CN104858385A - 基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置，包括：设定基准辊缝值；判断拉矫机i的拉矫辊之间是否有铸坯；若没有铸坯，返回上述步骤；若有铸坯，对拉矫机i进行标定，将压紧铸坯时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，基准辊缝值作为初始辊缝值；判断i是否等于拉矫机总数；若等于，根据执行拉矫机的压下量确定其目标辊缝值及目标传感器读数，各拉矫机的液压缸进入动态辊缝模式，对铸坯进行轻压下或重压下；若不等于，对拉矫机i+1进行标定。本发明在浇注过程中实现拉矫机的全自动标定，缩短标定时间，降低标定难度，实现了拉矫机压下基准和实际辊缝值得精确一致，确保了能精确执行压下工艺。

Description

基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置

技术领域

本发明涉及连铸领域，更加具体地，涉及一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置。

背景技术

在连铸领域中，如图1所示，钢水从钢包1和中间包2通过结晶器3一次冷却结晶后形成外壳凝固中心为钢液的铸坯100并从结晶器3下口拉出，进行二次冷却后，经过拉矫机200矫直后，通过切前辊道到达火切机4进行铸坯切割，上述过程为浇注过程，每一台拉矫机200主要包含一对拉矫辊(拉矫辊上辊230和下辊240)和一个液压缸210，拉矫辊下辊240为固定辊，拉矫辊下辊与液压缸210的活塞杆220固定连接，液压缸210上安装有压力传感器260，通过压力传感器260控制液压缸210对铸坯100施加一定压下力(热坯压力控制模式，此时液压缸210的活塞杆220是不移动的，对铸坯施加一个能够压紧铸坯且不产生裂纹的固定力)，使得拉矫辊上辊230压紧铸坯，对铸坯进行矫直。在上述浇注过程中，铸流在外界冷却作用下，从外向内不断凝固，产生的凝固收缩量由中心可以流动的自由钢液补充进来，但是在凝固末期，由于钢液在类似多空介质的两相区中流动阻力的增加，凝固收缩量无法得到及时补偿，形成的压降将导致铸坯中心附近枝晶间的富集偏析元素钢液向中心流动、汇集并最终凝固，从而形成中心宏观偏析，同时得不到补偿的凝固收缩量将最终形成中心疏松。

为了改善连铸坯中心偏析、疏松和缩孔等内部质量问题，通常利用拉矫机的拉矫辊对铸坯进行一定压下量，即轻压下或重压下，轻压下是采用多辊小压下量对铸坯进行压下，重压下是采用单辊大压下量对铸坯进行压下，如图1所示，液压缸210上装有位移传感器230，监测液压缸210中活塞杆220的位移。由于活塞杆220和上辊230为机械连接，因此通过位移传感器250读数变换能够监测上辊230的位移，采用位移传感器250监测液压缸210的活塞杆220的行程，通过调节液压缸210进/出油量，带动拉矫机上辊230下降，对铸坯进行轻压下，此时液压缸210转换为动态辊缝模式，即移动活塞杆220对铸坯进行压下的模式。

为了保证压下量的准确性，每一次浇注前，需要对拉矫机的初始辊缝值进行标定，即，确定初始位移传感器读数对应的初始辊缝值，由于位移传感器读数的变化与拉矫辊辊缝的变化为线性关系，确定初始位移传感器读数对应的初始辊缝值，就能够通过位移传感器读数得到拉矫机辊缝值。

标定过程中，初始位移传感器读数可以通过位移传感器即时读到，但是与其对应的初始辊缝值却很难精确得到，目前得到初始辊缝值的方法一般有：

(1)将拉轿机200悬停到某一位置，此时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，然后使用辊缝测量仪人为进行测量，测得的辊缝值为初始辊缝值；

(2)将拉轿机200悬停到某一位置，此时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，利用自动辊缝仪测量，测得的辊缝值为初始辊缝值；

(3)利用加工精度比较高的标定块，标定块厚度进行事先测量，然后将标定拉轿机以标定压压在标定块上，标定块的厚度即为初始辊缝值，此时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数；

(4)利用加工精度比较高的标定杆，多个标定位厚度进行事先测量，然后将多个标定拉轿机以标定压压在标定杆上，各标定位的厚度即为各拉矫机的初始辊缝值，压紧标定位时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数；

(5)确定引锭杆上一个或者多个标定位，对其厚度进行事先测量，将一个或者多个标定拉轿机压在引锭杆上，各标定位的厚度即为各拉矫机的初始辊缝值，压紧标定位时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数。

上述五种拉矫机辊缝标定方法，主要有以下几个缺点：

第一，标定过程都在停浇过程或者送引锭杆过程进行，而标定时间根据不同标定方法和自动化程度的不同而不同，一般标定时间每流需要5～180min不等，标定时间大大占用了设备维护时间，降低了铸机作业率，在提高铸坯质量的同时降低了产能，同时也大大增加了设备维护量，增加了设备维护强度；

第二，不论是那种方式，都要知道初始辊缝值，就需要测量，必然带来测量误差，这个测量误差肯定会叠加到执行压下量上，导致不能精确执行工艺压下量；

第三，在实际情况中，由于整个系统中有设备间隙、活塞杆的变形等影响，位移传感器到辊缝的对应关系的线性度并不好，在标定位厚度和铸坯厚度差别较大情况下，标定误差甚至可以达到2～4mm，这些都会叠加到执行压下量上，导致铸坯质量恶化。

在执行压下工艺过程中，压下量有两种定义，一种为沿着铸坯浇注方向拉矫辊相对于上一个拉矫辊增加的压下量，另一种以基准辊缝值为基准，设定的拉矫辊执行压下的压下总量，本发明采用后者。另外，一般有两种压下执行方式：(1)以连铸机的第一台或者压下工艺前面的拉轿机的拉矫辊上辊作为测量辊，该拉矫机的液压缸工作在热坯压力控制模式，即测量辊压紧铸坯但不进行压下，测量辊得到的辊缝值作为后面执行压下的基准辊缝值，即测量辊得到的基准辊缝值减去压下量为执行压下拉轿机的目标辊缝值，在执行轻压下时，移动其他拉矫辊上辊230控制辊缝从初始辊缝值变为目标辊缝值；(2)另一种方法是设定一个基准辊缝值，基准辊缝值减去压下量为目标辊缝值，在执行轻压下时，移动拉矫辊上辊230控制辊缝从初始辊缝值变为目标辊缝值。

就压下执行方式来说，上述两种压下执行方式主要有以下缺点：

第一种压下执行方式中，由于铸坯表面不光滑，压紧铸坯的测量辊得到的辊缝值是一个不断变化的值，这样即使压下工艺稳定，辊缝目标值会随着测量辊缝值的变化而变化，导致整个压下系统总是处于不断调整状态，降低了设备尤其是电器元件的使用寿命。并且，这种方法中，测量辊不参与压下，人为地减小了压下辊的个数，使得设备适合压下的工艺区间变窄；

第二种压下执行方式中，铸坯实际厚度随着拉速有小的变化，而基准辊缝值无法保持同步变化，更严重的是，如果标定结果不可靠，会人为加大了实际辊缝值和基准辊缝值的差距，导致第一个压下辊不能正确执行工艺压下量，甚至有出现悬起的情况，这样必然增大了第二个压下辊的压下量，很可能导致压下事故或者铸坯质量恶化的情况。

现有的轻压下或重压下控制方法是在找到初始位移传感器读数对应的准确的初始辊缝值(初始位移传感器对应的实际辊缝值)的基础上，进行压下。实际情况是做了大量的工作，由于铸坯凝固过程中，铸坯厚度的变化，很难精确执行工艺压下量。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供快速准确的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法，方坯连铸机包含多个拉矫机，每个拉矫机包括至少一对拉矫辊和一个液压缸，其中，该控制方法包括：设定基准辊缝值；判断拉矫机i的两个拉矫辊之间是否有铸坯，其中，i为拉矫机的编号，沿着铸坯浇注方向递增排列；在拉矫机i的拉矫辊之间有铸坯的情况下，对拉矫机i进行标定，即，拉矫机i的液压缸工作在热坯压力控制模式，拉矫辊压紧铸坯，将压紧铸坯时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，基准辊缝值作为初始辊缝值，建立起位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等；重复上述步骤直到对所有拉矫机进行了标定；在对所有拉矫机进行了标定后，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到各拉矫机的目标辊缝值及其对应的目标传感器读数，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量，根据标定单元建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数；使执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸进入动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现各拉矫机对铸坯的轻压下或重压下。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法，方坯连铸机包含多个拉矫机，每个拉矫机包括至少一对拉矫辊和一个液压缸，其中，该控制方法包括：根据温度场模型和铸坯收缩模型得到的铸坯厚度设定基准辊缝值；判断拉矫机i的实际辊缝值是否在基准辊缝值±b范围内，其中，b为常数，根据生产铸坯的型号和生产经验设定；若实际辊缝在上述范围内，对拉矫机i进行标定，即，拉矫机i的液压缸工作在热坯压力控制模式，拉矫辊压紧铸坯，将压紧铸坯时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，基准辊缝值作为初始辊缝值，建立起位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等；若实际辊缝不在上述范围内，不标定拉矫机i，即，拉矫机i标定失败；重复上述步骤直到对所有拉矫机进行了标定；在对所有拉矫机进行了标定后，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到各拉矫机的目标辊缝值及其对应的目标传感器读数，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量，根据标定单元建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数；使执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸进入动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现各拉矫机对铸坯的轻压下或重压下。

根据本发明的再一个方面，提供一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置，方坯连铸机包括多个拉矫机，每个拉矫机包括至少一对拉矫辊和一个液压缸，其中，该控制装置包括：设定单元，设定基准辊缝值；第一判断单元，判断拉矫机拉矫辊之间是否有铸坯，直到浇注的铸坯到达该拉矫机拉矫辊之间，将标定信号发送给标定单元；标定单元，用于在浇注过程中对各拉矫机进行标定，即，接收第一判断单元发出的标定信号，调用设定单元设定的基准辊缝值作为初始辊缝值，并将压紧铸坯时位移传感器读数作为初始传感器读数，建立位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等；计数单元，用于对标定过程中的拉矫机进行计数，所有拉矫机均经过标定过程后，经计数完成信号发送给确定单元；确定单元，接受计数单元的计数完成信号，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到所述拉矫机的目标辊缝值，调用标定单元建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数对应的目标传感器读数，将压下信号发送给压下单元，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量；压下单元，接收确定单元的压下信号，将执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸转换为动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现对铸坯的轻压下或重压下。

有益效果

本发明基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置是在浇注过程中，实现对拉矫机的标定，不会占用设备维护时间和送引锭时间，且无需通过测量或者标定杆、标定块确定初始辊缝值，标定过程完全自动化，大大缩短了拉矫机的标定时间。另外引锭杆上不需设定标定位，降低了引锭杆的加工要求，降低了生产成本。再者，通过将压紧浇注中铸坯的拉矫机的初始辊缝值设定为基准辊缝值，实现了拉矫机压下基准和实际辊缝值得精确一致，确保了能精确执行压下工艺。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1示出了现有技术方坯连铸机及拉矫机的示意图；

图2示出了本发明基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法的流程图；

图3示出了本发明另一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法的流程图；

图4示出了本发明基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置的构成框图。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。

图2示出了本发明基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法的流程图，如图2所示，所述控制方法包括：

在步骤S210中，设定基准辊缝值，其中，基准辊缝值可以设定为任意值，优选地，为自然数。

设定了基准辊缝值以后，在步骤S220中，判断拉矫机i的拉矫辊之间是否有铸坯，其中，i为拉矫机的编号，沿着铸坯浇注方向递增排列，例如，通过坯头跟踪方式判断判断拉矫机i的拉矫辊之间是否有铸坯。

若是拉矫机i的拉矫辊之间有铸坯，在步骤S230中，对拉矫机i进行标定，即，拉矫机i的液压缸工作在热坯压力控制模式，拉矫辊压紧铸坯，将压紧铸坯时(拉矫机i液压缸工作在热坯压力控制模式时)位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，基准辊缝值作为初始辊缝值，建立起位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等，具体地，如果位移传感器设定为液压缸活塞杆向下移动位移传感器度数变小，则辊缝值变化与传感器读数变化相等；如果位移传感器设定为液压缸活塞杆向下移动位移传感器度数变大，则辊缝值变化与传感器读数变化相反，确定了初始辊缝值、初始位移传感器读数和辊缝值变换与位移传感器读数变换后，通过位移传感器读数能够得到辊缝值，通过辊缝值也能够得到位移传感器读数。

若是拉矫机i的拉矫辊之间没有铸坯，返回步骤S220，直到拉矫机i的拉矫辊下有铸坯，对该拉矫机进行标定。

在步骤S240中，重复上述步骤直到对所有拉矫机进行了标定，具体来说，判断i是否等于拉矫机总数，即判断所有拉矫机是否都进过上述标定过程；

若是i等于拉矫机总数，浇注过程中所有拉矫机均经过上述标定过程，执行步骤S250，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到各拉矫机的目标辊缝值及其对应的目标传感器读数，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量，根据标定单元建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数，可以根据生产经验设定各拉矫机的压下量，或者根据铸坯凝固历程设定压下量，例如，利用温度场实时跟踪铸坯的中心固相率，对固相率0.3-0.85区间内的多个拉矫辊对铸坯进行不大于5mm的轻压下，或/和对凝固末端附近的单个拉矫辊对铸坯进行10mm至30mm的重压下，详细见本申请人与2014年6月17日提交的申请号为201410270691.7，发明名称为“一种小方坯连铸动态轻压下和重压下在线控制方法”以及2015年5月11日提交的申请号为201510239095.7，发明名称为“连铸重压下控制方法及装置”详细描述了轻压下或重压下压下量的确定方法；

然后，在步骤S260中，使执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸进入动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现各拉矫机对铸坯的轻压下或重压下。

若是i不等于拉矫机总数，说明还有拉矫机没有经过上述标定过程，返回步骤S220，对拉矫机i+1进行标定，直到所有拉矫机标定完成。

优选地，在步骤S240和步骤S250之间添加生成压下工艺控制表的步骤，其中，工艺表包括：各拉矫机是否压下，各拉矫机的压下量(不压下的为零)，各拉矫机的目标辊缝值。

上述基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法中拉矫机的标定不在离线设备维护过程或者送引锭过程执行，而是在铸机浇注过程在线实时完成，不会占用设备维护时间和送引锭时间，缩短了拉矫机的标定时间。另外，引锭杆上不需设定标定位，降低了引锭杆的加工要求，降低了生产成本。再者，通过将压紧浇注中铸坯的将拉矫机的初始辊缝值设定为基准辊缝值，将此时位移传感器读数作为初始传感器读数，实现了拉矫机压下基准(基准辊缝值)和实际辊缝的精确一致，保证了标定的准确性和执行压下工艺的精确性，达到提高、稳定铸坯质量的要求，并且，基准辊缝值和初始辊缝值均为设定值，且无需通过测量或者压紧标定杆、标定块或者压紧引锭杆的标定位确定，实现了标定过程完全自动化，大大缩短了标定时间，降低了标定难度。

由于很多很多铸机缺乏精确跟踪铸坯的设备和能力，例如小方坯连铸机，无法准确判断判断拉矫机的拉矫辊之间是否有铸坯，图3示出了本发明另一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法，如图3所示，所述控制方法包括：

首先，在步骤S310中，根据温度场模型和铸坯收缩模型计算得到的铸坯厚度设定基准辊缝值，其为一个固定值，例如，基准辊缝值为所述铸坯厚度±a范围内任一数值，其中，a为常数，根据生产铸坯的型号和生产经验确定；

设定了基准辊缝值之后，在步骤S320中，判断拉矫机i的实际辊缝值是否在基准辊缝值±b范围内，其中，实际辊缝值是拉矫机i压紧铸坯时，位移传感器读数对应的辊缝值，b为常数，根据生产铸坯的型号和生产经验确定，对于小方坯和大方坯而言，优选地，为6mm；

若实际辊缝在上述范围内，在步骤S330中，拉矫机i下方有铸坯，对拉矫机i进行标定，即，拉矫机i的液压缸工作在热坯压力控制模式，拉矫辊压紧铸坯，将压紧铸坯时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，基准辊缝值作为初始辊缝值，建立起位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等；

若实际辊缝不在上述范围内，则说明拉矫机i下方没有铸坯或者拉矫机i的位移传感器失效，不标定拉矫机i，即，拉矫机i标定失败，对拉矫机i+1进行上述标定过程；

然后，在步骤S340中，重复上述步骤直到对所有拉矫机进行了标定，具体来说，判断i是否等于拉矫机总数，即，判断所有拉矫机是否都经过上述标定过程；

若i不等于拉矫机总数，说明还有拉矫机未经过上述标定过程，返回步骤S320，对拉矫机i+1进行上述标定过程；

若i等于拉矫机总数，说明所有拉矫机均经过了上述标定过程，在步骤S350中，在标定成功的拉矫机中，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到各拉矫机的目标辊缝值及其对应的目标传感器读数，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量，根据标定单元建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数；

然后，在步骤S360中，执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸进入动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现各拉矫机对铸坯的轻压下或重压下。

为了保证拉矫机对铸坯执行轻压下或重压下能够达到改善铸坯内部质量的效果，优选地，在步骤S310中，还设定不标定(标定失败)拉矫机的允许个数j，其中，轻压下的允许个数根据连铸设备和生产经验设定，重压下允许个数为零，例如大方坯连铸机有12台拉矫机，根据生产经验可以设定允许个数为4台；小方坯连铸机有6台拉矫机，根据生产经验可以设定允许个数为2台。然后，在步骤S340和步骤S350之间添加判断不标定拉矫机个数是否不大于允许个数的步骤，其中，若是不标定拉矫机个数不大于允许个数，则执行步骤S350；若是不标定拉矫机个数大于允许个数，则所有拉矫机均不对铸坯执行轻压下或重压下。

上述基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法是在浇注过程中实现对拉矫机的标定，标定时间短且将压紧浇注中铸坯的将拉矫机的初始辊缝值设定为基准辊缝值，实现了拉矫机压下基准和实际辊缝值得精确一致。另外，在标定过程中，通过判断拉矫机i的实际辊缝值是否在基准辊缝值±b范围内判断拉矫机的拉矫辊之间是否有铸坯，提高了判断的速度和精确度，能应用缺乏精确跟踪铸坯设备的连铸机上，尤其是在小方坯连铸机上，其实用性更加显著。

图4示出了本发明基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置的构成框图，如图所示，所述控制装置包括：

设定单元410，设定基准辊缝值；

第一判断单元420，判断拉矫机拉矫辊之间是否有铸坯，直到浇注的铸坯到达该拉矫机拉矫辊之间，将标定信号发送给标定单元430；

标定单元430，用于在浇注过程中对各拉矫机进行标定，即，接收第一判断单元420发出的标定信号，调用设定单元410设定的基准辊缝值作为初始辊缝值，并将压紧铸坯时位移传感器读数作为初始传感器读数，建立位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等，具体地，如果位移传感器设定为液压缸活塞杆向下移动位移传感器度数变小，则辊缝值变化与传感器读数变化相等；如果位移传感器设定为液压缸活塞杆向下移动位移传感器度数变大，则辊缝值变化与传感器读数变化相反；

计数单元440，用于对标定过程中的拉矫机进行计数，所有拉矫机均经过标定过程后，将计数完成信号发送给确定单元450；

确定单元450，接受计数单元440的计数完成信号，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到所述拉矫机的目标辊缝值，调用标定单元430建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数确定目标传感器读数，将压下信号发送给压下单元460，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量；

压下单元460，接收确定单元450发出的压下信号，将执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸转换为动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现对铸坯的轻压下或重压下。

由于连铸机上安装有多个拉矫机，不需要所有拉矫机均需要执行轻压下，才能达到改善铸坯内部质量的效果，因此，优选地，设定单元410，根据温度场模型和铸坯收缩模型计算得到的铸坯厚度设定基准辊缝值；第一判断单元420，通过判断拉矫机的实际辊缝值是否在基准辊缝值±b范围内来确定该拉矫机拉矫辊之间是否有铸坯，其中，b为常数，设定单元410根据生产铸坯的型号和生产经验设定，优选地，b为6mm。

为了保证拉矫机对铸坯执行轻压下，达到改善铸坯内部质量的效果，另外，优选地，设定单元410还用于设定不标定(标定失败)拉矫机的允许个数；计数单元440用于对不标定(标定失败)拉矫机和连铸机上所有拉矫机机进行计数；控制装置还包括第二判断单元441，用于判断不标定(标定失败)拉矫机个数是否不大于允许个数，其中，若是不标定拉矫机个数不大于允许个数，则发送信号给确定单元450；确定单元450，在标定成功的拉矫机中，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其压下量；若是不标定拉矫机个数不小于允许个数，则不发送信号给确定单元450，所有拉矫机不执行轻压下或重压下。

优选地，所述控制装置还包括压下工艺控制表生成单元，其中，压下工艺控制表包括：各拉矫机是否压下，各拉矫机的压下量(不压下的为零)，各拉矫机的目标辊缝值。

上述基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置中标定单元将压紧浇注中铸坯的拉矫机的初始辊缝值设定为基准辊缝值，此时位移传感器读数设定为初始位移传感器读数，实现了拉矫机压下基准和实际辊缝的精确一致，确保了能精确执行压下工艺。

利用本发明基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置对6流小方坯连铸机的拉矫机在浇注过程中进行了在线标定，并对铸坯进行了轻压下和重压下，其中，每一流上的6台拉矫机，其中一流的压下工艺控制表如下：

表1

项目	拉矫机1	拉矫机2	拉矫机3	拉矫机4	拉矫机5	拉矫机6
							压下量mm	1	4	10	15	0	0

是否压下

是

是

是

是

否

否

目标辊缝mm

181

178

172

167

\

\

从表1可以看出，设定的基准辊缝为182mm，该流拉矫机的标定时间少于20秒，由于所有流同时生产铸坯，所以整个连铸机的拉矫机的标定时间少于20秒。另外，通过对不同连铸机的多次实验，不论一流有多少台拉矫机，均可以在20秒内完成所有拉矫机的标定。

本发明基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法及装置避免以测量辊作为压下基准，因此可以克服测量辊的波动带来的压下系统不断调整从而带来设备的使用寿命降低的弊端，提高压下系统控制系统的使用寿命，降低维护和生产成本。

尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想多个，除非明确限制为单数。

Claims (10)

1.一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法，方坯连铸机包含多个拉矫机，每个拉矫机包括至少一对拉矫辊和一个液压缸，其中，该控制方法包括：

设定基准辊缝值；

判断拉矫机i的两个拉矫辊之间是否有铸坯，其中，i为拉矫机的编号，沿着铸坯浇注方向递增排列；

在拉矫机i的拉矫辊之间有铸坯的情况下，对拉矫机i进行标定，即，拉矫机i的液压缸工作在热坯压力控制模式，拉矫辊压紧铸坯，将压紧铸坯时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，基准辊缝值作为初始辊缝值，建立起位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等；

重复上述步骤直到对所有拉矫机进行了标定；

在对所有拉矫机进行了标定后，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到各拉矫机的目标辊缝值及其对应的目标传感器读数，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量，根据标定单元建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数；

使执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸进入动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现各拉矫机对铸坯的轻压下或重压下。

2.根据权利要求1所述的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法，其中，还包括：

生成压下工艺控制表，其中，工艺表包括：各拉矫机是否压下，各拉矫机的压下量，各拉矫机的目标辊缝值。

3.一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法，方坯连铸机包含多个拉矫机，每个拉矫机包括至少一对拉矫辊和一个液压缸，其中，该控制方法包括：

根据温度场模型和铸坯收缩模型得到的铸坯厚度设定基准辊缝值；

判断拉矫机i的实际辊缝值是否在基准辊缝值±b范围内，其中，b为常数，根据生产铸坯的型号和生产经验设定；

若实际辊缝在上述范围内，对拉矫机i进行标定，即，拉矫机i的液压缸工作在热坯压力控制模式，拉矫辊压紧铸坯，将压紧铸坯时位移传感器的读数作为初始位移传感器读数，基准辊缝值作为初始辊缝值，建立起位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等；

若实际辊缝不在上述范围内，不标定拉矫机i，即，拉矫机i标定失败；

重复上述步骤直到对所有拉矫机进行了标定；

在对所有拉矫机进行了标定后，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到各拉矫机的目标辊缝值及其对应的目标传感器读数，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量，根据标定单元建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数；

使执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸进入动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现各拉矫机对铸坯的轻压下或重压下。

4.根据权利要求3所述的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法，其中，还包括：

设定标定失败拉矫机的允许个数，其中，轻压下的允许个数根据连铸设备和生产经验设定，重压下允许个数为零；

判断标定失败拉矫机的个数是否不大于允许个数；

若标定失败拉矫机的个数不大于允许个数，则执行确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量的步骤；

若标定失败的拉矫机的个数大于允许个数，则所有拉矫机的液压缸保持热坯压力控制模式，不对铸坯进行轻压下或重压下。

5.根据权利要求3所述的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制方法，其中，所述常数b设定为6mm。

6.一种基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置，方坯连铸机包括多个拉矫机，每个拉矫机包括至少一对拉矫辊和一个液压缸，其中，该控制装置包括：

设定单元，设定基准辊缝值；

第一判断单元，判断拉矫机拉矫辊之间是否有铸坯，直到浇注的铸坯到达该拉矫机拉矫辊之间，将标定信号发送给标定单元；

标定单元，用于在浇注过程中对各拉矫机进行标定，即，接收第一判断单元发出的标定信号，调用设定单元设定的基准辊缝值作为初始辊缝值，并将压紧铸坯时位移传感器读数作为初始传感器读数，建立位移传感器读数和辊缝值的关系，即，辊缝值变化的绝对值与传感器读数变化的绝对值相等；

计数单元，用于对标定过程中的拉矫机进行计数，所有拉矫机均经过标定过程后，经计数完成信号发送给确定单元；

确定单元，接受计数单元的计数完成信号，确定执行轻压下或重压下的拉矫机及其拉矫辊的压下量，得到所述拉矫机的目标辊缝值，调用标定单元建立的位移传感器读数和辊缝值的关系、初始辊缝值和初始传感器读数得到目标传感器读数对应的目标传感器读数，将压下信号发送给压下单元，其中，目标辊缝值＝基准辊缝值-压下量；

压下单元，接收确定单元的压下信号，将执行轻压下或重压下的拉矫机的液压缸转换为动态辊缝模式，利用位移传感器监测拉矫辊上辊的位移，通过调整液压缸的进/出油量使拉矫辊上辊移动到目标传感器读数，即，拉矫辊辊缝到达目标辊缝值，实现对铸坯的轻压下或重压下。

7.根据权利要求6所述的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置，其中，还包括：压下工艺控制表生成单元，其中，压下工艺控制表包括：各拉矫机是否压下，各拉矫机的压下量，各拉矫机的目标辊缝值。

8.根据权利要求6所述的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置，其中，所述第一判断单元，通过判断拉矫机的实际辊缝值是否在基准辊缝值±b范围内来确定该拉矫机拉矫辊之间是否有铸坯，其中，b为常数，由设定单元根据生产铸坯的型号和生产经验设定。

9.根据权利要求8所述的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置，其中，所述设定单元设定的常数b为6mm。

10.根据权利要求8所述的基于方坯连铸机的轻压下或重压下控制装置，其中，还包括：

第二判断单元，用于判断标定失败拉矫机个数是否不大于允许个数，其中，若是不标定拉矫机个数不大于允许个数，则发送信号给确定单元；若是不标定拉矫机个数大于允许个数，则不发送信号给确定单元，所有拉矫机不执行轻压下或重压下。