CN109848386B - 一种连铸断流事故智能判断处置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连铸断流事故智能判断处置方法。本发明的方法包括：(1)连铸机生产状态自动监控，采集相关工艺数据；(2)对采集到的工艺数据进行判断；(3)断流事故自动处理：①当准确识别出现场已经发生断流后，则立即发出声光报警信号，提醒现场操作员工进入现场；②输出现场控流机构紧急关闭信号，紧急关闭控流机构；③采集断流事故触发时的流线长度跟踪值L1和当前实时的流线长度跟踪值L2；④计算出L2和L1的差值L；⑤把尾坯位置停放在浸入式水口侧孔下沿，设这个工艺长度值为L3,断如果L+(结晶器长度—Y1)＝L3，则发出铸机停机命令，断流事故自动处置结束。本发明解决了连铸浇注现场无人值守时发生断流事故的隐患。

Description

一种连铸断流事故智能判断处置方法

技术领域：

本发明涉及一种连铸断流事故智能判断处置方法，属于钢铁连铸技术领域。

背景技术：

在钢铁生产工艺中，所谓的连铸就是大包的钢水通过注入到中间包，然后中间包的钢水连续不断的注入到结晶器当中，在结晶器内初步成型的板坯(内部还有大量液态钢水)，从结晶器下口出去以后，通过二次冷却不断冷却成型，从而形成连续的板坯拉出的工艺过程。由于各种原因，如果从中间包注入到结晶器的钢水异常中断，就会造成整个连铸过程中断，这个异常的生产事故在连铸生产工艺中称之为“断流”事故。连铸断流事故是连铸生产中较严重的生产事故。每次断流都会给连铸生产造成中断，造成钢水损失，降低连铸机生产效率，甚至有可能导致设备受损。如果断流不能及时处置或者处置不当，则每次断流造成的直接经济损失就高达20万元以上。

连铸的断流事故和钢水纯净度，中间包钢流控制机构，结晶器状况，连铸机流线拉矫设备，现场工人操作水平都有很大关联。任何一个异常因素或者几个异常因素的综合都有可能造成连铸的断流事故发生。这也导致断流还是连铸生产不可避免的生产事故。而连铸断流生产事故是否已经发生的事故发生状态判断，目前还只能依靠现场操作人员依据连铸结晶器内钢水高度下跌和结晶器周围其他异常情况作出判断然后采取人工手动处置。在目前全球推行智能制造的时候，连铸无人自动浇钢也在大力推行。现场操作人员正在逐步减少甚至出现局部时间没有操作人员在生产现场。如果发生连铸断流事故，人员不能及时赶到现场进行处置，则会由于断流处置的不及时造成事故的扩大化，如设备的持续烧损，钢渣爆炸，连铸滞坯等恶性生产事故和安全事故发生。这也是连铸迟迟不能实现无人浇钢的重要制约因素。

针对上述情况，急需开发一种连铸断流事故智能判断处置技术。通过发明人的检索，目前国内外技术情况中，还没有针对连铸断流事故的自动处置工艺技术。

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断流事故智能判断处置方法，旨在在连铸浇注现场无人值守的情况下，发生断流事故能自动识别和自动快速正确处置。从而解决了连铸浇注现场无人值守时发生断流事故得不到正确快速处置，造成事故扩大化的隐患。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种连铸断流事故智能判断处置方法，该方法包括：

(1)连铸机生产状态自动监控，采集相关工艺数据；

(2)工艺数据处理：对采集到的工艺数据进行判断，判断是否发生断流事故；

(3)断流事故自动处理，具体包括以下步骤：

①当准确识别出现场已经发生断流后，则立即发出声光报警信号，提醒现场操作员工进入现场；

②输出现场控流机构紧急关闭信号，紧急关闭控流机构，防止钢流继续流出损坏设备；

③采集断流事故触发时的流线长度跟踪值L1和当前实时的流线长度跟踪值L2；

④计算出L2和L1的差值L；

⑤把尾坯位置停放在浸入式水口侧孔下沿，设这个工艺长度值为L3,断如果L+(结晶器长度—Y1)＝L3，则发出铸机停机命令，自动停止铸机，断流事故自动处置结束。

所述的连铸断流事故智能判断处置方法，步骤(1)中所述的采集相关数据包括采集铸机工作模式参数；采集结晶器内钢水高度控制模式；采集铸机实时拉速参数；采集结晶器内钢水高度实时参数；当采集到的铸机工作模式为“浇注”模式，结晶器内钢水高度控制模式为“自动”方式，铸机拉速不低于最低工艺拉速，结晶器内钢水高度参数在结晶器内钢水高度工艺范围内以上条件都满足时，则转入工艺数据处理第二阶段，否则继续进行铸机生产状态自动监控。

所述的连铸断流事故智能判断处置方法，步骤(2)中所述的对采集到的工艺数据进行判断，判断是否发生断流事故的具体方法为：

①以秒为周期采集结晶器钢水高度值A，设置断流事故触发的结晶器钢水高度下限值为Y1；

②将结晶器内钢水下降判断周期设定为n秒，设当前结晶器内钢水高度值为A1，1秒以前结晶器内钢水高度值为A2,n秒以前的结晶器内钢水高度值为An，并以设定周期n来采集结晶器内钢水高度值A1，A2，......An；

③计算结晶器内钢水高度下降周期内的结晶器内钢水高度波动值X，并且依据连铸机正常工艺条件设置其允许的最大波动值B，即X＝An-A1，当满足条件X＞B并且A＜Y1时，说明连铸结晶器现场已经发生异常，即可进行下一步判断，判断是否发生断流事故；

④当满足上一步条件时，设定结晶器内钢水高度下降周期内结晶器内钢水高度下降速度与拉速(V)的比值为Ws，即Ws＝(X/n)/V；设置断流事故发生时结晶器内钢水高度下降周期内结晶器内钢水高度下降速度与拉速的比值的断流判断参数Y2；设置断流事故发生时最小的工艺拉速参数为Y3；Y2取值为0.95；

⑤当Ws＜Y2，并且V＞Y3时，则可以准确判断出现场已经发生断流事故。

有益效果：

1.本发明提供了一种连铸断流事故智能判断处置技术。该技术方案成功实现了连铸生产现场在无人操作和监控时，由于设备，耐材等其他原因导致发生断流时，系统能依据现场工艺参数进行自动精确判断事故是否已经发生和事故发生后的自动处置。成功的解决了以前需要人员一直值守现场进行判断和处置的难题。消除了目前在钢厂连铸逐步推行无人值守现场、自动浇钢、智能制造工作推进过程中，发生断流事故后不能及时准确判断和正确处置的重大生产隐患，消除了制约连铸现场实现自动浇钢的重要制约因素。

2.本发明通过巧妙的设置结晶器内钢水高度下降周期，结晶器内钢水高度最大波动值、和结晶器内钢水高度工艺下限值等关键参数的关联识别来准确判断断流事故是否已经发生，并且创造性的提出了通过结晶器内钢水高度下降速度和拉速的比值精确区分断流事故和其他结晶器内的异常事故。梅钢炼钢厂二连铸两台板坯连铸机实行无人浇钢实验阶段，自从使用该工艺技术方案以后，成功的实现了连铸浇钢现场的无人值守，断流事故准确判断率为100％，系统正常投用率为大于95％。由于消除了连铸浇钢现场实现无人值守的重要制约因素，现场的自动化水平得到大幅度提高，人员劳动效率也提高了8％。

附图说明

图1为本发明实施的流程图。

具体实施方式：

本例中铸机状态有“准备”，“上装”，“保持”，“浇注”，“尾坯”5种工作模式，其中“浇注”模式为正常工作模式；

液位高度控制方式有“自动”，“手动”，“半自动”三种控制模式，其中“自动”模式为正常控制模式；

工艺设定的允许最小拉速值为0.6m/min；

正常工作结晶器内钢水高度范围860mm到720mm；

一种连铸断流事故智能判断处置方法，其包括第一阶段的铸机生产状态自动监控部分，第二阶段的工艺数据处理以及第三阶段的断流事故自动处置三大部分。其特征在于,方法包括以下步骤：

1.铸机生产状态自动监控阶段

1.1采集铸机工作模式参数，确认实际为“浇注”模式；

1.2采集结晶器内钢水高度控制模式，确认实际为“自动”控制模式；

1.3采集铸机实时拉速参数，确认当时拉速为1.2m/min；

1.4采集结晶器内钢水高度实时参数，确认当时高度为820mm；

1.5确认采集到的铸机工作模式为“浇注”模式；结晶器内钢水高度控制模式为“自动”方式；铸机拉速1.2m/min不低于最低工艺拉速0.6m/min；结晶器内钢水高度820mm在结晶器内钢水高度工艺范围860mm到720mm内；以上条件都满足，则转入工艺数据处理第二阶段。

2.工艺数据处理阶段

2.1以秒为周期采集结晶器钢水高度值A，设置断流事故触发的结晶器钢水高度下限值为Y1为720mm；

2.2将结晶器内钢水下降判断周期设定为3秒，设当前结晶器内钢水高度值为A1，1秒以前结晶器内钢水高度值为A2,n秒以前的结晶器内钢水高度值为An，并以设定周期n来采集结晶器内钢水高度值A1，A2，......An。本例正常生产时，由于钢流通道耐材发生异常导致断流事故即将发生，采集到的数据，A1为820mm，A2为803mm，A3为784mm，A4为766mm,A5为748mm,A6为730mm，A7为711mm。

2.3计算结晶器内钢水高度下降周期内的结晶器内钢水高度波动值X＝54mm，并且依据连铸机正常工艺条件设置其允许的最大波动值B为10mm，150mm＞10mm,满足条件X＞B；并且W＜Y1(711mm＜720mm)，说明连铸结晶器现场已经发生异常，继续进行下一步判断，判断是否发生断流事故。

2.4上一步条件已经满足，设置结晶器内钢水高度下降周期内结晶器内钢水高度下降速度与拉速(V)的比值为Ws，即Ws＝(X/n)/V；

依据前期收集数据结果，见表一

表一

2.5依据采集数据计算对比，Ws＜Y2(0.95)，并且V＞Y3，判断出现场已经发生断流事故。Ws＞Y2说明连铸结晶器内钢水已经下跌，且其下跌速度略小于拉速。而且在工艺规定的周期(3秒)内已经到达结晶器内钢水高度的最下限值720mm，判断连铸现场已经发生断流事故，完成本次断流事故的自动判断识别流程。

3.断流事故自动处置：

3.1当准确识别出现场已经发生断流后，则立即发出声光报警信号，提醒现场操作员工进入现场；

3.2输出现场控流机构紧急关闭信号，紧急关闭控流机构，防止钢流继续流出损坏设备；

3.3采集断流事故触发时的流线长度跟踪值L1为764.20m，再实时采集当前的流线长度跟踪值L2。

3.4计算出L2和L1的差值L；

3.5因为连铸的断流事故处置，不管是重新组织开浇还是进行封顶终浇，都是必须把尾坯位置停放在浸入式水口侧孔下沿，我们设这个工艺长度值为L3.本例案例实际结晶其长度为0.9m，工艺长度值为L3为0.45m。当L值为0.27m时，即L+(结晶器长度—Y1)＝L3(0.27+(0.9-0.72)＝0.45)，发出铸机停机命令，自动停止铸机。如表二所示：

表二

3.6断流事故自动处置结束。

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 (2)

1.一种连铸断流事故智能判断处置方法，其特征在于：该方法包括：

（1）连铸机生产状态自动监控，采集相关工艺数据；

（2）工艺数据处理：对采集到的工艺数据进行判断，判断是否发生断流事故；

（3）断流事故自动处理，具体包括以下步骤：

①当准确识别出现场已经发生断流后，则立即发出声光报警信号，提醒现场操作员工进入现场；

②输出现场控流机构紧急关闭信号，紧急关闭控流机构，防止钢流继续流出损坏设备；

③采集断流事故触发时的流线长度跟踪值L1和当前实时的流线长度跟踪值L2；

④计算出L2和L1的差值L；

⑤把尾坯位置停放在浸入式水口侧孔下沿，设这个工艺长度值为L3,断流事故触发的结晶器钢水高度下限值为Y1，如果L+（结晶器长度—Y1）=L3，则发出铸机停机命令，自动停止铸机，断流事故自动处置结束；

步骤（2）中所述的对采集到的工艺数据进行判断，判断是否发生断流事故的具体方法为：

①以秒为周期采集结晶器钢水高度值A，设置断流事故触发的结晶器钢水高度下限值为Y1；

②将结晶器内钢水下降判断周期设定为n秒，设当前结晶器内钢水高度值为A1，1秒以前结晶器内钢水高度值为A2,n秒以前的结晶器内钢水高度值为An，并以设定周期n来采集结晶器内钢水高度值A1，A2，......An；

③计算结晶器内钢水高度下降周期内的结晶器内钢水高度波动值X，并且依据连铸机正常工艺条件设置其允许的最大波动值B，即X=An-A1，当满足条件X＞B并且A＜Y1时，说明连铸结晶器现场已经发生异常，即可进行下一步判断， 判断是否发生断流事故；

④当满足上一步条件时，设定结晶器内钢水高度下降周期内结晶器内钢水高度下降速度与拉速V的比值为Ws，即Ws=（X/n）/V；设置断流事故发生时结晶器内钢水高度下降周期内结晶器内钢水高度下降速度与拉速的比值的断流判断参数Y2；设置断流事故发生时最小的工艺拉速参数为Y3； Y2取值为0.95；

⑤当Ws＜Y2，并且V＞Y3时，则可以准确判断出现场已经发生断流事故。

2.根据权利要求1所述的连铸断流事故智能判断处置方法，其特征在于：步骤（1）中所述的采集相关数据包括采集铸机工作模式参数；采集结晶器内钢水高度控制模式；采集铸机实时拉速参数；采集结晶器内钢水高度实时参数；当采集到的铸机工作模式为“浇注”模式，结晶器内钢水高度控制模式为“自动”方式，铸机拉速不低于最低工艺拉速，结晶器内钢水高度参数在结晶器内钢水高度工艺范围内以上条件都满足时，则转入工艺数据处理第二阶段，否则继续进行铸机生产状态自动监控。

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