CN108145112A - 基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：1)自动开浇启动阶段条件确定；2)自动开浇塞棒首次打开工艺过程；3)自动开浇过程塞棒行程工艺过程控制；4)自动开浇末期铸机启动工艺过程；5)铸机自动启动，整个自动开浇工艺流程结束。该方案解决了自动开浇过程的出苗时间控制不稳，钢流大小控制波动大导致的开浇失败生产事故、开浇头坯夹渣质量缺陷隐患，实现真正意义上的自动开浇，提升了连铸工艺自动化水平。

Description

基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺

技术领域

本发明涉及一种开浇工艺，具体涉及一种基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺，属于冶金行业板坯连铸工艺技术领域。

背景技术

在连铸生产工艺中，连铸开浇过程包括了把新的中间罐逐步通过大包注入钢水，在钢水达到一定吨位后，通过人工打开塞棒或者人工控制滑板，将钢水通过浸入式水口注入到结晶器当中。在结晶器钢水满足工艺时间要求后，连铸拉矫机起动，按照一定速度逐步拉出板坯。在这个时间段的前期结晶器上方的液位计是无法检测到结晶器中的实际钢水(前期钢水液位太低，超出测量范围)，所以目前大多数生产厂基本上采取的都是通过人工控制塞棒上的压把机构进行塞棒的开度控制，或者采用人工调节滑板开度从而达到控制钢流大小的目的。其中，人工操作压把控制塞棒开度的大小或者人工操作滑板，以及人工操作时间的长短都由于操作工的经验、操作熟练程度等，导致了连铸开浇过程中的许多不稳定情况发生。如开浇过程中的出苗时间(打开塞棒到铸机启动的时间)不能保证就能导致开浇失败或者开浇溢钢，一次开浇失败或者溢钢导致的损失搞到20万以上。或者开浇过程中的钢流忽大忽小造成的结晶器角缝夹钢造成的板坯质量事故损失也较大。以上的许多开浇导致的生产事故或者质量事故都是人工开浇操作不当造成的。由于开浇过程是人工控制，所以增加了许多人为操作的不稳定性，梅钢炼钢厂以前由于人工开浇过程中的不稳定导致的开浇漏钢和开浇头坯的质量事故每年都较多。而在目前国内外的板坯连铸生产中，为了保证稳定的结晶器液面控制，从而取得良好的板坯质量，无论是采用塞棒控流还是滑板控流，普遍都采用了结晶器液位自动控制技术。结晶器液位自动控制技术能在正常的连铸生产过程中，把结晶器的液位控制在±3mm以内，很好的保证了正常生产时候的连铸板坯质量。

针对上述情况，基于目前普遍使用的塞棒控流和液位自动控制模式，急需要开发一种基于液位自动控制的塞棒控流自动开浇工艺技术。通过发明人的检索，目前国内外技术情况中，针对板坯连铸自动开浇技术，公开的论文和专利如下：

1.申请号为201020229370.X的“中间包自动开浇装置”

2.申请号为201210236000.2的“板坯连铸机中间包自动开浇方法及自动开浇系统”

3.申请号为201210563491.1的“一种插入式连铸机自动开浇控制方法”

4.申请号为201310232477.8的“一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统”

其中，“中间包自动开浇装置”所公布的专利技术中，主要涉及到目前的塞棒控流技术和结晶器液位控制技术所使用的基本装置和设备，其所公开的的技术只是提供了实现自动开浇的基本设备，但是对如何实现自动开浇的工艺技术，如何解决自动开浇过程的出苗时间控制，钢流大小控制，消除开浇失败的事故隐患等都的关键控制参数完全没有涉及和进行设计说明；“板坯连铸机中间包自动开浇方法及自动开浇系统”专利中，是基于涡流传感器液位控制的自动开浇系统，其所解决的是涡流传感器在板坯连铸机上的自动开浇技术，同样的，该技术只是提供了基本设备控制要求和简单的工艺动作需求，对如何实现自动开浇的工艺技术，如何解决自动开浇过程的出苗时间控制，钢流大小控制，消除开浇失败的事故隐患等都的关键控制参数完全没有涉及和进行设计说明；“一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统”中，所公布的专利技术，主要解决的是电气自动化和基础控制设备在自动开浇过程中的应用，以及数据处理问题。但是同样的，其对如何实现自动开浇的工艺技术，如何解决自动开浇过程的出苗时间控制，钢流大小控制，消除开浇失败的事故隐患等都的关键控制参数完全没有涉及和进行设计说明；针对基于液位自动控制的塞棒控流的板坯自动开浇的工艺技术方法，关键参数控制方法如何设置，从而确保整个连铸自动开浇的稳定顺行，目前唯一公布有关联的就是“一种插入式连铸机自动开浇控制方法”。但是该专利公布的是通过塞棒和滑板双控流的自动开浇方法，该技术主要侧重于滑板控流以及整个自动开浇过程中的氩气控制技术。该技术是针对塞棒和滑板双控流设备的，所以并不适合单纯的塞棒控流技术。另外更重要的是，该技术公布的开浇首次过程，都是采取人工手动控制塞棒，等到液位自动检测到数值以后再采取滑板自动控制，所以其无法实现完全意义上的自动开浇控制，针对单纯的塞棒控流实现自动开浇指导意义不大。尤其是针对如何实现自动开浇的工艺技术，解决自动开浇过程的出苗时间控制，钢流大小控制，消除开浇失败的事故隐患等都的关键控制参数完全没有涉及和进行设计说明。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一个基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺,本工艺技术方案主要通过以下几点来解决自动开浇过程的出苗时间控制不稳，钢流大小控制波动大导致的开浇失败生产事故、开浇头坯夹渣质量缺陷隐患，实现真正意义上的自动开浇，提升了连铸工艺自动化水平。

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的技术方案如下：一种基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇方法，其特征在于,所述方法包括以下步骤：

1.自动开浇启动阶段条件确定

1.1采集大包在浇注位参数，并确认大包在浇注位信号收到；

1.2采集中间包车从预热位到浇注位的信息，并确认新中间包车的位置信息从预热位变化到浇注位；

1.3采集该中包车上的塞棒控制机构准备好信号以及液位检测装置准备好信号；

1.4采集单流的塞棒开度全关状态下的初始位置信息；

1.5当上述1到4的条件满足后，给出自动开浇准备好信号。

2.自动开浇塞棒首次打开工艺过程

2.1塞棒打开时的中间包吨位工艺参数确定

采集大包开浇后的中间包吨位变化，计算大包出苗时间和中包热量初期损失，并同步对比确定开浇钢水液位高度超出临界液位高度，确定最合理的自动开浇时塞棒打开的中间包吨位，把该吨位作为自动开浇塞棒打开的激活工艺必备条件；

2.1.1采集浇注位大包滑板打开信号，并同时记录中包吨位数值；

2.1.2采集浇注位大包滑板打开信号，并同时开始累计滑板打开时间；

2.1.3依据不同中包容量大小，中包烘烤温度，计算初期钢水热量损失，作为自动开浇中间包吨位必备启动条件之一；

2..1.4当采集到的中间包吨位达到该中间包工作吨位的1/4时，并且累计的滑板打开时间超过热量损失40度以上的时间时，给出自动开浇开始信号；

2.1.5收到自动开浇开始信号，激活塞棒控制机构打开功能。

2.2自动开浇过程中的塞棒首次打开工艺参数设置

计算塞棒开度和通钢量之间的关系，确定不同结晶器断面下的塞棒初次打开开度，准确定位塞棒初次打开的工艺参数。

2.2.1确定塞棒开度和通钢量的对应关系

依据塞棒头形状，结合塞棒和中间包底部的接触面积，计算塞棒开口度和通钢量之间的关系。钢水单位时间的流量即通钢量Q通用计算方法为流速V和开口面积S乘积，即流量Q＝v*S。流速的通用计算方法为流速v＝(2gh)^1/2。所以通钢量只是和塞棒的开口面积S呈一定对应关系。目前所有的板坯连铸塞棒控流工艺中，无论哪种塞棒头和中包底部接触形式，影响塞棒开口面积的都与塞棒头垂直高度T、塞棒头弧度R1、上水口直径L、上水口开口弧度R2这几个工艺参数相关。由于各个生产厂的塞棒形状，和塞棒接触的中包底部形状都有所不同。因此本技术方案提供了一种测算方法，通过采集塞棒头垂直高度T、塞棒头弧度R1、上水口直径L、上水口开口弧度R2这几个工艺参数，实物或者模拟不同开口度的通钢量，测量数据后利用回归方法拟合出适合不同工艺条件的塞棒开度和通钢量关系式。从而精确确定塞棒开度和通钢量的对应关系。

2.2.2采集确定塞棒头垂直高度T、塞棒头弧度R1、上水口直径L、上水口开口弧度R2；

2.2.3确定中间包开浇高度L；

2.2.4在开浇高度L下打开塞棒开度，其开度值从塞棒完全关闭的初始位开始，以3mm逐步递增打开，并记录中间包吨位的减少量(通钢量)，直到塞棒打开到最大位置(X3)，该步骤可以实物或者模拟进行测算。

2.2.5不同开度状态下所测量的数据进行回归处理，拟合出塞棒开度和通钢量的回归系数方程。

通钢量T＝a+b*X(0＜X＜X3)

T-通钢量

X-塞棒开度

2.3依据不同生产断面和上步计算出来的开度和通钢量对应关系，确定塞棒首次打开开度X1。

依据开浇断面，确定塞棒初次打开的最佳开度X1。同样的浸入式水口形状下，同样的通钢量会对不同断面造成不一样的钢水喷溅效果。因此，为了避免造成塞棒初次打开时候的钢水飞溅过大造成的夹钢隐患，需要依据不同断面来确定不同开口度。

2.3.1确定新中包开浇断面。

2.3.2依据塞棒开度对应不同通钢量，参照结晶器断面确定首次打开塞棒开度参数X1，原则如下：

a、按照二分之一塞棒行程对应结晶器宽度1200mm的原则确定塞棒首次打开开度。

b、大于1200mm宽度的结晶器断面增加1吨通钢量；

c、小于1200mm宽度的结晶器断面减少1吨通钢量；

3.自动开浇过程塞棒行程工艺过程控制；

设置塞棒打开最大行程参数和塞棒打开最小行程参数，让系统及时发现塞棒失控的异常。

3.1设置塞棒打开最大行程参数(X2)。

3.2设置塞棒打开最小行程参数(X3)

3.3.在自动开浇过程中，激活塞棒控制机构，进行一次行程分别达到X2，X3的动作过程；

3.4针对上一步，比较通钢量变化，若通钢量变化小于步骤2.2.5所计算出来的通钢量变化50％以上，则判断塞棒控制异常，必须马上进行人工操作干预避免塞棒失控导致的开浇失败生产事故。

4.自动开浇末期铸机启动工艺过程

以自动开浇过程中的结晶器钢水液位值大于淹没侧孔的液位值和塞棒打开的累计时间不小于工艺数值作为最终的拉矫启动关键参数。

4.1采集自动开浇过程中的液位值。

4.2采集并累计塞棒打开后的时间。

4.3当满足结晶器钢水液位值大于淹没浸入式水口侧孔的液位值，且塞棒打开累计时间达到工艺出苗时间时，发出铸机启动命令。

5.铸机自动启动，整个自动开浇工艺流程结束。

相对于现有技术，该技术方案的优点如下：本发明提供了板坯连铸塞棒控流的工艺技术方案，解决了自动开浇过程的出苗时间控制不稳，钢流大小控制波动大导致的开浇失败生产事故、开浇头坯夹渣质量缺陷隐患。实现了真正意义上的连铸工艺自动开浇，提高了自动开浇功能的投用率，大幅度提升了连铸工艺自动化水平。该技术方案通过采集中包车位置、大包位置、液位自动控制信息等关键一级参数来确定自动开浇条件触发条件，解决了自动开浇启动过程的不稳定状态。通过采集中间包吨位，计算大包出苗时间和中包热量初期损失来确定自动开浇中间包吨位，平衡出苗时间和中包初期钢水热量损失的方法解决了开浇过早导致板坯夹渣多，开浇过迟造成开浇失败的异常隐患；通过计算塞棒开口度和通钢量之间的关系，依据开浇断面，确定首次打开的最佳塞棒开度，解决了塞棒首次打开过大过小造成的溢钢和钢流不足的隐患；在随后的自动控制塞棒过程中设置塞棒打开最大行程参数，和塞棒打开最小行程参数，解决了开浇过程不能及时发现自动开浇过程中塞棒失控的异常的隐患。以自动开浇过程中的结晶器液位值和塞棒打开的累计时间不小于工艺数值作为最终的拉矫启动关键参数，解决了目前自动开浇技术中存在的开浇过程时间过短造成的结晶器溢钢甚至漏钢；开浇过程时间太长造成的头坯过冷的异常隐患。梅钢炼钢厂二连铸两台板坯连铸机实验阶段，自从使用该工艺运用于自动开浇后，自动开浇投用率从原来的50％提升到了现在的95％以上，开浇失败次数由以前的1.5次/月降低到了现在的0、45次/月。开浇后头坯切废质量损失也由原来的平均切废长度0.65m减少到了现在的平均切废长度0.45m。

附图说明

图1为本发明实施的流程图。

具体实施方式

为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步介绍本发明。

实施例1：参见图1，一种基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇方法，其特征在于,所述方法包括以下步骤：

1自动开浇启动阶段条件确定

1.1采集大包在浇注位参数，并确认大包在浇注位信号收到；

1.2采集中间包车从预热位到浇注位的信息，并确认新中间包车的位置信息从预热位变化到浇注位；

1.3采集该中包车上的塞棒控制机构准备好信号以及液位检测装置准备好信号；

1.4采集单流的塞棒开度全关状态下的初始位置信息；

1.5当上述1到4的条件满足后，给出自动开浇准备好信号。

2.自动开浇塞棒首次打开工艺过程

2.1塞棒打开时的中间包吨位工艺参数确定

采集大包开浇后的中间包吨位变化，计算大包出苗时间和中包热量初期损失，并同步对比确定开浇钢水液位高度超出临界液位高度，确定最合理的自动开浇时塞棒打开的中间包吨位，把该吨位作为自动开浇塞棒打开的激活工艺必备条件；

2.1.1采集浇注位大包滑板打开信号，并同时记录中包吨位数值；

2.1.2采集浇注位大包滑板打开信号，并同时开始累计滑板打开时间；

2.1.3依据不同中包容量大小，中包烘烤温度，计算初期钢水热量损失，作为自动开浇中间包吨位必备启动条件之一；

2..1.4当采集到的中间包吨位达到该中间包工作吨位的1/4时，并且累计的滑板打开时间超过热量损失40度以上的时间时，给出自动开浇开始信号；

2.1.5收到自动开浇开始信号，激活塞棒控制机构打开功能。

2.2自动开浇过程中的塞棒首次打开工艺参数设置

计算塞棒开度和通钢量之间的关系，确定不同结晶器断面下的塞棒初次打开开度，准确定位塞棒初次打开的工艺参数。

2.2.1确定塞棒开度和通钢量的对应关系

依据塞棒头形状，结合塞棒和中间包底部的接触面积，计算塞棒开口度和通钢量之间的关系。钢水单位时间的流量即通钢量Q通用计算方法为流速V和开口面积S乘积，即流量Q＝v*S。流速的通用计算方法为流速v＝(2gh)^1/2。所以通钢量只是和塞棒的开口面积S呈一定对应关系。目前所有的板坯连铸塞棒控流工艺中，无论哪种塞棒头和中包底部接触形式，影响塞棒开口面积的都与塞棒头垂直高度T、塞棒头弧度R1、上水口直径L、上水口开口弧度R2这几个工艺参数相关。由于各个生产厂的塞棒形状，和塞棒接触的中包底部形状都有所不同。因此本技术方案提供了一种测算方法，通过采集塞棒头垂直高度T、塞棒头弧度R1、上水口直径L、上水口开口弧度R2这几个工艺参数，实物或者模拟不同开口度的通钢量，测量数据后利用回归方法拟合出适合不同工艺条件的塞棒开度和通钢量关系式。从而精确确定塞棒开度和通钢量的对应关系。

2.2.2采集确定塞棒头垂直高度T、塞棒头弧度R1、上水口直径L、上水口开口弧度R2；

2.2.3确定中间包开浇高度L；

2.2.4在开浇高度L下打开塞棒开度，其开度值从塞棒完全关闭的初始位开始，以3mm逐步递增打开，并记录中间包吨位的减少量(通钢量)，直到塞棒打开到最大位置(X3)，该步骤可以实物或者模拟进行测算。

2.2.5不同开度状态下所测量的数据进行回归处理，拟合出塞棒开度和通钢量的回归系数方程。

通钢量T＝a+b*X(0＜X＜X3)

T-通钢量

X-塞棒开度

2.3依据不同生产断面和上步计算出来的开度和通钢量对应关系，确定塞棒首次打开开度X1。

依据开浇断面，确定塞棒初次打开的最佳开度X1。同样的浸入式水口形状下，同样的通钢量会对不同断面造成不一样的钢水喷溅效果。因此，为了避免造成塞棒初次打开时候的钢水飞溅过大造成的夹钢隐患，需要依据不同断面来确定不同开口度。

2.3.1确定新中包开浇断面。

2.3.2依据塞棒开度对应不同通钢量，参照结晶器断面确定首次打开塞棒开度参数X1，原则如下：

d、按照二分之一塞棒行程对应结晶器宽度1200mm的原则确定塞棒首次打开开度。

e、大于1200mm宽度的结晶器断面增加1吨通钢量；

f、小于1200mm宽度的结晶器断面减少1吨通钢量；

3.自动开浇过程塞棒行程工艺过程控制

设置塞棒打开最大行程参数和塞棒打开最小行程参数，让系统及时发现塞棒失控的异常。

3.1设置塞棒打开最大行程参数(X2)。

3.2设置塞棒打开最小行程参数(X3)

3.3.在自动开浇过程中，激活塞棒控制机构，进行一次行程分别达到X2，X3的动作过程；

3.4针对上一步，比较通钢量变化，若通钢量变化小于步骤2.2.5所计算出来的通钢量变化50％以上，则判断塞棒控制异常，必须马上进行人工操作干预避免塞棒失控导致的开浇失败生产事故。

4.自动开浇末期铸机启动工艺过程

以自动开浇过程中的结晶器钢水液位值大于淹没侧孔的液位值和塞棒打开的累计时间不小于工艺数值作为最终的拉矫启动关键参数。

4.1采集自动开浇过程中的液位值。

4.2采集并累计塞棒打开后的时间。

4.3当满足结晶器钢水液位值大于淹没浸入式水口侧孔的液位值，且塞棒打开累计时间达到工艺出苗时间时，发出铸机启动命令。

5.铸机自动启动，整个自动开浇工艺流程结束。

应用实施例1：

某钢厂双流板坯连铸机，中间包正常工作吨位60吨，结晶器尺寸规格从800mm到1650mm，采用单塞棒控流技术，结晶器液位自动控制采用电磁液位计，塞棒头为目前连铸工艺普遍使用的多弧形塞棒头。按照本工艺技术发明，其塞棒控流自动开浇工艺技术，包括以下步骤：

1自动开浇启动阶段条件确定

1.1采集大包在浇注位参数，并确认大包在浇注位信号已经收到；

1.2采集中间包车从预热位到浇注位的信息，并确认新中间包车的位置信息从预热位已经变化到浇注位；

1.3采集该中包车上的塞棒控制机构准备好信号以及液位检测装置准备好信号；

1.4采集单流的塞棒开度全关状态下的初始位置信息，其开度为50mm；

1.5当上述1到4的条件满足后，给出自动开浇准备好信号。

2.自动开浇塞棒首次打开工艺过程

2.1塞棒打开时的中间包吨位工艺参数确定

采集大包开浇后的中间包吨位变化，计算大包出苗时间和中包热量初期损失，并同步对比确定开浇钢水液位高度超出临界液位高度，确定最合理的自动开浇时塞棒打开的中间包吨位，把该吨位作为自动开浇塞棒打开的激活工艺必备条件；

2.1.1采集浇注位大包滑板打开信号，并同时记录中包吨位数值；

2.1.2采集浇注位大包滑板打开信号，并同时开始累计滑板打开时间；

2.1.3中包容量为60吨，中包烘烤后内壁温度达到1200度，按照每秒温度降低0.5度的原则进行热量损失确定。

2..1.4当采集到的中间包吨位达到该中间包工作吨位的1/4，即15吨，并且累计的滑板打开时间超过90*0.5＝45度，即超过90秒后给出自动开浇开始信号；

2.1.5收到自动开浇开始信号，激活塞棒控制机构打开功能。

2.2自动开浇过程中的塞棒首次打开工艺参数设置

计算塞棒开度和通钢量之间的关系，确定不同结晶器断面下的塞棒初次打开开度，准确定位塞棒初次打开的工艺参数。

2.2.1确定塞棒开度和通钢量的对应关系

依据塞棒头形状，结合塞棒和中间包底部的接触面积，计算塞棒开口度和通钢量之间的关系。采集塞棒头垂直高度T为80mm、塞棒头弧度R1为100mm、上水口直径L为70mm、上水口开口弧度R2为50mm，实物或者模拟不同开口度的通钢量，测量数据后利用回归方法拟合出适合不同工艺条件的塞棒开度和通钢量关系式。从而精确确定塞棒开度和通钢量的对应关系。

2.2.2采集塞棒头垂直高度T为80mm、塞棒头弧度R1为100mm、上水口直径L为70mm、上水口开口弧度R2为50mm；

2.2.3确定中间包开浇高度L为400mm；

2.2.4在开浇高度L为400mm的情况下打开塞棒开度，其开度值从塞棒完全关闭的初始位开始，以3mm逐步递增打开，并记录中间包吨位的减少量(通钢量)，直到塞棒打开到最大位置(X3)，该步骤可以实物测算记录如下。

2.2.5不同开度状态下所测量的数据进行回归处理，拟合出塞棒开度和通钢量的回归系数方程。

通钢量T＝-0.44+0.365X(0＜X＜22)

依据回归方程，可以计算出所有开度情况下的通钢量对应表如下：

2.3依据不同生产断面和上步计算出来的开度和通钢量对应关系，确定塞棒首次打开开度X1。

依据开浇断面，确定塞棒初次打开的最佳开度X1。同样的浸入式水口形状下，同样的通钢量会对不同断面造成不一样的钢水喷溅效果。因此，为了避免造成塞棒初次打开时候的钢水飞溅过大造成的夹钢隐患，需要依据不同断面来确定不同开口度。

2.3.1确定新中包开浇断面为1250mm

2.3.2依据塞棒开度对应不同通钢量，参照结晶器断面确定首次打开塞棒开度参数X1，原则如下：

a、按照二分之一塞棒行程对应结晶器宽度1200mm的原则确定塞棒首次打开开度。即塞棒行程11mm对应1200mm的结晶器宽度

b、大于1200mm宽度的结晶器断面增加1吨通钢量；本次断面1250mm，所以确定本次开浇塞棒首次打开开度为11mm。

3.自动开浇过程塞棒行程工艺过程控制

设置塞棒打开最大行程参数和塞棒打开最小行程参数，让系统及时发现塞棒失控的异常。

3.1设置塞棒打开最大行程参数X2为22mm

3.2设置塞棒打开最小行程参数X3为0mm

3.3.在自动开浇过程中，激活塞棒控制机构，进行一次行程分别达到0mm和22mm的动作；3.4其通钢量变化为6.23T/min

步骤2.2.5所计算出来的通钢量变化8.024(T/min)，其50％值为4.021(T/min)；

6.23＞4.02；

判断塞棒控制正常；

4.自动开浇末期铸机启动工艺过程

以自动开浇过程中的结晶器钢水液位值大于淹没侧孔的液位值和塞棒打开的累计时间不小于工艺数值作为最终的拉矫启动关键参数。其淹没侧孔的液位值为760mm,塞棒打开的累计工艺最小时间为45秒。

4.1采集自动开浇过程中的液位值为780mm，大于淹没侧孔的液位值760mm

4.2采集并累计塞棒打开后的时间已经达到65秒，大于其工艺最小时间45秒

4.3满足结晶器钢水液位值大于淹没浸入式水口侧孔的液位值，且塞棒打开累计时间达到工艺出苗时间时，发出铸机启动命令。

5.铸机自动启动，整个自动开浇工艺流程结束。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：1)自动开浇启动阶段条件确定；2)自动开浇塞棒首次打开工艺过程；3)自动开浇过程塞棒行程工艺过程控制；4)自动开浇末期铸机启动工艺过程；5)铸机自动启动，整个自动开浇工艺流程结束。

2.根据权利要求1所述的基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺，其特征在于，所述步骤1)自动开浇启动阶段条件确定具体如下：

1.1采集大包在浇注位参数，并确认大包在浇注位信号收到；

1.2采集中间包车从预热位到浇注位的信息，并确认新中间包车的位置信息从预热位变化到浇注位；

1.3采集该中包车上的塞棒控制机构准备好信号以及液位检测装置准备好信号；

1.4采集单流的塞棒开度全关状态下的初始位置信息；

1.5当上述1到4的条件满足后，给出自动开浇准备好信号。

3.根据权利要求1所述的基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺，其特征在于，

所述步骤2)自动开浇塞棒首次打开工艺过程具体如下：

2.1塞棒打开时的中间包吨位工艺参数确定；

采集大包开浇后的中间包吨位变化，计算大包出苗时间和中包热量初期损失，并同步对比确定开浇钢水液位高度超出临界液位高度，确定最合理的自动开浇时塞棒打开的中间包吨位，把该吨位作为自动开浇塞棒打开的激活工艺必备条件；

2.1.1采集浇注位大包滑板打开信号，并同时记录中包吨位数值；

2.1.2采集浇注位大包滑板打开信号，并同时开始累计滑板打开时间；

2.1.3依据不同中包容量大小，中包烘烤温度，计算初期钢水热量损失，作为自动开浇中间包吨位必备启动条件之一；

2.1.4当采集到的中间包吨位达到该中间包工作吨位的1/4时，并且累计的滑板打开时间超过热量损失40度以上的时间时，给出自动开浇开始信号；

2.1.5收到自动开浇开始信号，激活塞棒控制机构打开功能；

2.2自动开浇过程中的塞棒首次打开工艺参数设置；

计算塞棒开度和通钢量之间的关系，确定不同结晶器断面下的塞棒初次打开开度，准确定位塞棒初次打开的工艺参数；

2.2.1确定塞棒开度和通钢量的对应关系；

依据塞棒头形状，结合塞棒和中间包底部的接触面积，计算塞棒开口度和通钢量之间的关系。钢水单位时间的流量即通钢量Q通用计算方法为流速V和开口面积S乘积，即流量Q＝v*S。流速的通用计算方法为流速v＝(2gh)^1/2，

2.2.2采集确定塞棒头垂直高度T、塞棒头弧度R1、上水口直径L、上水口开口弧度R2；

2.2.3确定中间包开浇高度L；

2.2.4在开浇高度L下打开塞棒开度，其开度值从塞棒完全关闭的初始位开始，以3mm逐步递增打开，并记录中间包吨位的减少量(通钢量)，直到塞棒打开到最大位置(X3)，该步骤可以实物或者模拟进行测算；

2.2.5不同开度状态下所测量的数据进行回归处理，拟合出塞棒开度和通钢量的回归系数方程；

通钢量T＝a+b*X(0＜X＜X3)

T-通钢量；

X-塞棒开度；

2.3依据不同生产断面和上步计算出来的开度和通钢量对应关系，确定塞棒首次打开开度X1；

依据开浇断面，确定塞棒初次打开的最佳开度X1；同样的浸入式水口形状下，同样的通钢量会对不同断面造成不一样的钢水喷溅效果；

2.3.1确定新中包开浇断面；

2.3.2依据塞棒开度对应不同通钢量，参照结晶器断面确定首次打开塞棒开度参数X1，原则如下：

a、按照二分之一塞棒行程对应结晶器宽度1200mm的原则确定塞棒首次打开开度。

b、大于1200mm宽度的结晶器断面增加1吨通钢量；

c、小于1200mm宽度的结晶器断面减少1吨通钢量。

4.根据权利要求1所述的基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺，其特征在于，

所述步骤3)自动开浇过程塞棒行程工艺过程控制具体如下：设置塞棒打开最大行程参数和塞棒打开最小行程参数，让系统及时发现塞棒失控的异常，

3.1设置塞棒打开最大行程参数X2；

3.2设置塞棒打开最小行程参数X3；

3.3.在自动开浇过程中，激活塞棒控制机构，进行一次行程分别达到X2，X3的动作过程；

3.4针对上一步，比较通钢量变化，若通钢量变化小于步骤2.2.5所计算出来的通钢量变化50％以上，则判断塞棒控制异常，必须马上进行人工操作干预避免塞棒失控导致的开浇失败生产事故。

5.根据权利要求1所述的基于液位自动控制的板坯连铸塞棒控流自动开浇工艺，其特征在于，

所述步骤4)自动开浇末期铸机启动工艺过程具体如下：以自动开浇过程中的结晶器钢水液位值大于淹没侧孔的液位值和塞棒打开的累计时间不小于工艺数值作为最终的拉矫启动关键参数，

4.1采集自动开浇过程中的液位值；

4.2采集并累计塞棒打开后的时间；

4.3当满足结晶器钢水液位值大于淹没浸入式水口侧孔的液位值，且塞棒打开累计时间达到工艺出苗时间时，发出铸机启动命令。