、典型温度特征的扑捉：根据结晶器参数、热电偶在结晶器的安装位置，确定每个热电偶的典型温度特征；b、漏钢几率的确定：根据相邻热电偶的典型温度特征，同时考虑漏钢温度传递和温度异常分布特征，确定每个热电偶漏钢几率；c、浇铸速度控制：当热电偶漏钢几率达到95％，停止浇铸。本发明主要用于连铸漏钢报警。

Description

一种板坯连铸漏钢预报控制方法 
技术领域：本发明涉及一种板坯连铸漏钢预报控制方法，具体为板坯连铸过程中根据结晶器热电偶温度变化情况防止粘结漏钢发生的方法。 
背景技术：连铸生产的稳定顺行以及铸坯质量的确保是连铸研究工作的两个重要任务，在连铸生产中，漏钢是最具危害性的生产意外事故，它不仅直接降低了产量，影响整个炼钢生产计划，而且对结晶器以及辊道构成了一定的危害，间接影响了铸坯的质量，因此漏钢一直是影响连铸生产及其设备寿命的一个重大因素。在各种原因造成的漏钢中粘结性漏钢占绝大多数，粘结漏钢首先是由于某种原因造成弯月面附近钢水与铜板的直接接触而粘结，随结晶器的振动及坯壳的下移，在粘结部的下方被拉断，这样，随着凝固的进行，断口不断下移，到结晶器下口时钢水从断口漏出，断口在下移的同时，也不断向两边扩展而形成破断线，宽边中央的粘结破断源可扩展到窄边，甚至到另一个宽边，若粘结发生时能够预报并采取措施则可防止漏钢的发生，在结晶器铜板内埋入一定数量的热电偶，当浇铸过程中发生坯壳与铜板粘结时，则可以观察到粘结时的热电偶温度的典型特征，热电偶测温法漏钢预报技术就是根据结晶器铜板温度的特征来进行预报的，当系统报警后，通过降低铸机拉速，增加负滑脱时间而使拈结脱离铜板，断口复合并在出结晶器之前形成一定厚度的坯壳，使漏钢得以避免。开发漏钢预报系统用于预先警告漏钢的发生是较有效的措施。近年来国内开发了许多漏钢预报系统，而国外在八十年代初，就开展了漏钢预报系统。 
通过专利技术查新，发现相关专利情况如下：CN88105141.1是针对方坯的漏钢预报系统，CN200310120843.7是一种漏钢监测仪器，JP58148064A，JP05057413A是一种单排热电偶进行漏钢预报的方法，JP2001287001是通过计算热通量进行漏钢预报的方法，JP61176456A，JP2004314126是预防卷渣漏钢的方法，JP61226154A，JP57152356A，JP05111748A是单点漏钢预报的方法，JP03138059A是多排热电偶漏钢预报方法，US5548520A，是通过前置处理单元的方法进行漏钢预报的方法。 
具有标准数据库功能的有：JP04172160A，JP63115660A，JP05057412A，JP2003266161，JP05269562A，JP61027156A，JP61052972A，JP61052973A，根据安装在结晶器内部的热电偶温度变化，与标准数据库中的漏钢历史数据比对，或基于神经元，判断是否漏钢，并动态修改完善标准数据库。 
综合判定漏钢预报系统的有：JP58181458A，JP59030458A，JP61038763A， JP63183763A，JP56023355A，JP01018553A，US5020585，US6885907，JP55097857A，JP07108359A，基于多种因素，如更换中包、保护渣、板坯结壳厚度变化、板坯与结晶器表面摩察力、液面波动等，综合判定是否漏钢。 
发明内容：本发明的目的是提供一种板坯连铸漏钢预报控制方法，主要解决现有的各种漏钢预报方法存在的干扰因素考虑不够全面以及对小范围的粘结、卷渣不能及时预报的技术问题。 
本发明的技术方案为：一种板坯连铸漏钢预报控制方法，在结晶器上安置多排热电偶，其特征是包括以下步骤： 
a、典型温度特征的扑捉：根据结晶器参数、热电偶在结晶器的安装位置，确定每个热电偶的典型温度特征； 
b、漏钢几率的确定：根据相邻热电偶的典型温度特征，同时考虑漏钢温度传递和温度异常分布特征，确定每个热电偶漏钢几率； 
c、浇铸速度控制：当热电偶漏钢几率达到95％，停止浇铸。 
所述的典型温度特征的扑捉包括以下步骤： 
1.初始化内部变量； 
2.读取工艺参数，包括钢种以及其的温度波动限制范围； 
3.接收现场数据，包括钢种代码、结晶器液位、浇铸速度、各个热电偶温度； 
4.统计每个热电偶近期温度特征，包括最大值、最小值、平均值、波动速度，根据结晶器液位波动和浇铸速度波动数据，确定不稳定系数；若液位波动超过12mm或温度波动超过0.45℃/秒，不稳定系数为1.03否则为1；若浇铸速度小于等于0.5米/分钟，则不稳定系数增加0.06，否则若浇铸速度小于等于0.6米/分钟，则不稳定系数增加0.04，否则若浇铸速度小于等于0.7米/分钟，则不稳定系数增加0.02，否则若浇铸速度小于等于0.8米/分钟，则不稳定系数增加0.01。 
5.检测温度是否连续上升，若温度5个周期连续上升，并且总幅度超过2.4℃则认为温度连续上升，并设置标志为1； 
6.检测是否出现头部特征，若出现仅最近一个周期的温度下降并且标志已经置为1并且最高温度大于之前15分钟内温度的最大值与稳定系数的乘积，则认为出现头部特征，并设置标志为2； 
7.检测是否出现下降趋势，若温度5个周期连续下降，并且标志为2，并且总幅度超过1℃则认为出现下降趋势，并设置标志为3；若标志为3 则认为相应热电偶具备了典型温度特征； 
8.当某个热电偶具备典型温度特征超出40个周期后对该热电偶温度特征进行复位；当出现浇铸速度低于0.45米/分钟或者结晶器液位低于39mm时并对所有热电偶标志复位。 
所述的漏钢几率确定包括以下步骤： 
1.热电偶温度具有典型温度特征，该热电偶的漏钢机率增加基本值0.25； 
2.热电偶温度连续3个周期上升或下降超过10℃，该热电偶的漏钢机率增加基本值0.25； 
3.对应下排的热电偶也出现头部轮廓，且满足浇铸速度是典型温度特征向下排传递速度的1至2倍的关系，上排热电偶漏钢机率增加0.25； 
4.下排热电偶温度超过上排热电偶温度，则上排热电偶漏钢几率增加0.25； 
5.下排热电偶温度大幅度上升，当低碳钢浇注时热电偶温度连续上升超过35℃或包晶钢浇注时热电偶温度连续上升超过40℃或其他钢种浇注时热电偶温度连续上升超过45℃，则上排热电偶漏钢几率增加0.125； 
6.下排热电偶温度快速上升即连续3个周期上升超过10℃，则上排热电偶漏钢几率增加0.25； 
7.相邻热电偶出现典型温度特征并且时间延迟大于0小于20个周期，则该热电偶漏钢几率增加0.25； 
8.相邻热电偶出现典型温度特征并且温度波形相似，则该热电偶的漏钢几率增加0.125； 
所述的浇铸速度控制为：当发现漏钢几率大于95％的热电偶，则发出停机指令，实现快速停机，若不存在，发出正常浇铸指令。 
本发明的有益效果是：本发明可以获取结晶器上第一排上每一个热电偶的漏钢几率，并在此基础上提出浇铸速度控制方法，实现闭环控制。结合板坯连铸机结晶器参数，以及结晶器中热电偶安装位置，动态确定每个热电偶的典型温度特征，综合相邻热电偶的典型温度特征，最终得到每个热电偶的漏钢几率。利用本发明，可以实现板坯连铸生产过程中结晶器各个部分温度变化情况的动态监视与跟踪，通过进一步的计算分析得到相应的漏钢几率，必要时采取措施，控制浇铸速度，能够避免粘结漏钢的发生。 
附图说明：
图1典型温度特征判断流程图 
图2漏钢几率确定流程图 
图3实例中宽面热电偶布置图 
图4实例中准确报警时的温度曲线图
具体实施方式：结合具体板坯连铸机条件，结晶器出口220mm×1340mm，结晶器热电偶安装位置宽面每排6个，窄面每排一个，共两排，宽面热电偶布置图如图3，第一排热电偶距结晶器上口200毫米，两排热电偶之间的距离为200毫米，铸机浇铸速度最大为2.4米。 
参照图1，典型温度特征的扑捉包括以下步骤： 
1.初始化内部变量； 
2.读取工艺参数，包括钢种以及其的温度波动限制范围； 
3.接收现场数据，包括钢种代码、结晶器液位、浇铸速度、各个热电偶温度； 
4.统计每个热电偶近期温度特征，包括最大值、最小值、平均值、波动速度，根据结晶器液位波动和浇铸速度波动数据，确定不稳定系数。若液位波动超过12mm或温度波动超过0.45℃/秒，不稳定系数为1.03否则为1；若浇铸速度小于等于0.5米/分钟，则不稳定系数增加0.06，否则若浇铸速度小于等于0.6米/分钟，则不稳定系数增加0.04，否则若浇铸速度小于等于0.7米/分钟，则不稳定系数增加0.02，否则若浇铸速度小于等于0.8米/分钟，则不稳定系数增加0.01。 
5.检测温度是否连续上升。若温度5个周期连续上升，并且总幅度超过2.4℃则认为温度连续上升，并设置标志为1； 
6.检测是否出现头部特征。若出现仅最近一个周期的温度下降并且标志已经置为1并且最高温度大于之前15分钟内温度的最大值与稳定系数的乘积，则认为出现头部特征，并设置标志为2； 
7.检测是否出现下降趋势。若温度5个周期连续下降，并且标志为2，并且总幅度超过1℃则认为出现下降趋势，并设置标志为3；若标志为3则认为相应热电偶具备了典型温度特征。 
8.当某个热电偶具备典型温度特征超出40个周期后对该热电偶温度特征进行复位；当出现浇铸速度低于0.45米/分钟或者结晶器液位低于39mm时并对所有热电偶标志复位； 
参照图2，所述的漏钢几率确定包括以下步骤： 
1.热电偶温度具有典型温度特征，该热电偶的漏钢机率增加基本值0.25； 
2.热电偶温度连续3个周期上升或下降超过10℃，该热电偶的漏钢机率增加基本值0.25； 
3.对应下排的热电偶也出现头部轮廓，且满足浇铸速度是典型温度特征向下排传递速度的1至2倍的关系，上排热电偶漏钢机率增加0.25；
4.下排热电偶温度超过上排热电偶温度，则上排热电偶漏钢几率增加0.25； 
5.下排热电偶温度大幅度上升，当温度连续上升超过35℃(低碳钢)或40℃(包晶钢)或45℃(其它钢种)，则上排热电偶漏钢几率增加0.125； 
6.下排热电偶温度快速上升即连续3个周期上升超过10℃，则上排热电偶漏钢几率增加0.25； 
7.相邻热电偶出现典型温度特征并且具备时间延迟大于0小于20个周期，则该热电偶漏钢几率增加0.25； 
8.相邻热电偶出现典型温度特征并且温度波形相似，则该热电偶的漏钢几率增加0.125； 
所述的浇铸速度控制为：当发现漏钢几率大于95％的热电偶，则发出停机指令，实现快速停机，若不存在，发出正常浇铸指令。 
本发明漏钢预报的相关系数有： 
●典型温度曲线中平均温升速度为0.58/秒； 
●升速过程不稳定系数为1.03； 
●典型温度曲线最大向下传递时间为20秒； 
●典型温度曲线最小向下传递时间为4秒； 
●典型温度曲线向相邻热电偶传递最大时间为20秒； 
●典型温度曲线向相邻热电偶传递最小时间为0秒； 
●典型温度曲线最大保持时间为40秒； 
●结晶器最小液位值20； 
●最小有效拉速为0.3； 
参见图4准确报警时的温度曲线。应用本发明后，漏钢次数减少90％，成功解决困扰连铸生产多年的顽疾。利用本发明能达到：通过典型温度曲线识别既可以不漏掉异常温度，也最大限度的降低了数据处理量。通过热电偶漏钢几率的综合计算，提高了漏钢预报的准确性，大大降低了误报次数。实际控制结果表明，应用本发明可以大幅度的减少漏钢次数，尤其是避免了粘结漏钢的发生。

Claims (2)

1.一种板坯连铸漏钢预报控制方法，在结晶器上安置多排热电偶，其特征是包括以下步骤：
a、典型温度特征的扑捉：根据结晶器参数、热电偶在结晶器的安装位置，确定每个热电偶的典型温度特征；
所述的典型温度特征的扑捉包括以下步骤：
(1)初始化内部变量；
(2)读取工艺参数，包括钢种以及其的温度波动限制范围；
(3)接收现场数据，包括钢种代码、结晶器液位、浇铸速度、各个热电偶温度；
(4)统计每个热电偶近期温度特征，包括最大值、最小值、平均值、波动速度，根据结晶器液位波动和浇铸速度波动数据，确定不稳定系数：
若液位波动超过12mm或温度波动超过0.45℃/秒，不稳定系数为1.03否则为1；
若浇铸速度小于等于0.7米/分钟，则不稳定系数增加0.02；
(5)检测温度是否连续上升，若温度5个周期连续上升，并且总幅度超过2.4℃则认为温度连续上升，并设置标志为1；
(6)检测是否出现头部特征，若出现仅最近一个周期的温度下降并且标志已经置为1并且最高温度大于之前15分钟内温度的最大值与稳定系数的乘积，则认为出现头部特征，并设置标志为2；
(7)检测是否出现下降趋势，若温度5个周期连续下降，并且标志为2，并且总幅度超过1℃则认为出现下降趋势，并设置标志为3；若标志为3则认为相应热电偶具备了典型温度特征；
(8)当某个热电偶具备典型温度特征超出40个周期后对该热电偶温度特征进行复位；当出现浇铸速度低于0.45米/分钟或者结晶器液位低于39mm时并对所有热电偶标志复位；
b、漏钢几率的确定：根据相邻热电偶的典型温度特征，同时考虑漏钢温度传递和温度异常分布特征，确定每个热电偶漏钢几率；
所述的漏钢几率确定包括以下步骤： 
(1)热电偶温度具有典型温度特征，该热电偶的漏钢机率增加基本值0.25；
(2)热电偶温度连续3个周期上升或下降超过10℃，该热电偶的漏钢机率增加基本值0.25；
(3)对应下排的热电偶也出现头部轮廓，且满足浇铸速度是典型温度特征向下排传递速度的1至2倍的关系，上排热电偶漏钢机率增加0.25；
(4)下排热电偶温度超过上排热电偶温度，则上排热电偶漏钢几率增加0.25；
(5) 下排热电偶温度大幅度上升，当低碳钢浇注时热电偶温度连续上升超过35℃或包晶钢浇注时热电偶温度连续上升超过40℃或其他钢种浇注时热电偶温度连续上升超过45℃，则上排热电偶漏钢几率增加0.125；
(6)下排热电偶温度快速上升即连续3个周期上升超过10℃，则上排热电偶漏钢几率增加0.25；
(7)相邻热电偶出现典型温度特征并且时间延迟大于0小于20个周期，则该热电偶漏钢几率增加0.25；
(8)相邻热电偶出现典型温度特征并且温度波形相似，则该热电偶的漏钢几率增加0.125；
c、浇铸速度控制：当热电偶漏钢几率达到95％，停止浇铸。
2.根据权利要求1所述的一种板坯连铸漏钢预报控制方法，其特征是：所述的浇铸速度控制为：当发现漏钢几率大于95％的热电偶，则发出停机指令，实现快速停机，若不存在，发出正常浇铸指令。 
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杨帆等.韶钢宽板坯连铸漏钢预报系统的应用.钢铁14 增刊.2006,7(增刊),全文.
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职建军等.宝钢板坯连铸漏钢预报系统的开发与应用.钢铁36 9.2001,36(9),26-27.
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范建东等.RBF神经网络应用于连铸漏钢预报.上海大学学部（自然科学院）7 5.2001,7(增刊),全文.
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CN101941060A (zh) * 2010-09-19 2011-01-12 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 基于多排实测热电偶温度的结晶器热像图实时显示方法

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