CN111438342B - 一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，包括：一般标定模式和在线标定模式；所述一般标定模式为扇形段上框架下降到基准位置后的传感器数据标定；所述在线标定模式，包括以下步骤：a)先对连铸机的条件进行确认；b)输入各扇形段需要进行标定的辊缝值，辊缝控制系统接收数据，并通过计算机输入的辊缝值与相应辊缝控制传感器的对应关系，然后对当前辊缝传感器值进行覆盖；c)根据当前的辊缝值与当时的目标辊缝值的偏差，自动调整到目标辊缝值。本发明利用在线辊缝仪等设备检测到的辊缝值直接在连铸机的辊缝控制模型中修改各扇形段辊缝传感器的当前显示值两种模式，以达到快速、高效、高精度地标定连铸机在线辊缝目的。

Description

一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法

技术领域

本发明涉及连铸机工艺控制领域，更具体地说，涉及一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法。

背景技术

板坯连铸机的扇形段主要分为机械扇形段和液压扇形段两种，其中，机械扇形段一般用滚珠丝杆结构连接上下框架，通过蜗轮蜗杆和万向轴连接调整辊缝值。而目前广泛使用的，具有轻压下等功能的液压扇形段又分为柔性连杆结构和多铰接连接结构来连接扇形段上下框架的两种结构形式，两种形式的液压扇形段在上下框架的连杆一侧均设有辊缝控制的油缸，在油缸内(或外侧)设有辊缝控制传感器，用于根据各种工艺和操作需要对辊缝进行跟踪和调整控制，但这种扇形段在上线投入使用前必须先进行传感器的标定(即确认传感器的显示值与当前实际辊缝之间的关系)。

板坯连铸机的辊缝是连铸机设备最重要的精度之一，一般要求为±0.5mm以下，且不能有突变点(即相邻扇形段之间的辊缝偏差也不允许超过0.5mm)，在生产有些要求更高的钢种时，连铸机的局部区域辊缝甚至不允许超过0.3mm。这些辊缝偏差对铸坯中心偏析等大部分内部质量缺陷和角横裂等部分表面质量的影响非常大，连铸机辊缝异常也是导致扇形段设备在生产过程中异常受力导致损坏的重要因素。同时，严重的辊缝精度缺失会导致铸坯鼓肚等问题，是生产过程中连铸机驱动力矩增大，滞坯等恶性事故发生的重要原因之一。

在实际使用过程中，连铸机的辊缝会因为如下四种原因导致异常变化：

1)因为长时间使用后辊面产生一定的磨损量导致辊缝增大；

2)因为传感器受现场电磁场信号干扰等因素导致的辊缝累积误差；

3)因为扇形段上下框架之间连杆的固定关节(轴或孔)出现异常受力变形导致的辊缝误差；

4)因为传感器损坏而导致的辊缝失控。

对于这些偏差或异常，以往的做法是根据不同扇形段的结构形式进行在线调整，例如：针对机械扇形段，一般通过实际测量后进行直接调整，对于柔性连杆的液压扇形段也可以通过各种测量方法进行实际测量后进行直接调整；而多铰接连接结构的液压扇形段的辊缝是在离线检修过程中(最后)，使用液压将上框架压到基准面后，再用千斤顶等工具在上下框架之间顶升，在消除各种轴销、轴孔间隙后使用专用工具测量实际辊缝，设备上线后，再将扇形段上框架用同样的压力压紧到基准面后，将离线检修的测量值赋予各个辊缝测量传感器。当在线使用中出现辊缝偏差或传感器异常更换后，必须要通过再次标定，即将扇形段的上框架下降到基准面，压紧，然后进行传感器值的复位(将原始的标定值覆盖当前的传感器显示值)，但由于在线很难或无法确认基准面情况，同时也由于工况环境和扇形段安装角度等问题，无法使用千斤顶等设备消除连接结构的轴销、销孔间隙(这些间隙量在设备使用一段时间后，由于异常受力会出现变化)，所以这种标定方式容易出现较大的偏差，同时，这种在线标定方式对于单个流一般14～18个扇形段的连铸机，每个扇形段四个辊缝传感器的连铸机来说，调整一次需要耗费大量的时间和人力，因此，不少连铸机的在线辊缝精度严重缺失，辊缝管理也非常困难。

如图1所示，现有扇形段的标定是在连铸机处于维护模式、连铸机液压系统运行正常、目标扇形段传感器校正处于关闭状态下、目标扇形段辊缝控制模式处于非锁定状态下、目标扇形段辊缝控制传感器正常、液压压力正常状态下，选择一个目标扇形段，将扇形段离线检修时测量的数据输入后，然后选择标定开始，但扇形段的四个油缸均下降到基准面后，四个位移传感器的当前值在规定时间内变化量小于a，同时每个油缸的标定压力≥b吨后，系统自动将每个油缸内的辊缝控制传感器电压赋值为0V(及辊缝控制系统内的辊缝当前值覆盖为输入值)，然后辊缝开始上升，一直到系统要求的最大值(考虑事故状态下的安全性)，最后再回到当前工艺目标辊缝的过程。

但是，上述的方式缺点主要有：

1)每次只能标定一个扇形段；

2)标定过程只能在扇形段上下框架的结合基准面清洁无杂物的情况下进行，否则标定错误，会严重影响辊缝精度，而在线使用一定时间的扇形段由于辊面磨损、多铰接连接关节的轴销、轴孔磨损情况无法确认等，所以只能在扇形段刚上线时使用；

3)标定过程要求操作人员到现场确认，操作繁复，影响连铸机作业率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，利用在线辊缝仪等设备检测到的辊缝值直接在连铸机的辊缝控制模型中修改各扇形段辊缝传感器的当前显示值和一般的辊缝标定两种模式，以达到快速、高效、高精度地标定连铸机在线辊缝目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，包括：一般标定模式和在线标定模式；

所述一般标定模式，包括以下步骤：

1)先对连铸机的条件进行确认；

2)选择目标扇形段；

3)将扇形段辊缝值的实测数据输入；

4)标定开始，目标扇形段的四个油缸开始下降到基准面；

5)四个位移传感器的当前值在规定时间内变化量需小于规定值，同时，每个油缸的标定压力也需大于或等于规定值；

6)辊缝控制系统自动将每个油缸内的辊缝控制传感器电压赋值为0V；

7)然后辊缝开始上升，一直上升到辊缝控制系统要求的最大值；

8)最后辊缝再回到当前工艺的目标值；

所述在线标定模式，包括以下步骤：

a)先对连铸机的条件进行确认；

b)输入各扇形段需要进行标定的辊缝值，辊缝控制系统接收数据，并通过计算机输入的辊缝值与相应辊缝控制传感器的对应关系，然后对当前辊缝传感器值进行覆盖；

c)根据当前的辊缝值与当时的目标辊缝值的偏差，自动调整到目标辊缝值。

所述连铸机的条件为连铸机液压系统运行是否正常、目标扇形段传感器校正是否处于关闭、目标扇形段辊缝控制模式是否处于非锁定状态下、目标扇形段辊缝控制传感器是否正常、液压压力是否正常状态。

所述步骤a)对连铸机的条件进行确认后，还需要进行密码确认。

所述步骤b)需要进行标定的辊缝值为在线辊缝仪的测量值。

所述步骤5)中四个位移传感器的当前值在规定时间内变化量需小于0.01～0.05mm。

所述步骤5)中每个油缸的标定压力也需大于或等于30～50吨。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，极好地贴合了连铸机液压扇形段辊缝控制特点和常见的辊缝异常问题的处理要求，能够在不影响连铸机生产的情况下，精确、便捷地获得连铸机的辊缝参数，为连铸机设备精度控制和铸坯质量控制提供更好的维护手段，同时也为防止因辊缝问题导致连铸机滞坯事故的发生提供了应急调整手段。

附图说明

图1是原有连铸机液压扇形段辊缝标定方法的流程图；

图2是本发明在线双用标定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

结合图2所示，本发明所提供的一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，包括：一般标定模式和在线标定模式；

所述一般标定模式，包括以下步骤：

1)进入一般标定模式前，先对连铸机的连铸机液压系统运行是否正常、目标扇形段传感器校正是否处于关闭、目标扇形段辊缝控制模式是否处于非锁定状态下、目标扇形段辊缝控制传感器是否正常、液压压力是否正常状态条件进行确认；

2)选择一个目标扇形段；

3)将扇形段离线检修时测得的辊缝值实测数据输入至辊缝控制系统；

4)标定开始，目标扇形段的四个油缸开始下降到基准面；

5)四个位移传感器的当前值在规定时间内变化量需小于规定值a(0.01～0.05mm)，同时，每个油缸的标定压力也需大于或等于规定值b吨(30～50吨)；

6)辊缝控制系统自动将每个油缸内的辊缝控制传感器电压赋值为0V(及辊缝控制系统内的辊缝当前值覆盖为输入值)；

7)然后辊缝开始上升，一直上升到辊缝控制系统要求的最大值(考虑到事故状态下的安全性)，根据扇形段工艺设计，扇形段的最大辊缝控制不同，例如公称厚度为230mm的铸机的扇形段最大开度设置到300～340mm，而公称厚度为250mm的一般可以达到340～380mm；

8)最后辊缝再回到当前工艺的目标值，根据铸机的浇注厚度公称尺寸，板坯的在各个位置的冷却收缩量、轻压下的压下量等，处于铸机每个位置的扇形段的工艺目标值都不同，例如公称厚度230mm的铸机扇形段辊缝一般在237mm～228mm之间。

上述的一般标定模式一般只用于新上线的扇形段的辊缝设定。

所述在线标定模式，包括以下步骤：

a)进入在线标定模式前，先对连铸机的连铸机液压系统运行是否正常、目标扇形段传感器校正是否处于关闭、目标扇形段辊缝控制模式是否处于非锁定状态下、目标扇形段辊缝控制传感器是否正常、液压压力是否正常状态条件进行确认，此时的确认是针对所有要进行在线辊缝标定的扇形段；同时在线标定模式不需要进行是否在维护模式下的条件确认，但为了防止意外的发生，进入在线标定模式时需要输入密码并确认密码正确后方可使用，防止出现意外；

b)在进入在线标定模式后，可一次性输入各扇形段需要进行标定的辊缝值，这些值来源于在线辊缝仪的测量，在确定进行修改后，辊缝控制系统接收数据，并通过计算机输入的辊缝值与相应辊缝控制传感器的对应关系(因为弧形段的油缸与辊缝值不在同一半径内)，然后对当前辊缝传感器值进行覆盖；

c)根据当前的辊缝值与当时的目标辊缝值的偏差，自动调整到目标辊缝值d后标定结束。

上述在线标定模式即可用于新上线扇形段的辊缝标定，也可以用于扇形段使用一段时间后出现各类辊缝异常，例如：辊面磨损、铰接轴销和轴孔出现磨损、辊缝传感器出现累积误差、辊缝传感器损坏后修复(或更换)等各种情况，对浇注过程中因突发异常或在线辊缝仪发现的辊缝严重偏差值也可以进行快捷调整。

综上所述，本发明在线双用标定方法以解决在线扇形段(特别是上下框架采用多铰接连接结构的液压扇形段)在使用一段时间后辊径磨损、传感器漂移、框架间隙增大等问题导致的辊缝异常和原标定方式下无法实现在线可靠标定之间的矛盾，可防止因辊缝异常造成铸坯质量缺陷、扇形段设备损坏甚至滞坯等生产事故的发生。连铸机辊缝精度即是铸坯质量控制的关键指标，也是连铸机设备使用寿命和事故控制的重要保障，本发明在线双用标定方法为连铸机液压扇形段辊缝的精度管理提供了一个更合理、方便的手段，对液压扇形段，特别是多铰接连接的液压扇形段的在线管理起到了非常重要的作用，具有非常广泛的应用和推广前景。

实施例一

某一扇形段在浇注过程中发生辊缝控制传感器故障，系统自动采用压力控制模式(即用故障传感器相邻的辊缝控制油缸的压力值作为该油缸的辊缝控制压力进行生产)，同时进行辊缝传感器的现场更换作业；但铸机浇注结束后，在压力控制的影响下，这个扇形段的辊缝就会大幅度变小，而由于新更换的传感器尚未标定，没有零位值，无法进行后续的引锭杆插入等生产操作，而采用一般标定模式，因无法确认基准面的情况，标定偏差很大。使用该在线标定模式后，当发现辊缝传感器出现异常，且更换了新的传感器后，可当即根据该位置的工艺辊缝(因为铸机内有板坯支撑，且扇形段上框架是通过压力控制模型压紧在扇形段上的)，所以可以直接在标定系统中输入该扇形段的工艺辊缝值，对当前传感器进行标定，并由压力控制方式，切换到传感器位置控制方式即可；

实施例二

铸机开浇或引锭杆循环过程中，安装在引锭杆上的在线辊缝仪检测到铸流有一个或多个扇形段辊缝出现异常(超过辊缝工艺标准±0.5mm)，对测量值进行确认、并确认当前辊缝控制传感器正常、液压压力正常，即输入密码打开在线标定模型，在模型中选择异常扇形段号，根据检测值输入当前扇形段4个辊缝控制油缸位置的辊缝检测值，并覆盖原传感器的值，并按下确认键，以此类推，将所有异常扇形段的辊缝全部矫正到位，辊缝自动位置控制就可以将异常扇形段的辊缝值自动修正到根据输入辊缝计算的辊缝实际控制值。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，其特征在于，包括：一般标定模式和在线标定模式；

所述一般标定模式，包括以下步骤：

1)先对连铸机的条件进行确认；

2)选择目标扇形段；

3)将扇形段辊缝值的实测数据输入；

4)标定开始，目标扇形段的四个油缸开始下降到基准面；

5)四个位移传感器的当前值在规定时间内变化量需小于规定值，同时，每个油缸的标定压力也需大于或等于规定值；

6)辊缝控制系统自动将每个油缸内的辊缝控制传感器电压赋值为0V；

7)然后辊缝开始上升，一直上升到辊缝控制系统要求的最大值；

8)最后辊缝再回到当前工艺的目标值；

所述在线标定模式，包括以下步骤：

a)先对连铸机的条件进行确认；

b)输入各扇形段需要进行标定的辊缝值，辊缝控制系统接收数据，并通过计算机计算输入的辊缝值与相应辊缝控制传感器值的对应关系，然后对当前辊缝传感器值进行覆盖；

c)根据当前的辊缝值与当时的目标辊缝值的偏差，自动调整到目标辊缝值。

2.如权利要求1所述的一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，其特征在于：所述连铸机的条件为连铸机液压系统运行是否正常、目标扇形段传感器校正是否处于关闭、目标扇形段辊缝控制模式是否处于非锁定状态下、目标扇形段辊缝控制传感器是否正常、液压压力是否正常状态。

3.如权利要求1所述的一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，其特征在于：所述步骤a)对连铸机的条件进行确认后，还需要进行密码确认。

4.如权利要求1所述的一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，其特征在于：所述步骤b)需要进行标定的辊缝值为在线辊缝仪的测量值。

5.如权利要求1所述的一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，其特征在于：所述步骤5)中每个油缸的标定压力也需大于或等于30吨；

所述步骤5)中四个位移传感器的当前值在规定时间内变化量需小于0.05mm。

6.如权利要求5所述的一种连铸机扇形段辊缝在线双用标定方法，其特征在于：所述步骤5)中每个油缸的标定压力也需大于或等于50吨，

所述步骤5)中四个位移传感器的当前值在规定时间内变化量需小于0.01mm。

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