CN110961615B

CN110961615B - 一种基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法

Info

Publication number: CN110961615B
Application number: CN201811155947.4A
Authority: CN
Inventors: 曾昌富; 邹世文; 陈开义; 赵建强; 徐波
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2018-09-30
Filing date: 2018-09-30
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2038-09-30
Also published as: CN110961615A

Abstract

本发明涉及一种基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法，所述方法包括以下步骤：步骤1）自动更换浸入式水口工艺条件确认步骤2）自动更换浸入式水口工艺；步骤3）结晶器液面补偿工艺；步骤4）拉速自动控制和液位自动控制工艺；步骤5）自动更换浸入式水口流程结束。该工艺技术方案主要通过自动识别和判断水口更换条件，关联钢流控制机构自动执行更换水口操作，随后通过液位的识别和判读来实现换水口后的结晶器液位自动控制，从而消除了换水口造成的机构渗钢，液位不平稳造成的连铸坯夹渣等缺陷隐患，实现真正意义上的在线自动更换浸入式水口，提升了连铸工艺自动化水平。

Description

一种基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法

技术领域

本发明涉及一种方法，具体涉及一种基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法，属于钢铁冶金连续铸造技术领域。

背景技术

在目前的钢铁行业连铸工艺中，为了持续不断的生产，提高连铸机的工作效率和减少中间包的使用量，在线更换浸入式水口已经成为国内外普遍使用的工艺技术。在线更换浸入式水口，指的就是在不中断连铸生产和不更换连铸中间包的情况下，利用快换机构在线把烘烤好的备用浸入式水口快速安装到中包机构的工作位置上，从而延迟中间包的使用寿命，减少中间包使用次数而达到降本增效的目的。在线快速更换浸入式水口工艺技术的应用，能大幅度降低连铸的头尾坯废弃量，提高连铸机工作效率。但是，目前的在线快速更换浸入式水口，都是依靠现场操作工人人工控制控流机构，人工激活快换装置，手动控制结晶器液位来完成整个浸入式水口快速更换的过程。由于其全部工作过程都需要人工来完成，如果控流机构和水口更换时机配合不好，将会导致水口更换机构夹钢，造成机构渗钢的重大安全隐患。同时由于在更换浸入式水口过程中人工干预过多，也导致了更换浸入式水口造成的板坯夹渣降级率居高不下。拿梅钢炼钢厂为例，其换水口降级率由于人工干预较多，降级率从0.58％到16.8％之间来回波动且非常不稳定，也造成了连铸换水口板坯质量的不可控。

通过申请人的检索，目前还没有相关的文献和专利技术涉及到连铸在线自动更换浸入式水口。唯一有关联公布的的是申请号为“201610207350.4”的名为“一种浸入式水口的更换方法”。但其主要技术方案是针对浸入式水口更换后的板坯优化切割和更换时间点的确定上，其对如何实现自动在线更换浸入式水口完全没有涉及。其他目前公布的都是针对浸入式水口快速更换所使用的机构装置上，如申请号为“201620431704.9”所公布的“一种连铸中包浸入式水口快速更换装置”，就是针对连铸中包浸入式水口快速更换的一种机构装置，其对于如何在工艺上实现快速自动更换水口的技术也完全没有涉及。

鉴于目前的人工更换水口造成的机构渗钢的重大安全隐患和连铸坯夹渣的质量缺陷波动，以及连铸智能制造大力发展的需求和结晶器液位自动控制技术的普遍使用，本发明提供了一种基于结晶器液位自动控制的在线自动更换浸入式水口的方法。旨在利用现在普遍使用的结晶器液位自动控制技术，新开发一种在线自动更换浸入式水口的工艺技术方法。该方法通过针对控流机构，采取水口快速更换不同阶段的液位控制方式，同时关联浸入式水口快换机构执行机构，实现自动激活水口在线更换功能和水口更换后的自动液位控制功能。从而代替了人工操作，杜绝了人工操作带来的许多不稳定状态。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法，本工艺技术方案主要通过自动识别和判断水口更换条件，关联钢流控制机构自动执行更换水口操作，随后通过液位的识别和判读来实现换水口后的结晶器液位自动控制，从而消除了换水口造成的机构渗钢，液位不平稳造成的连铸坯夹渣等缺陷隐患，实现真正意义上的在线自动更换浸入式水口，提升了连铸工艺自动化水平。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1)自动更换浸入式水口工艺条件确认；

1.1正常浇铸过程，确认工艺需要在线更换浸入式水口；

1.2确认浸入式水口快换机构正常；

1.3水口更换激活按钮进入准备模式；

1.4采集水口更换质量模型功能激活并记录；

1.5读取当前铸机拉速V并记录；

1.6当铸机拉速V小于工艺换水口最大拉速时，激活自动换水口功能并输出按钮灯常亮，如果拉速不符合，则继续读取拉速值直到满足条件为止，随后现场工人可以做好更换水口的准备工作；

1.7继续读取当前拉速V，当V小于或等于换水口标准工艺拉速时，则所有准备确认工作完成，可以进行在线自动更换浸入式水口；

1.8将备用浸入式水口放入执行机构备用位，激活在线自动更换水口功能；

1.9当系统收到更换命令和拉速小于换水口标准工艺拉速时，取消拉速二级控制，开始执行自动更换浸入式水口工艺阶段；

步骤2)自动更换浸入式水口工艺；

2.1断开结晶器液面控制与塞棒控制工艺连锁；

2.2采集记录当前塞棒位置W1和结晶器液位W2；

2.3延时1秒后调用塞棒紧急关闭功能，执行塞棒紧急关闭动作；

2.4延时500毫秒后激活油缸动作，将备用水口推入到工作位；

2.5收到油缸动作信号后，延时200毫秒激活塞棒打开，如果没有收到，则继续执行油缸动作；

2.6塞棒打开定位为原始塞棒开度W1减去经验数据开度，随后进入结晶器液面补偿工艺阶段；

步骤3)结晶器液面补偿工艺；

3.1读取当前液位值W3；

3.2判断W3和工艺液位最低值和工艺液位正常值，如果满足W3在工艺液位最低值和工艺液位正常值区域，则结晶器液位按照目标值W2进行控制；如果不满足，则按照目标液位值进行液位控制；

3.3液面补偿程序结束，随后进入拉速自动控制和液位自动控制工艺阶段；

步骤4)拉速自动控制和液位自动控制工艺；

4.1读取当前液位值，判断液位值是否大于或等于结晶器目标液位值或者液位值大于等于W2，如果是，则延时2秒后启动结晶器液面与钢流控制机构的连锁。如果不是，则继续执行液位补偿工艺方案；

4.2按照工艺拉速要求，将拉速自动升速到目标工艺拉速；

步骤5)自动更换浸入式水口流程结束。

相对于现有技术，本发明的优点如下：该方案利用提供的在线自动更换浸入式水口方法，能实现连铸在线更换浸入式水口时的自动在线更换后随后的液面自动控制，消除了钢流控制机构由于换水口时切换时间不匹配造成的机构渗钢等安全隐患，还能够在水口更换后迅速稳定结晶器液面，避免了结晶器内钢水液面波动造成的连铸坯夹渣缺陷的产生；最后，自动在线更换水口功能的实现，还能够解决更换浸入式水口时造成的工人劳动强度大等问题，对提高劳动效率，实现连铸的智能制造有着非常重大的意义。应用该方法后，水口更换成功率实现了100％，换水口后机构渗钢出现次数为 0次，换水口板坯的夹渣降级率也下降了56％。

具体实施方式

为了加强对本发明的理解和认识，下面结合具体实施方式对本发明做出进一步的说明和介绍。

实施例1：一种基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法，所述方法如下：

步骤1)自动更换浸入式水口工艺条件确认；

1.1正常浇铸过程，确认工艺需要在线更换浸入式水口；

1.2确认浸入式水口快换机构正常；

1.3水口更换激活按钮进入准备模式；

1.4采集水口更换质量模型功能激活并记录；

1.5读取当前铸机拉速V并记录；

步骤2)自动更换浸入式水口工艺；

2.1断开结晶器液面控制与塞棒控制工艺连锁；

2.2采集记录当前塞棒位置W1和结晶器液位W2；

2.4延时500毫秒后激活油缸动作，将备用水口推入到工作位；

2.6塞棒打开定位为原始塞棒开度W1减去经验开度数据，随后进入结晶器液面补偿工艺阶段(经验开度数据至少要来源于10次以上的人工更换水口塞棒开度记录值)；

步骤3)结晶器液面补偿工艺；

3.1读取当前液位值W3；

步骤4)拉速自动控制和液位自动控制工艺；

4.2按照工艺拉速要求，将拉速自动升速到目标工艺拉速；

步骤5)自动更换浸入式水口流程结束。

应用实例：

某厂双流板坯连铸机，具有液位自动控制功能和安装有在线快速更换水口机构，其采用塞棒控制机构进行控流，工艺换水口最大拉速为0.82m/min，换水口标准工艺拉速为0.62m/min。工艺液位最低值为760mm，工艺液位正常值为810mm，工艺液位目标值为820mm，统计10次的人工更换浸入式水口，其塞棒开度经验数据统计如下，所以采用经验值8mm：

按照本方案提供的在线自动更换浸入式水口方法，其实施过程如下：

步骤1)自动更换浸入式水口工艺条件确认；

1.1正常浇铸过程，确认工艺需要在线更换浸入式水口；

1.2确认浸入式水口快换机构正常；

1.3水口更换激活按钮进入准备模式；

1.4采集水口更换质量模型功能激活并记录；

1.5读取当前铸机拉速V并记录；

1.6当铸机拉速V小于工艺换水口最大拉速0.82m/min时，激活自动换水口功能并输出按钮灯常亮，如果拉速不符合，则继续读取拉速值直到满足条件为止，随后现场工人可以做好更换水口的准备工作；

1.7继续读取当前拉速V，当V小于或等于换水口标准工艺拉速0.62m/min时，则所有准备确认工作完成，可以进行在线自动更换浸入式水口；

1.9当系统收到更换命令和拉速小于换水口标准工艺拉速0.62m/min时，取消拉速二级控制，开始执行自动更换浸入式水口工艺阶段；

步骤2)自动更换浸入式水口工艺；

2.1断开结晶器液面控制与塞棒控制工艺连锁；

2.2采集记录当前塞棒位置W1为78mm和结晶器液位817mm；

2.4延时500毫秒后激活油缸动作，将备用水口推入到工作位；

2.6塞棒打开定位为原始塞棒开78mm，减去经验开度数据8mm，即70mm。随后进入结晶器液面补偿工艺阶段；

步骤3)结晶器液面补偿工艺；

3.1读取当前液位值W3为805mm；

3.2判断液位值805mm，满足760≤805≤810mm，结晶器液位按照目标值W2(817mm)进行控制；

4)拉速自动控制和液位自动控制工艺；

4.1读取当前液位值为818mm，判断液位值大于等于W2(817mm)，延时2秒后启动结晶器液面与钢流控制机构的连锁；

4.2按照工艺拉速要求，将拉速自动升速到目标工艺拉速；

5)自动更换浸入式水口流程结束。

需要说明的是上述实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1）自动更换浸入式水口工艺条件确认；

步骤2）自动更换浸入式水口工艺；

步骤3）结晶器液面补偿工艺；

步骤4）拉速自动控制和液位自动控制工艺；

步骤5）自动更换浸入式水口流程结束；

所述步骤1）自动更换浸入式水口工艺条件确认，具体如下：

1.1正常浇铸过程，确认工艺需要在线更换浸入式水口；

1.2确认浸入式水口快换机构正常；

1.3水口更换激活按钮进入准备模式；

1.4采集水口更换质量模型功能激活并记录；

1.5读取当前铸机拉速V并记录；

1.6当铸机拉速V小于工艺换水口最大拉速时，激活自动换水口功能并输出按钮灯常亮，如果拉速不符合，则继续读取拉速值直到满足条件为止，随后现场工人做好更换水口的准备工作；

1.7继续读取当前拉速V，当V小于或等于换水口标准工艺拉速时，则所有准备确认工作完成，进行在线自动更换浸入式水口；

所述步骤2）自动更换浸入式水口工艺具体如下，

2.1断开结晶器液面控制与塞棒控制工艺连锁；

2.2采集记录当前塞棒位置W1和结晶器液位W2；

2.4延时500毫秒后激活油缸动作，将备用水口推入到工作位；

2.6塞棒打开定位为原始塞棒开度W1减去经验数据开度，随后进入结晶器液面补偿工艺阶段。

2.根据权利要求1所述的基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法，其特征在于，所述步骤3）结晶器液面补偿工艺具体如下：

3.1读取当前液位值W3；

3.3液面补偿程序结束，随后进入拉速自动控制和液位自动控制工艺阶段。

3.根据权利要求2所述的基于液位自动控制的在线自动更换浸入式水口方法，其特征在于，所述步骤4）拉速自动控制和液位自动控制工艺；

4.1读取当前液位值，判断液位值是否大于或等于结晶器目标液位值或者液位值大于等于W2，如果是，则延时2秒后启动结晶器液面与钢流控制机构的连锁；如果不是，则继续执行液位补偿工艺方案；

4.2按照工艺拉速要求，将拉速自动升速到目标工艺拉速。