CN112024837B - 一种连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，包括压力检测，流量检测，功率检测，板坯辅助检测等步骤。发明提供的连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，远程进行喷嘴压力、喷嘴流量、拉矫电机功率等条件进行检测，及板坯表面质量的辅助判断来在线实时远程智能判定喷嘴是否堵塞及堵塞程度，不需要添加任何设备，不需要连铸机停止生产，在连铸机生产过程中在线实时判定喷嘴是否堵塞及堵塞程度，在线、实时、无成本，简单、智能、高效，准确率更高、成本更低、也更易操作。

Description

一种连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法
技术领域
本发明涉及一种连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，属于冶金技术领域。
背景技术
炼钢连铸是钢水由液态向固态转化的重要工序，其中扇形段冷却技术是确保产品质量的重要保证，每个 扇形段上分布着很多喷嘴，喷嘴是否堵塞直接关系到铸坯的冷却效果，铸坯冷却不均匀会造成铸坯表面质量缺陷从而影响产品质量和连铸生产。扇形段上的喷嘴在冷却铸坯过程中由于水质影响和高温结垢以及水中所含泥沙油污杂质等因素容易造成堵塞，目前国内外钢厂检测喷嘴堵塞的方法都是传统人工模式，只能在停浇后通过人眼结合手电筒的方式查看喷嘴状况，采用这种方法不仅工人的劳动强度大，环境恶劣，极易造成安全事故，而且需要的时间长；喷嘴堵塞误检率和漏检率偏高，无法保证检查的准确性，因此不适合现代化先进的大型钢厂快节奏，高品质生产的管理要求。防止喷嘴堵塞，保证连铸二冷均匀性、稳定性成为连铸冶金工作者努力的方向，而如何实时在线远程智能判定连铸扇形段喷嘴是否发生堵塞是目前尚未解决的技术难题。
发明内容
本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种能够实时在线远程判定连铸扇形段喷嘴是否发生堵塞的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，包括如下步骤：
（1）压力检测：测量实际水压力PW实，并与理论水压力PW理进行比较，
若PW实>PW理+α，则表明喷嘴堵塞；
若PW实< PW理-α，则表明连接喷嘴的水管泄漏；
其中，α为误差值；
理论水压力Pw理的计算方法如下：Pw理=K1 *Qw n+K2*Pa；
式中，Qw是喷嘴流量，K1是喷嘴流量Qw的修正系数；Pa是喷嘴空气压力，K2是喷嘴空气压力Pa的修正系数；n是指数系数；
（2）流量检测：测量喷嘴流量测量值，并与喷嘴流量设定值进行比较，两者之差小于误差值β，表明流量测量值正确．喷嘴未堵塞；其中，误差值β=喷嘴流量设定值*20%；
（3）功率检测：测量连铸机拉矫电机实际功率N测，并与理论功率计算值Ngi比较，如果电机实际功率N测比理论功率计算值Ngi大，则说明喷嘴堵塞；
其中，功率理论计算值计算方法如下：
计算驱动辊处的鼓肚力，Pi=S*pi；式中，Pi为第i个驱动辊处的鼓肚力，pi是第i个驱动辊处的钢水静压力；S-钢水静压力的作用面积；
计算鼓肚允许的拉坯力，Fi=μ1*Pi；式中，Fi为第i个驱动辊处鼓肚允许的拉坯力；μ1为高温铸坯与驱动辊间的摩擦系数；
则每个扇形段驱动辊鼓肚力允许的理论电机功率计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；式中，Vmax为连铸机驱动辊的最大线速度，η为传动系统效率；
（4）板坯辅助判断：若连铸机所生产的板坯表面出现板坯表面凹坑或/和皮下裂纹质量缺陷，则表明该缺陷对应位置的二冷喷嘴发生堵塞。
上述方案进一步的改进在于：所述步骤（3）中，所述μ1为0.3到0.332。
上述方案进一步的改进在于：所述步骤（3）中，所述η为0.85到0.9。
上述方案进一步的改进在于：所述步骤（1）中，所述 n取0.5到0.7。
本发明提供的连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，远程进行喷嘴压力、喷嘴流量、拉矫电机功率等条件进行检测，及板坯表面质量的辅助判断来在线实时远程智能判定喷嘴是否堵塞及堵塞程度，不需要添加任何设备，不需要连铸机停止生产，在连铸机生产过程中在线实时判定喷嘴是否堵塞及堵塞程度，在线、实时、无成本，简单、智能、高效，准确率更高、成本更低、也更易操作。
具体实施方式
实施例
本实施例的连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，包括如下步骤：
（1）压力检测：测量实际水压力PW实，并与理论水压力PW理进行比较，
若PW实>PW理+α，则表明喷嘴堵塞；
若PW实< PW理-α，则表明连接喷嘴的水管泄漏；
其中，α为误差值；α取值为0.1到0.3Mpa
理论水压力Pw理的计算方法如下：Pw理=K1 *Qw n+K2*Pa；
式中，Qw是喷嘴流量，K1是喷嘴流量Qw的修正系数；Pa是喷嘴空气压力，K2是喷嘴空气压力Pa的修正系数；n是指数系数；n取值为0.5到0.7；
（2）流量检测：测量喷嘴流量测量值，并与喷嘴流量设定值进行比较，两者之差小于误差值β，表明流量测量值正确．喷嘴未堵塞；其中，误差值β=喷嘴流量设定值*20%；
（3）功率检测：连铸机拉矫电机实际功率的值受铸坯的热状态（板坯鼓肚大小）影响较大，正常情况下，板坯鼓肚力的大小基本上是恒定的，用鼓肚力计算得到的拉矫电机理论功率也基本上是恒定的，二者应基本吻合；如果电机的实际功率比理论计算值大，说明喷嘴堵塞，板坯有更大鼓肚（非正常鼓肚）。
因此，测量连铸机拉矫电机实际功率N测，并与理论功率计算值Ngi比较，如果电机实际功率N测比理论功率计算值Ngi大，则说明喷嘴堵塞；
其中，功率理论计算值计算方法如下：
计算驱动辊处的鼓肚力，Pi=S*pi；式中，Pi为第i个驱动辊处的鼓肚力，pi是第i个驱动辊处的钢水静压力；S-钢水静压力的作用面积；
计算鼓肚允许的拉坯力，Fi=μ1*Pi；式中，Fi为第i个驱动辊处鼓肚允许的拉坯力；μ1为高温铸坯与驱动辊间的摩擦系数；μ1取值为0.3到0.332；
则每个扇形段驱动辊鼓肚力允许的理论电机功率计算公式为：
Figure 704617DEST_PATH_IMAGE002
；式中，Vmax为连铸机驱动辊的最大线速度，η为传动系统效率；η取值为0.85到0.9；
（4）板坯辅助判断：若连铸机所生产的板坯表面出现板坯表面凹坑或/和皮下裂纹质量缺陷，则表明该缺陷对应位置的二冷喷嘴发生堵塞。
上述4个判定条件判定过程之间是相互关联，互为因果，一脉相承的。连铸二冷水喷嘴堵塞必然导致管路里→冷却水水流阻力增大→冷却水压力增大→冷却水流量减小；反之，连铸二冷水喷嘴脱落（或泄露）必然导致管路里→冷却水水流阻力减小→冷却水压力减小→冷却水流量增大。喷嘴冷却水流量的增大或减小必然导致→铸坯冷却不均匀→板坯坯壳厚薄不均匀→铸机拉坯阻力随之变化（坯壳越厚，拉坯阻力越大；坯壳越薄，拉坯阻力越小）→拉矫机电机功率随之变化（拉坯阻力大，功率大；拉坯阻力小，功率小）；同时喷嘴冷却水堵塞必然导致铸坯和铸机设备冷却不足：铸坯冷却不足会导致未完全凝固的坯壳鼓肚，使板坯皮下柱状晶晶间开裂，产生皮下裂纹；铸机设备冷却不足会导致连铸辊表面积渣，从而造成板坯表面凹坑缺陷。
通过上述方法，可以在线实时远程智能诊断连铸机二冷水喷嘴的堵塞状态，准确率100%。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)压力检测：测量实际水压力PW实，并与理论水压力PW理进行比较，
若PW实>PW理+α，则表明喷嘴堵塞；
若PW实<PW理-α，则表明连接喷嘴的水管泄漏；
其中，α为误差值；
理论水压力Pw理的计算方法如下：Pw理＝K1*Qwn+K2*Pa；
式中，Qw是喷嘴流量，K1是喷嘴流量Qw的修正系数；Pa是喷嘴空气压力，K2是喷嘴空气压力Pa的修正系数；n是指数系数；
(2)流量检测：测量喷嘴流量得到流量测量值，并与喷嘴流量设定值进行比较，两者之差小于误差值β，表明流量测量值正确，喷嘴未堵塞；其中，误差值β＝喷嘴流量设定值*20％；
(3)功率检测：测量连铸机拉矫电机实际功率N测，并与理论功率计算值Ngi比较，如果电机实际功率N测比理论功率计算值Ngi大，则说明喷嘴堵塞；
其中，理论功率计算值计算方法如下：
计算驱动辊处的鼓肚力，Pi＝S*pi；式中，Pi为第i个驱动辊处的鼓肚力，pi是第i个驱动辊处的钢水静压力；S为钢水静压力的作用面积；
计算鼓肚允许的拉坯力，Fi＝μ1*Pi；式中，Fi为第i个驱动辊处鼓肚允许的拉坯力；μ1为高温铸坯与驱动辊间的摩擦系数；
则每个扇形段驱动辊鼓肚力允许的理论功率计算值的计算公式为：
Figure FDA0003204403520000011
式中，Vmax为连铸机驱动辊的最大线速度，η为传动系统效率；
(4)板坯辅助判断：若连铸机所生产的板坯表面出现板坯表面凹坑或/和皮下裂纹质量缺陷，则表明该缺陷对应位置的喷嘴发生堵塞。
2.根据权利要求1所述的连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述α为0.1到0.3Mpa。
3.根据权利要求1所述的连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述μ1为0.3到0.332。
4.根据权利要求1所述的连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述η为0.85到0.9。
5.根据权利要求1所述的连铸板坯喷嘴堵塞的实时诊断方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述n取0.5到0.7。
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