CN110586891A - 一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，用于连铸生产过程中的评价结晶器液面控制精度，属连铸生产技术领域。技术方案是将结晶器液面检测的实际值与设定值进行比较，将差值进行归类统计，最后将各统计区间内的结果乘以对应该区域的系数，最终得出一个综合的指数值，此值的大小代表了这一区间内的结晶器液面控制精度的综合水平。本发明方法的有益效果是：在连铸参数确定的情况下可作为钢水可浇性或流动性判定依据，同时可作为一个综合评定指标，评价较长时间范围内的结晶器液面控制水平的变化及趋势。在机型、参数确定的情况下，还可作为不同连铸机结晶器液面控制精度的比较指标。

Description

一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法

技术领域

本发明涉及一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，用于连铸生产过程中的评价结晶器液面控制精度，属连铸生产技术领域。

背景技术

结晶器是连铸机的心脏，连续注入结晶器的钢水通过水冷铜板迅速形成初始的坯壳，并通过持续地从结晶器下口拉出，实现连续的凝固与铸造，单位时间拉出的坯壳与注入结晶器的钢水质量相等。在此过程中，通过钢水液面的检测与塞棒等控制钢水流量的装置形成闭环控制来保持结晶器内钢水液面的稳定，这一过程对连铸生产的顺行及连铸坯的质量控制极为重要。钢水在结晶器内液面控制不稳定则极易导致卷渣、保护渣润滑不良、产生裂纹缺陷甚至严重的导致漏钢事故。为了保持结晶器钢水液面的稳定，液面的检测及控制系统不断完善，目前较为广泛采用的放射源、涡流、激光等方法均已经达到了较高的控制水平。然而由于钢水流动性、结晶器流场的形成、浸入式水口的设计、水口插入深度等工艺参数的变化，结晶器内钢液面的波动也是不可避免的。通常在较小幅度内的液面波动不会产生有害的影响，因此需要控制并掌握结晶器内液面的控制的水平。根据经验目前一般认为应控制在±3mm以内。同时为了跟踪铸坯和最终产品的质量，越来越多的生产企业开始将结晶器液面的波动情况作为铸坯和产品质量判定的关键过程控制点。但目前一般仅限于将液面波动超出一定范围（例如＞5mm或＞8mm）的时刻进行标记，将此块或此炉铸坯进行标记检查或降级。除此之外，缺乏进一步全面地评估钢水液面控制水平的手段，尤其是在大数据分析逐步进入冶金领域之时，海量的结晶器液面数据缺乏有效利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，全面评估一段时间内（可以按炉次或浇次）结晶器钢水液面的控制水平，给出一个综合评价值；该评价值既可用于比较一台连铸机不同生产炉次、钢种等工艺条件下的结晶器液面控制水平，还可以作为长期历史数据的评价跟踪，发现趋势性的规律或问题；该方法既适用于在线评估使用，也可以应用于离线的历史数据分析，解决已有技术存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是：

一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，包含如下步骤：

将结晶器液面检测的实际值与设定值进行比较，对每个采样周期均进行统计，将差值进行归类统计；最后将统计区间内（可以按浇次、炉次等）的结果进行不同加权计算，得出一个综合的指数值，此值的大小代表了这一区间内的结晶器液面控制精度的综合水平。

根据结晶器液面波动的一般控制范围及波动大小对铸坯质量影响的经验值，将之分为如下五个区间Ri：±1mm范围内的统计在区间R1，±1-3mm范围内统计在R2，±3-5mm范围内统计在R3，±5-10mm范围内统计在R4，大于±10mm范围内统计在R5。

结晶器液面的波动值越小越好，按波动范围分段统计，不同范围采用相应的权重系数；按照从小到大的波动范围，每一档位范围指定一个权重系数Qi，各档位权重系数的相差1.5-5倍，例如：可将上述五个区间Ri的权重系数分别设为0.5、1.0、3.0、5.0、10.0。

将各区间内统计得到的结果Ri分别乘以相应区域的权重系数Qi，并相加即可得到一个可表征结晶器液面波动控制精度的指数，可称之为液面控制精度指数A。

则液面控制精度指数A用下式表达：

本发明的有益效果是：可以统计一段区间内（通常为炉次或浇次，或者具体到铸坯）结晶器液面控制精度的综合水平，在连铸参数确定的情况下可作为钢水可浇性或流动性判定依据，同时可作为一个综合评定指标，评价较长时间范围内的结晶器液面控制水平的变化及趋势；在机型、参数确定的情况下，还可作为不同连铸机结晶器液面控制精度的比较指标，还可以作为长期历史数据的评价跟踪，发现趋势性的规律或问题；该方法既适用于在线评估使用，也可以应用于离线的历史数据分析。

附图说明

图1是本发明实施例某一炉次的液面波动情况，根据上述规则及各系数取值可以计算出，该炉次的整体液面波动控制精度的指数为1.04，属于较好水平；

图2是本发明实施例另一炉次的液面波动情况，根据上述规则及各系数取值可以计算出，该炉次的整体液面波动控制精度的指数为1.50，比附图1所示炉次的液面控制精度略差；

图3为本发明实施例较长时间统计的液面指数变化情况，同钢种、断面。

具体实施方式

结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，包含如下步骤：

将结晶器液面检测的实际值与设定值进行比较，对每个采样周期均进行统计，将差值进行归类统计；最后将统计区间内（可以按浇次、炉次等）的结果进行不同加权计算，得出一个综合的指数值，此值的大小代表了这一区间内的结晶器液面控制精度的综合水平。

根据结晶器液面波动的一般控制范围及波动大小对铸坯质量影响的经验值，将之分为如下五个区间Ri：±1mm范围内的统计在区间R1，±1-3mm范围内统计在R2，±3-5mm范围内统计在R3，±5-10mm范围内统计在R4，大于±10mm范围内统计在R5。

结晶器液面的波动值越小越好，按波动范围分段统计，不同范围采用相应的权重系数；按照从小到大的波动范围，每一档位范围指定一个权重系数Qi，各档位权重系数的相差1.5-5倍，例如：可将上述五个区间Ri的权重系数分别设为0.5、1.0、3.0、5.0、10.0。

将各区间内统计得到的结果Ri分别乘以相应区域的权重系数Qi，并相加即可得到一个可表征结晶器液面波动控制精度的指数，可称之为液面控制精度指数A。

则液面控制精度指数A用下式表达：

连铸机结晶器内钢水液面的稳定控制目前一般是通过调节塞棒来控制进入结晶器内的钢水流量来实现的。结晶器液面检测系统检测到钢水液面与设定值直接有差距后，会反馈至塞棒进行调节，形成一个闭环系统，由此结晶器内的液面是一个动态的平衡过程。结晶器液面检测值与设定值的偏差越大则塞棒调节干预的力度也越大，但整体是以设定值为中心波动的，因此可以用各个时刻测量值与设定值的偏差大小进行汇总统计来反映液面的波动情况。

通过编写软件进行自动统计，在计算过程中，根据测量值与设定值的偏差大小值，进行分组统计，如果该值小于1mm，则计入范围R1，如果大于1mm而小于3mm，则计入范围2……，以此类推，然后将落入各区间内的数量比例乘以该区间的权重系数，得到结果后进行相加，即可得到该时间区间内的结晶器液面控制精度指数。

实施例1：

某炉次浇铸的时间范围内进行统计，得到R1内比例为63.83%，R2内比例为35.38%，R3内比例为0.78%，R4和R5范围内无数据，由此可以看到该炉次时间内绝大部分的液面波动控制范围在3mm以内，经软件自动计算，液面控制精度指数为1.06；对比另一炉次浇铸的时间范围内进行统计，得到R1内比例为46.43%，R2内比例为44.94%，R3内比例为7.99%，R4内比例为0.65%，R5内无数据，计算所得液面控制精度指数为1.50。由此可知后面炉次的液面控制精度不如前面第1炉，且给出了量化指标。

实施例2：

通过对大量结晶器液面控制历史数据的统计，还可以发现趋势性或规律性的变化情况。例如附图3，通过对连铸机较长时间的液面波动数据进行统计，采用相同断面、相同钢种的浇次进行分析，可以看出随时间的变化，液面控制精度有变差的趋势，这是由于该连铸机采用Co60的检测系统由于放射源老化，控制精度有所下降，而更换放射源后液面控制精度指数明显改善。

Claims (4)

1.一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，其特征在于：将结晶器液面检测的实际值与设定值进行比较，对每个采样周期均进行统计，将差值进行归类统计；最后将统计区间内的结果进行不同加权计算，得出一个综合的指数值，此值的大小代表了这一区间内的结晶器液面控制精度的综合水平。

2.根据权利要求1所述的一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，其特征在于：根据结晶器液面波动的一般控制范围及波动大小对铸坯质量影响的经验值，将之分为如下5个区间Ri：±1mm范围内的统计在区间R1，±1-3mm范围内统计在R2，±3-5mm范围内统计在R3，±5-10mm范围内统计在R4，大于±10mm范围内统计在R5。

3.根据权利要求2所述的一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，其特征在于结晶器液面的波动值越小越好，按波动范围分段统计，不同范围采用相应的权重系数；按照从小到大的波动范围，每一档位范围指定一个权重系数Qi，各档位权重系数的相差1.5-5倍，例如：可将上述五个区间Ri的权重系数分别设为0.5、1.0、3.0、5.0、10.0。

4.根据权利要求3所述的一种连铸结晶器液面控制精度的评价方法，其特征在于：将各区间内统计得到的结果Ri分别乘以相应区域的权重系数Qi，并相加即可得到一个可表征结晶器液面波动控制精度的指数，称之为液面控制精度指数A。