CN107790660B - 一种连铸坯长度精确测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连铸坯长度精确测量方法。本发明的方法包括：(1)通过切割机大车位置检测系统采集当切割机主压下并铸坯切割开始时大车位置为S₁，铸坯切割终了时大车位置为S₂，切割机的行走距离S＝S₂‑S₁；(2)通过铸坯测长监测系统采集当切割机主压下并铸坯切割开始时连铸坯长度为L₁，铸坯切割终了时连铸坯长度为L₂，测长轮测长系统测量值变化L＝L₂‑L₁；(3)判断修正；(4)板坯长度计算；(5)板坯长度偏差异常报警。本发明能避免因测长轮在使用过程中的机械磨损而产生测量误差,确保满足板坯长度控制的要求。

Description

一种连铸坯长度精确测量方法

技术领域：

本发明涉及一种连铸坯长度精确测量方法，属于冶金连铸技术领域。

背景技术：

在连铸切割区域，将连续浇铸出来的铸坯切割成所要求的定尺长度，切割机主要由铸坯测长监测系统、大车行走装置、大车位置检测系统、铸坯同步行走装置、切割枪行走装置、切割枪升降装置、切割枪靠近检测装置、能源介质供给装置、大车行走轨道、设备冷却和切割渣粒化等系统构成。由于冶金工业生产环境高温、粉尘等因素的影响，铸坯测长监测系统普遍利用测长轮与连铸坯接触时产生转动从而通过一套变速机构传动一台高精度的脉冲发生器实现连铸坯测长功能。大车的位置检测系统，是通过与大车行走机构相连的齿条齿轮机构传动的另一个脉冲发生器实现的。系统根据测量长度和铸坯定尺要求向切割装置下达切割指令，铸坯同步行走装置确保大车与铸坯同步运行，当切割完成后，大车返回原位等待下一次切割指令。通常，由于测长轮在与连铸坯连续摩擦转动过程中存在机械磨损，铸坯长度测量会产生误差累积，若不及时修正，将造成测量长度不准，从而导致连铸生产过程中异常点定位发生偏移和铸坯切割定尺不符要求等。

专利申请号201010298641.1公开了“连铸机铸流跟踪系统”，主要特点是：通过设置编码器组克服择取固定信号源作为基准信号导致信号源失真问题，人机接口单元根据机械磨损情况确定驱动辊实际直径，进而解决由机械磨损造成的跟踪数据误差问题。该发明需要额外的人工测量，根据机械磨损情况确定驱动辊直径而后输入人机接口单元才能结合信号识别、筛选、跟踪计算模块确定铸坯实际长度，因而并不能达到在线实时修正的系统误差的目的。

专利申请号201410177900.3公开了“铸坯切割长度异常监测系统及监测方法”，主要特点是：监测系统根据各流铸坯米重和铸坯历史米重识别和推断已切铸坯实际长度是否存在异常，并据此计算出切割长度修正量，系统对测长传感器的实时长度检测值进行修正。因为铸坯米重会因为钢种成分的变化而出现偏差，因而该发明并不能十分精确的识别、修正铸坯切割长度。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种连铸坯长度精确测量方法，避免因测长轮在使用过程中的机械磨损而产生测量误差,尤其是累积误差，确保满足板坯长度控制的要求。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种连铸坯长度精确测量方法，该方法包括如下步骤：

(1)通过切割机大车位置检测系统采集当切割机主压下并铸坯切割开始时大车位置为S₁，铸坯切割终了时大车位置为S₂，切割机的行走距离S＝S₂-S₁；

(2)通过铸坯测长监测系统采集当切割机主压下并铸坯切割开始时连铸坯长度为L₁，铸坯切割终了时连铸坯长度为L₂，测长轮测长系统测量值变化L＝L₂-L₁；

(3)判断修正：

当|L-S|≤ε时，对铸坯测长监测系统测量参数不进行修正；

当|L-S|>ε时，若确认测长轮为新上线使用的标准测长轮，则对大车位置检测系统计算参数进行修正，修正公式为：

S'＝α_n+1S，其中初始值α₀＝1；

当|L-S|>ε时，若确认测长轮不是新上线使用的标准测长轮，则对铸坯测长监测系统计算参数、铸坯切割终了时连铸坯长度L₂修正，修正公式分别为：

L'＝β_n+1L，其中初始值β₀＝1；

L₂'＝L₂+(L₂-L₁)×(α_n+1-α_n)。

(4)板坯长度计算：

板坯热态长度L_h＝铸机测长监测系统采集的铸坯从上一次切割结束到该板坯切割结束时的跟踪值*测长系统修正系数β；

板坯冷态长度Lc＝L_h*收缩系数a；

(5)板坯长度偏差异常报警：

当系统监测到偏差值超过设定值后，在操作画面进行报警提示，及时提醒操作人员对问题进行检查与处置，确保设备的稳定、正常运行。

有益效果：

本发明提供的一种连铸坯长度精确测量方法，通过铸坯切割过程中切割机行走距离与测长轮测量长度相互校正，实现了铸坯长度跟踪值的在线修正，降低了测长轮磨损导致测量浇铸长度时产生误差，提高连铸坯长度测量准确性，并且延长了测长轮使用寿命。经过实际测量铸坯的切割长度，铸坯的长度误差范围由以前的±80mm控制在±30mm以内；同时，精准的长度控制对于提高板坯收得率，降低生产成本，使废坯量和非订货板坯产品量减到最少，从而达到提高产品产量和质量、增加效益的目的。

附图说明

图1是连铸坯切割示意图；

图2是本发明连铸坯长度精确测量方法流程图；

图中：A、切割机原位；B、切割开始位置；C、切割结束位置；1、辊道；2、测长轮；3、切割机；4、已切铸坯。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种连铸坯长度精确测量方法，具体包括如下步骤：

1.长度测量系统组成：

长度测量系统均由原已有设备组成：

铸坯长度测量：主要由测长轮、传动轴、编码器组成。主要通过接触摩擦带动测长轮运转检测铸坯运动距离。

切割机大车位置检测：主要由大车走行齿条、编码器组成。主要通过齿条带动编码器运转检测切割机大车的运动距离。

长度修正系数修正模块：新增加的程序控制模块，主要是对测长轮或切割机编码器长度修正系数进行动态维护，确保测量长度的准确。

切割长度控制模块：当铸坯长度达到计划长度是控制切割机主压下并对铸坯进行分割，确保铸坯长度按照计划长度进行切割。

板坯长度计算模块：通过换算，最终确定板坯实际长度(换算为冷态)。

2.长度测量系统运行步骤

1)参数设定：

第一次运行或测长设备更换后将铸坯长度测量修正系数β、切割机大车位置测量修正系数a都置为1；

测长轮距离切割原点长度Lc＝设备间的实际值(固定)；

ε参数设定(同时作为画面报警用)；

取板坯收缩系数c；

2)切割长度控制：

当前板坯切割计划长度L1；

测长轮距离铸坯头部距离L2；

铸坯头部距离切割原点长度L3＝L2*β–Lc；

铸坯与设定值的差值：L4＝L1–L3；

长度控制模块实时比较L4的值，当L4<＝500mm时对切割机进行预压下操作，当L4＝0时切割主压下，切割机与铸坯同步运行，并进行点火切割；

当切割结束后，切割机发切割完毕信号，切割机抬起，离开铸坯。

3)长度控制参数修正：

切割机主压下时，参数修正模块开始采集主压下时切割大车位置为S₁，连铸坯长度为L₁；

当收到切割完毕信号时，参数修正模块开始采集主压下时切割大车位置为S₂，连铸坯长度为L₂；

判断修正模块：

当收到切割完毕信息后，对修正系数进行计算并修订。

a)计算运行距离：

切割机运行距离S＝S₂-S₁；

铸坯运行距离L＝L₂-L₁；

b)|L-S|≤ε时，对铸坯测长监测系统测量参数不进行修正；

b)|L-S|>ε时，若确认测长轮为新上线使用的标准测长轮，则对大车位置检测系统计算参数进行修正，修正公式为：

S'＝α_n+1S，其中初始值α₀＝1，0.9<ɑ<1.1。

c)|L-S|>ε时，若确认测长轮不是新上线使用的标准测长轮，则对铸坯测长监测系统计算参数、铸坯切割终了时连铸坯长度L₂修正，修正公式分别为：

L'＝β_n+1L，其中初始值β₀＝1，0.9<β<1.1。

L₂'＝L₂+(L₂-L₁)×(α_n+1-α_n)。

4)实时预警：

在切割控制画面增加报警窗口，实时显示L-S的值，当|L-S|>设定值时在画面中显示报警信息(红色、声音报警)，提醒操作人员关注。

5)板坯实际长度值计算：

L_b＝(L_h*β)*c，

L_h测长检测元件得到的板坯长度实际值。

应用实例：

实施例1：

切割机执行切割命令时α_n＝1,β_n＝0.9850,l_定尺＝7935mm

(1)大车位置检测系统采集铸坯切割开始时切割机位置为S₁＝8mm，铸坯切割终时切割机位置为S₂＝4178mm，并计算出行走距离S＝4170mm；

(2)铸坯测长监测系统采集铸坯切割开始时连铸坯长度为L₁＝413362mm，铸坯切割终了时连铸坯长度为L₂＝417595mm，测长轮测长系统测量值变化L＝4233mm；

(3)判断修正模块，|L-S|＝|4233-4170|＝63≥50，且确认测长轮不是新上线使用的标准测长轮，则对铸坯测长监测系统计算参数进行修正切割终了时连铸坯长度应修正为：

L₂'＝417595+(417595-413362)×(0.985-0.9703)＝417657mm。

实施例2：

切割机执行切割命令时α_n＝1,β_n＝0.9755,l_定尺＝9526mm

(1)大车位置检测系统采集铸坯切割开始时切割机位置为S₁＝8mm，铸坯切割终时切割机位置为S₂＝4178mm，并计算出行走距离S＝5720mm；

(2)铸坯测长监测系统采集铸坯切割开始时连铸坯长度为L₁＝2215mm，铸坯切割终了时连铸坯长度为L₂＝7877mm，测长轮测长系统测量值变化L＝5662mm；

(3)判断修正模块，|L-S|＝|5662-5720|＝58≥50，且确认测长轮是新上线使用的标准测长轮，则对大车位置检测系统计算参数进行修正切割终了时连铸坯长度应修正为L₂'＝7877+(7877-5662)×(0.9899-0.985)＝7888mm。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种连铸坯长度精确测量方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

(1)通过切割机大车位置检测系统采集当切割机主压下并铸坯切割开始时大车位置为S₁，铸坯切割终了时大车位置为S₂，切割机的行走距离S＝S₂-S₁；

(2)通过铸坯测长监测系统采集当切割机主压下并铸坯切割开始时连铸坯长度为L₁，铸坯切割终了时连铸坯长度为L₂，测长轮测长系统测量值变化L＝L₂-L₁；

(3)判断修正；

(4)板坯长度计算；

(5)板坯长度偏差异常报警：

当系统监测到偏差值超过设定值后，在操作画面进行报警提示，及时提醒操作人员对问题进行检查与处置，确保设备的稳定、正常运行；

步骤(3)中所述的判断修正包括：

当|L-S|≤ε时，对铸坯测长监测系统测量参数不进行修正，ε为正常偏差值；

当|L-S|>ε时，若确认测长轮为新上线使用的标准测长轮，则对大车位置检测系统计算参数进行修正，修正公式为：

S'＝α_n+1S，其中α_n为第n次切割机大车位置测量修正系数，α_n+1为第n+1次切割机大车位置测量修正系数，切割机大车位置测量修正系数初始值α₀＝1；

当|L-S|>ε时，若确认测长轮不是新上线使用的标准测长轮，则对铸坯测长监测系统计算参数、铸坯切割终了时连铸坯长度L₂修正，修正公式分别为：

L'＝β_n+1L，其中β_n为第n次铸坯长度测量修正系数，β_n+1为第n+1次铸坯长度测量修正系数，铸坯长度测量修正系数初始值β₀＝1；

L₂'＝L₂+(L₂-L₁)×(α_n+1-α_n)。

2.根据权利要求1所述的连铸坯长度精确测量方法，步骤(4)中所述的板坯长度计算包括板坯热态长度的计算和板坯冷态长度的计算：

板坯热态长度L_h＝铸机测长监测系统采集的铸坯从上一次切割结束到该板坯切割结束时的跟踪值*铸坯长度测量修正系数β；

板坯冷态长度Lc＝L_h*收缩系数a。