CN110315045B - 连铸二冷系统状态的判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸二冷系统状态的判断方法，包括步骤1：确认二冷系统供水及供气压力稳定；步骤2：确认喷嘴（4）无堵塞，管路无泄漏；步骤3：电磁流量计（2‑1）及压力调节阀（1‑1）开度进行0位标定；步骤4：二冷气压设定工艺常用压力，打开二冷水，流量从工艺最小流量到最大流量值；步骤5：二冷水流量分成多个流量节点，稳定后记录压力调节阀开度；步骤6：步骤4、5重复2‑3次，取压力调节阀开度的平均值作为对照值；步骤7：二冷气水冷却回路中的二冷水流量达到流量节点且稳定，压力调节阀开度小于对照值则输出堵塞信号，大于对照值则输出泄漏信号。本发明利用二冷系统阀门开度信号即可快速判断某个二冷回路的异常。

Description

连铸二冷系统状态的判断方法

技术领域

本发明涉及连续铸钢的二冷系统，尤其涉及一种连铸二冷系统状态的判断方法。

背景技术

在连铸生产中，钢水经过结晶器形成含有液心的初生坯壳，然后在二冷区域继续冷却后完全凝固成板坯。二次冷却区域是钢水从液态冷却凝固到固态的关键位置，二次冷却一般使用汽水混合喷嘴将水雾化后喷射到铸坯表面，二冷区域冷却的均匀性对板坯的表面和内部质量有着决定性的影响。由于二冷喷嘴堵塞或管路泄漏时，造成冷却的不均匀，引起的板坯过冷或回热对板坯的质量是致命的。

由于连铸二冷喷嘴的数量庞大，每台连铸机的喷嘴多达上千个，要发现喷淋堵塞一般需要进行较长的停机时间，利用人工进入扇形段内逐个进行检查，耗时耗力。同时，二冷喷嘴需要考虑到各种工艺和生产状态，需要满足最小水量下的喷嘴特性，每个喷嘴的气孔和喷嘴口一般只有1-3mm左右的开口，因而在浇注中极易被二冷水气含有的杂质、水垢等堵塞；同样大量的喷淋装置，在高温高湿的铸机中，经常发生泄漏。无论是堵塞还是泄漏都是浇注高质量的铸坯所不允许的。

鉴于二冷系统的重要性，过去都是定期停机对所有二冷喷淋系统进行全面检查，但是任然不能实现快速发现异常的要求。在目前已经公开发表的文献及专利中，与本技术方案目的类似的技术有：

1、公开号为CN105880502A的中国专利申请公开了一种连铸二冷区喷嘴工作状态的实时检测装置及方法，其公开了一种喷嘴状态的检测方法，在喷嘴上或喷嘴管路上或仅与喷嘴固连的其他部件上安装有振动检测仪，所有的振动检测仪通过电缆与交换机连接，交换机通过有线或无线方式与服务器连接。该技术方案的明显缺点是，需要在喷淋装置上安装大量的振动检测仪，这在实际工况下是难以实现并且故障率极高的一种方法，不具有现实意义。

2、公开号为CN104568410A的中国专利申请公开了一种连铸二冷喷嘴工作状态在线判断方法，通过建立数学模型对各喷嘴的理论流量值与实测流量值进行比较，从而判断各喷嘴是否堵塞或泄漏。该技术方案的缺陷是没有考虑到水流量受到气的压力的影响，而且对于不同的二冷系统需要重新计算和测量流量，不具有普遍意义。

3、公开号为CN103487249A的中国发明专利公开了一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统及判定方法。该方案需要采集连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息。比较每个喷嘴的即时温度信息，判断喷嘴是否出现了堵塞。这在实际工况下也是难以实现的，不但需要布置大量的温度检测装置，而且在铸机的外弧面是无法实现该方案的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连铸二冷系统状态的判断方法，简便可靠，一般情况下无须增加设备投入，只要利用现有的二冷系统阀门开度信号，即可快速判断铸机中某个二冷回路的异常；现场实用性好，判断快速准确。

本发明是这样实现的：

一种连铸二冷系统状态的判断方法，包括与连铸机二冷系统的扇形段喷淋杆及喷嘴连接的若干个二冷气水冷却回路，每个所述的二冷气水冷却回路包括二冷气管路及二冷水管路，二冷气管路上沿气流方向依次安装有压力调节阀、压力变送器、第一压力表及止回阀，二冷水管路上沿水流方向依次安装有电磁流量计、流量调节阀、压力变送器及第二压力表；二冷雾化冷却水通过喷嘴喷淋在铸坯上；

所述的二冷气水冷却回路对二冷系统的判断方法如下：

步骤1：确认二冷系统的供水及供气压力稳定；

步骤2：对二冷喷淋系统进行检查，确认喷嘴无堵塞，管路无泄漏；

步骤3：进行每个二冷气水冷却回路的电磁流量计及压力调节阀的开度进行0位标定；

步骤4：标定完成后同一二冷气水冷却回路的二冷气压用一个工艺压力进行设定，气压稳定后打开该回路的二冷水，流量从工艺最小流量逐步开大到本回路的工艺最大流量值；

步骤5：根据流量范围将每个二冷气水冷却回路的二冷水流量分成多个流量节点，每个流量节点的流量稳定后，记录对应的压力调节阀的开度；

步骤6：每个二冷气水冷却回路对步骤4和步骤5重复2-3次，最终取多次压力调节阀开度的平均值作为对应流量的对照值；

步骤7：当二冷气水冷却回路中的二冷水流量达到步骤5中已经测定的一个流量节点且稳定后，系统对比该节点对应的压力调节阀的开度与对照值：若压力调节阀的开度小于对照值，则系统输出堵塞信号；若压力调节阀的开度大于对照值，则系统输出泄漏信号。

在所述的步骤7中，压力调节阀的开度在对照值的±10%，认为系统处于正常范围内。

在所述的步骤7中，压力调节阀的开度在对照值的-10%~-15%时，系统记录可能轻微堵塞信息，表示该压力调节阀所在的气水冷却回路的喷嘴有轻微堵塞；

压力调节阀的开度在对照值的-15%~-20%时，系统输出堵塞倾向信号，表示该压力调节阀所在的气水冷却回路的喷嘴有轻度堵塞；

压力调节阀的开度在对照值的-20%~-30%时，系统输出中度堵塞信号，表示该压力调节阀所在的气水冷却回路的喷嘴有中度堵塞；

压力调节阀的开度在对照值的-30%以上时，系统输出重度堵塞信号，表示该压力调节阀所在的气水冷却回路的喷嘴有重度堵塞。

在所述的步骤7中，压力调节阀的开度在对照值的10%~15%时，系统记录可能轻微泄漏信息，表示该压力调节阀所在的气水冷却回路有轻微泄漏；

压力调节阀的开度在对照值的15%~20%时，系统输出泄漏倾向信号，表示该压力调节阀所在的气水冷却回路有轻度泄漏；

压力调节阀的开度在对照值的20%~30%时，系统输出中度泄漏信号，表示该压力调节阀所在的气水冷却回路有中度泄漏；

压力调节阀的开度在对照值的30%以上时，系统输出重度泄漏信号，表示该压力调节阀所在的气水冷却回路有重度泄漏。

本发明具有通用性和实用性，可广泛应用于各种连铸机的二冷系统，具有成本低廉、使用方便、可靠性高的特点，可在生产及维护中随时监控二冷系统的状态，提高连铸的生产效率，改善板坯的冷却效果，提高板坯质量有积极的意义；实施本发明后经济效益显著，市场前景广阔。

本发明简便可靠，一般情况下无须增加设备投入，只要利用现有的二冷系统阀门开度信号，即可快速判断铸机中某个二冷回路的异常；现场实用性好，判断快速准确。

附图说明

图1是本发明连铸二冷系统状态的判断方法的硬件连接示意图。

图中：1二冷气管路，1-1压力调节阀，1-2压力变送器，1-3第一压力表，1-4止回阀，2二冷水管路，2-1电磁流量计，2-2流量调节阀，2-3压力变送器，2-4第二压力表，3扇形段喷淋杆，4喷嘴，5二冷雾化冷却水，6铸坯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1，一种连铸二冷系统状态的判断方法，包括与连铸机二冷系统的扇形段喷淋杆3及喷嘴4连接的若干个二冷气水冷却回路，每个所述的二冷气水冷却回路包括二冷气管路1及二冷水管路2，二冷气管路1上沿气流方向依次安装有压力调节阀1-1、压力变送器1-2、第一压力表1-3及止回阀1-4，二冷水管路2上沿水流方向依次安装有电磁流量计2-1、流量调节阀2-2、压力变送器2-3及第二压力表2-4；二冷雾化冷却水5通过喷嘴4喷淋在铸坯6上；

本发明对二冷系统进行一定的设备配置，每个压力调节阀1-1的开度特性是不一样的，需要对回路内二冷水流量对应的压力调节阀1-1开度进行实际测量，每个二冷气水冷却回路在一定的二冷气压力条件下，根据不同的二冷水流量所对应的该回路压力调节阀1-1开度的变化值，判断二冷系统状态的情况。

所述的二冷气水冷却回路对二冷系统的判断方法如下：

步骤1：确认二冷系统的供水及供气压力稳定；

步骤2：对二冷喷淋系统进行检查，确认喷嘴4无堵塞，管路无泄漏；

步骤3：进行每个二冷气水冷却回路的电磁流量计2-1及压力调节阀1-1的开度进行0位标定；

步骤4：标定完成后同一二冷气水冷却回路的二冷气压用一个工艺常用压力进行设定，一般为0.1-0.2MPa，气压稳定后打开该回路的二冷水，流量从工艺最小流量逐步开大到本回路的工艺最大流量值；

步骤5：根据流量范围将每个二冷气水冷却回路的二冷水流量分成10-20个流量节点，每个流量节点的流量稳定后，记录对应的压力调节阀1-1的开度。

步骤6：每个二冷气水冷却回路对步骤4和步骤5重复2-3次，最终取多次压力调节阀1-1开度的平均值作为对应流量的对照值；

步骤7：当二冷气水冷却回路中的二冷水流量达到步骤5中已经测定的一个流量节点且稳定5分钟后，系统对比该节点对应的压力调节阀1-1的开度与对照值：若压力调节阀1-1的开度小于对照值，则系统输出堵塞信号；若压力调节阀1-1的开度大于对照值，则系统输出泄漏信号。

在所述的步骤7中，压力调节阀1-1在对照值的±10%，认为系统处于正常范围内。

在所述的步骤7中，压力调节阀1-1的开度在对照值的-10%~-15%时，系统记录可能轻微堵塞信息，表示该压力调节阀1-1所在的气水冷却回路的喷嘴4有轻微堵塞；

压力调节阀1-1的开度在对照值的-15%~-20%时，系统输出堵塞倾向信号，表示该压力调节阀1-1所在的气水冷却回路的喷嘴4有轻度堵塞；

压力调节阀1-1的开度在对照值的-20%~-30%时，系统输出中度堵塞信号，表示该压力调节阀1-1所在的气水冷却回路的喷嘴4有中度堵塞；

压力调节阀1-1的开度在对照值的-30%以上时，系统输出重度堵塞信号，表示该压力调节阀1-1所在的气水冷却回路的喷嘴4有重度堵塞。

在所述的步骤7中，压力调节阀1-1的开度在对照值的10%~15%时，系统记录可能轻微泄漏信息，表示该压力调节阀1-1所在的气水冷却回路有轻微泄漏；

压力调节阀1-1的开度在对照值的15%~20%时，系统输出泄漏倾向信号，表示该压力调节阀1-1所在的气水冷却回路有轻度泄漏；

压力调节阀1-1的开度在对照值的20%~30%时，系统输出中度泄漏信号，表示该压力调节阀1-1所在的气水冷却回路有中度泄漏；

压力调节阀1-1的开度在对照值的30%以上时，系统输出重度泄漏信号，表示该压力调节阀1-1所在的气水冷却回路有重度泄漏。

实施例1：

某企业使用1#连铸机，二冷系统5区内弧，二冷气压力为0.15MPa，二冷水流量为180L/min时，该回路测得的二冷气阀门开度为60%。在生产一定时间后，同样的二冷气压力及二冷水流量的条件下，该回路的压力调节阀1-1开度显示为10%，系统发出严重堵塞信号，停机后对该回路二冷系统进行检查发现多达40%的喷嘴发生了堵塞，更换后，同条件下该回路压力调节阀1-1开度恢复到60%。

实施例2：

某企业使用1#连铸机，二冷系统7区外弧，二冷气压力为0.15MPa，二冷水流量为120L/min时，该回路测得的二冷气阀门开度为55%。在生产一定时间后，同样的二冷气压力及二冷水流量的条件下，该回路的压力调节阀1-1开度显示为78%，系统发出中度泄漏信号，停机后对该回路二冷系统进行检查发现二冷气管破裂导致漏气，更换气管后，同条件下该回路压力调节阀1-1开度恢复到55%左右。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种连铸二冷系统状态的判断方法，其特征是：包括与连铸机二冷系统的扇形段喷淋杆（3）及喷嘴（4）连接的若干个二冷气水冷却回路，每个所述的二冷气水冷却回路包括二冷气管路（1）及二冷水管路（2），二冷气管路（1）上沿气流方向依次安装有压力调节阀（1-1）、压力变送器（1-2）、第一压力表（1-3）及止回阀（1-4），二冷水管路（2）上沿水流方向依次安装有电磁流量计（2-1）、流量调节阀（2-2）、压力变送器（2-3）及第二压力表（2-4）；二冷雾化冷却水（5）通过喷嘴（4）喷淋在铸坯（6）上；

所述的二冷气水冷却回路对二冷系统的判断方法如下：

步骤1：确认二冷系统的供水及供气压力稳定；

步骤2：对二冷喷淋系统进行检查，确认喷嘴（4）无堵塞，管路无泄漏；

步骤3：进行每个二冷气水冷却回路的电磁流量计（2-1）及压力调节阀（1-1）的开度进行0位标定；

步骤4：标定完成后同一二冷气水冷却回路的二冷气压用一个工艺压力进行设定，气压稳定后打开该回路的二冷水，流量从工艺最小流量逐步开大到本回路的工艺最大流量值；

步骤5：根据流量范围将每个二冷气水冷却回路的二冷水流量分成多个流量节点，每个流量节点的流量稳定后，记录对应的压力调节阀（1-1）的开度；

步骤6：每个二冷气水冷却回路对步骤4和步骤5重复2-3次，最终取多次压力调节阀（1-1）开度的平均值作为对应流量的对照值；

步骤7：当二冷气水冷却回路中的二冷水流量达到步骤5中已经测定的一个流量节点且稳定后，系统对比该节点对应的压力调节阀（1-1）的开度与对照值：压力调节阀（1-1）的开度在对照值的±10%，认为系统处于正常范围内；若压力调节阀（1-1）的开度小于对照值的-10%，则系统输出堵塞信号；若压力调节阀（1-1）的开度大于对照值的+10%，则系统输出泄漏信号。

2.根据权利要求1所述的连铸二冷系统状态的判断方法，其特征是：在所述的步骤7中，压力调节阀（1-1）的开度在对照值的（-10%，-15%]时，系统记录可能轻微堵塞信息，表示该压力调节阀（1-1）所在的气水冷却回路的喷嘴（4）有轻微堵塞；

压力调节阀（1-1）的开度在对照值的（-15%，-20%]时，系统输出堵塞倾向信号，表示该压力调节阀（1-1）所在的气水冷却回路的喷嘴（4）有轻度堵塞；

压力调节阀（1-1）的开度在对照值的（-20%，-30%]时，系统输出中度堵塞信号，表示该压力调节阀（1-1）所在的气水冷却回路的喷嘴（4）有中度堵塞；

压力调节阀（1-1）的开度在对照值的-30%以上时，系统输出重度堵塞信号，表示该压力调节阀（1-1）所在的气水冷却回路的喷嘴（4）有重度堵塞。

3.根据权利要求1所述的连铸二冷系统状态的判断方法，其特征是：在所述的步骤7中，压力调节阀（1-1）的开度在对照值的（10%，15%]时，系统记录可能轻微泄漏信息，表示该压力调节阀（1-1）所在的气水冷却回路有轻微泄漏；

压力调节阀（1-1）的开度在对照值的（15%，20%]时，系统输出泄漏倾向信号，表示该压力调节阀（1-1）所在的气水冷却回路有轻度泄漏；

压力调节阀（1-1）的开度在对照值的（20%，30%]时，系统输出中度泄漏信号，表示该压力调节阀（1-1）所在的气水冷却回路有中度泄漏；

压力调节阀（1-1）的开度在对照值的30%以上时，系统输出重度泄漏信号，表示该压力调节阀（1-1）所在的气水冷却回路有重度泄漏。

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