CN112077273B - 一种拉速变动的板坯质量判定评价系统及方法 - Google Patents

一种拉速变动的板坯质量判定评价系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种拉速变动的板坯质量评价方法，该方法具体包括如下步骤：S1、采集铸坯的实际拉速曲线及连铸过程中浇铸长度曲线；S2、基于铸坯产出事件信号，确定铸坯生产起始时间至结束时间内的拉速曲线Ⅰ；S3、基于拉速曲线Ⅰ生成该铸坯的拉速变动风险总系数Nm。采集的铸坯的拉速曲线能快速、准确的匹配到铸坯上；铸坯下线后10分钟内相关风险系数(拉速变动量风险系数、拉速变动次数风险系数)、铸坯总拉速变动风险系数计算完成并显示，质量人员根据拉速变动总风险系数进行处置，极大的提高了实时性和准确性。

Description

一种拉速变动的板坯质量判定评价系统及方法
技术领域
本发明属于连铸技术领域，更具体地，本发明涉及一种拉速变动的板坯质量判定评价系统及方法。
背景技术
连铸过程结晶器保护渣“卷渣”主要发生在所谓的“非稳定态浇铸”时期：开浇阶段、停浇阶段、水口堵塞、漏钢报警、结晶器调宽阶段、前工序时间节点不匹配、设备故障等。在“非稳定态浇铸”时期，拉速变化较大，结晶器内钢水的正常流动状态受到扰乱，液面波动较大，保护渣可能被卷入钢水内，被坯壳捕捉成为钢中非金属夹杂物，最终导致冷轧成品表面缺陷。
目前，各钢铁厂对于拉速变化时浇铸的铸坯，通常采用降级或报废的策略,但是在实施过程中存在以下问题：(1)人工统计拉速发生变动的铸坯经常会发生“漏判”或“错判”的问题。
发明内容
本发明提供了拉速变动的板坯质量判定评价系统，旨在改善上述问题。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种拉速变动的板坯质量评价系统，所述系统包括：
一级PLC控制器，连铸二级系统，一级PLC控制器、连铸二级系统与数采服务器通讯连接，数采服务器与QMS管理应用平台通讯连接，QMS管理应用平台与连铸二级系统；
一级PLC控制器：采集铸坯的实际拉速曲线及连铸过程中浇铸长度曲线；连铸二级系统：确定当前铸坯的起始位置及结束位置；
数采服务器：确定铸坯生产起始时间及结束时间内的拉速曲线Ⅰ，基于拉速曲线数据获取请求将拉速曲线Ⅰ发送至QMS管理应用平台；
QMS管理应用平台：基于铸坯产出信号向数采服务器发送拉速曲线数据获取请求，接收当前铸坯的拉速曲线Ⅰ，基于拉速曲线Ⅰ自动生成该铸坯的拉速变动风险总系数Nm，并在显示器显示。
进一步的，拉速曲线Ⅰ的确定方法具体如下：
确认铸坯的起始位置及结束位置；
将铸坯的起始位置和结束位置对应到浇铸长度上，以确定铸坯生产的起始时间和结束时间；
基于铸坯生产的起始时间和结束时间来截取相应时间段内的拉速曲线Ⅰ。
进一步的，拉速变动风险总系数Nm为拉速变动量风险系数N1及拉速变动次数风险系数N2之和；拉速变动量每变化0.1m/min，拉速变动量风险系数N1变化0.2；拉速变动次数每变动一次，拉速变动次数风险系数变化0.1。
本发明是这样实现的，一种的拉速变动的板坯质量评价方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、采集铸坯的实际拉速曲线及连铸过程中浇铸长度曲线；
S2、基于铸坯产出事件信号，确定当前铸坯生产起始时间至结束时间内的拉速曲线Ⅰ；
S3、基于拉速曲线Ⅰ生成该铸坯的拉速变动风险总系数Nm。
进一步的，拉速曲线Ⅰ确定方法具体如下：
S21、确认铸坯的起始位置及结束位置；
S22、将铸坯的起始位置和结束位置对应到浇铸长度上，以确定铸坯生产的起始时间和结束时间；
S23、基于铸坯生产的起始时间和结束时间来截取相应时间段内的拉速曲线Ⅰ。
进一步的，拉速变动风险总系数Nm为拉速变动量风险系数N1及拉速变动次数风险系数N2之和；
拉速变动量每变化0.1m/min，拉速变动量风险系数N1变化0.2；拉速变动次数每变动一次，拉速变动次数风险系数变化0.1。
进一步的，在步骤S3之后还包括：
S4、基于铸坯的速变动风险总系数Nm确定铸坯做出相应的处理，包括：铸坯放行，铸坯扒皮及铸坯降级。
进一步的，所述步骤S4具体包括如下步骤：
检测拉速变动风险总系数Nm是否低于阈值Y1；若检测结果为是，则认定铸坯质量合格，铸坯放行，若检测结果为否，则进一步判断速变动风险总系数Nm是否大于阈值Y2，若大于阈值Y2，则将该铸坯进行降级，若小于阈值Y2，则对该铸坯进行扒皮。
本发明提供的拉速变动的板坯质量评价方法具有如下有益技术效果：1)采集的铸坯的拉速曲线能快速、准确的匹配到铸坯上；2)铸坯下线后10分钟内相关风险系数(拉速变动量风险系数、拉速变动次数风险系数)、铸坯总拉速变动风险系数计算完成并显示，质量人员根据拉速变动总风险系数进行处置，极大的提高了实时性和准确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的拉速变动的板坯质量评价系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的拉速变动的板坯质量评价方法流程图；
图3为本发明实施例提供的基于拉速变动风险总系数Nm的铸坯质量评价流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明实施例提供的拉速变动的板坯质量评价系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
该系统包括：
一级PLC控制器，连铸二级系统，一级PLC控制器、连铸二级系统与数采服务器通讯连接，数采服务器与QMS管理应用平台通讯连接，QMS管理应用平台与连铸二级系统；
一级PLC控制器：采集铸坯的实际拉速曲线及连铸过程中浇铸长度曲线；拉速曲线为铸坯拉速随时间的变化曲线，浇铸长度曲线为铸坯位置随时间的变化曲线；
连铸二级系统：确定当前铸坯的起始位置及结束位置，当前铸坯的起始位置为上一铸坯的结束位置，当前铸坯的结束位置基于铸坯的设定长度来获取。
数采服务器：确定铸坯生产起始时间至结束时间内的拉速曲线Ⅰ，基于拉速曲线数据获取请求将拉速曲线Ⅰ发送至QMS管理应用平台；
在本发明实施例中，拉速曲线Ⅰ的确定方法具体如下：
确认铸坯的起始位置及结束位置；将铸坯的起始位置和结束位置对应到浇铸长度上，以确定铸坯生产的起始时间和结束时间；基于铸坯生产的起始时间和结束时间来截取相应时间段内的拉速曲线Ⅰ。
连铸二级系统：铸坯切割触发铸坯产出信号，并发送至QMS管理应用平台；
QMS管理应用平台：基于铸坯产出信号向数采服务器发送拉速曲线数据获取请求，接收当前铸坯的拉速曲线Ⅰ，基于拉速曲线Ⅰ自从生成该铸坯的拉速变动风险总系数Nm，并发送至显示器进行显示。
在本发明实施例中，拉速变动风险总系数Nm用于评价铸坯质量，拉速变动风险总系数Nm值越小，铸坯质量越佳，反之，铸坯质量越差，拉速变动风险总系数Nm为拉速变动量风险系数N1及拉速变动次数风险系数N2之和；
拉速变动量每变化0.1m/min，拉速变动量风险系数N1变化0.2；拉速变动次数每变动一次，拉速变动次数风险系数变化0.1；
其中，拉速变动量风险系数N1的范围为0～4，拉速变动次数风险系数N2的范围为0～2，铸坯拉速变动总系数Nm的范围为0～6，阈值Y1的范围为0.6～2，阈值Y2的范围为2～6。
在本发明实施例中，拉速变动量为拉速曲线Ⅰ中的最大拉速差值，即拉速曲线Ⅰ中的拉速最大值f(x)max与拉速最小值f(x)min的差值{f(x)max-f(x)min}，即为该铸坯的拉速变动量；
拉速变动次数为拉速升高和拉速降低的次数之和，即为该铸坯的拉速变动次数，其获取方法具体如下：计算拉速曲线Ⅰ的后一时刻与前一时刻拉速差值，形成拉速递差曲线y＝f'(x)，对拉速递差曲线f'(x)进行检测，若连续n1个点大于X1至出现小于X1的点记拉速变升高一次；连续n2个点小于X2至出现大于X2的点记拉速降低一次，X1的范围为0.01～0.10m.min-2，X2的范围为-0.10～-0.01m.min-2，n1的范围为3-8，n2的范围为3-8。
图2为本发明实施例提供的拉速变动的板坯质量评价方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、采集铸坯的实际拉速曲线及连铸过程中浇铸长度曲线；拉速曲线为铸坯拉速随时间的变化曲线，浇铸长度曲线为铸坯位置随时间的变化曲线；
S2、基于铸坯产出事件信号，确定铸坯生产起始时间至结束时间内的拉速曲线Ⅰ，其确定方法具体如下：
S21、确认铸坯的起始位置及结束位置，当前铸坯的起始位置为上一铸坯的结束部位置，当前铸坯的结束位置基于铸坯的设定长度来获取；
S22、将铸坯的起始位置和结束位置对应到浇铸长度上，以确定铸坯生产的起始时间和结束时间；
S23、基于铸坯生产的起始时间和结束时间来截取相应时间段内的拉速曲线Ⅰ。
S3、基于拉速曲线Ⅰ生成该铸坯的拉速变动风险总系数Nm，拉速变动风险总系数Nm用于评价铸坯质量，拉速变动风险总系数Nm值越小，铸坯质量越佳，反之，铸坯质量越差。
在本发明实施例中，拉速变动风险总系数Nm为拉速变动量风险系数N1及拉速变动次数风险系数N2之和，拉速变动量每变化0.1m/min，拉速变动量风险系数N1变化0.2；拉速变动次数每变动一次，拉速变动次数风险系数变化0.1；其中，拉速变动量风险系数N1的范围为0～4，拉速变动次数风险系数N2的范围为0～2，铸坯拉速变动总系数Nm的范围为0～6，阈值Y1的范围为0.6～2，阈值Y2的范围为2～6。
在本发明实施例中，拉速变动量为拉速曲线Ⅰ中的最大拉速差值，即拉速曲线Ⅰ中的拉速最大值f(x)max与拉速最小值f(x)min的差值(f(x)max-f(x)min)，即为该铸坯的拉速变动量；
拉速变动次数为拉速升高和拉速降低的次数之和，即为该铸坯的拉速变动次数，其获取方法具体如下：计算拉速曲线Ⅰ的后一时刻与前一时刻拉速差值，形成拉速递差曲线y＝f'(x)，对拉速递差曲线f'(x)进行检测，若连续n1个点大于X1至出现小于X1的点记拉速变升高一次；连续n2个点小于X2至出现大于X2的点记拉速降低一次，X1的范围为0.01～0.10m.min-2，X2的范围为-0.10～-0.01m.min-2，n1的范围为3-8，n2的范围为3-8。
在本发明实施例中，在步骤S3之后还包括：
S4、基于铸坯的速变动风险总系数Nm确定铸坯做出相应的处理，包括：铸坯放行，铸坯扒皮及铸坯降级。
在本发明实施例中，检测拉速变动风险总系数Nm是否低于阈值Y1，若检测结果为是，则认定铸坯质量合格，铸坯放行，若检测结果为否，则进一步判断速变动风险总系数Nm是否大于阈值Y2，若大于阈值Y2，则将该铸坯进行降级，若小于阈值Y2，则对该铸坯进行扒皮，其处理流程如图3所示。
本发明提供的拉速变动的板坯质量评价方法具有如下有益技术效果：1)采集的铸坯的拉速曲线能快速、准确的匹配到铸坯上；2)铸坯下线后10分钟内相关风险系数(拉速变动量风险系数、拉速变动次数风险系数)、铸坯总拉速变动风险系数计算完成并显示，质量人员根据拉速变动总风险系数进行处置，极大的提高了实时性和准确性。
以铸坯1910717921为例进行说明：铸坯切割完成后，连铸二级系统收到铸坯相关信息，并通讯给QMS管理应用平台，同时触发QMS管理应用平台向数采服务器请求铸坯曲线，QMS管理应用平台收到数采服务器的实际拉速曲线后，在QMS管理应用平台显示，且通过质量因子设定的规则计算出当前铸坯拉速变动量为1.058m/min,相应风险系数为2.116；拉速变动量变动次数为7次，相应风险系数为0.7；铸坯拉速变动总风险系数为2.816，需要降级处理。从铸坯产出到质量因子完成计算共耗时7min。本实施例在某板坯连铸机生产运行，实现了趋线监控向数字统计的转变，使指标量化更加直观。通过快速、准确、多维度评价板坯的拉速变动情况，给后续的质量偏差(铸坯扒皮、铸坯降级)处理提供量化数据支持，减少冷轧成品卷表面缺陷。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种拉速变动的板坯质量评价系统，其特征在于，所述系统包括：
一级PLC控制器，连铸二级系统，一级PLC控制器、连铸二级系统与数采服务器通讯连接，数采服务器与QMS管理应用平台通讯连接，QMS管理应用平台与连铸二级系统通讯连接；
一级PLC控制器：采集铸坯的实际拉速曲线及连铸过程中浇铸长度曲线；连铸二级系统：确定当前铸坯的起始位置及结束位置；
数采服务器：确定铸坯生产起始时间及结束时间内的拉速曲线Ⅰ，基于拉速曲线数据获取请求将拉速曲线Ⅰ发送至QMS管理应用平台；
QMS管理应用平台：基于铸坯产出信号向数采服务器发送拉速曲线数据获取请求，接收当前铸坯的拉速曲线Ⅰ，基于拉速曲线Ⅰ自动生成该铸坯的拉速变动风险总系数Nm，并在显示器显示；
拉速曲线Ⅰ的确定方法具体如下：
确认铸坯的起始位置及结束位置；
将铸坯的起始位置和结束位置对应到浇铸长度上，以确定铸坯生产的起始时间和结束时间；
基于铸坯生产的起始时间和结束时间来截取相应时间段内的拉速曲线Ⅰ；
拉速变动风险总系数Nm为拉速变动量风险系数N1及拉速变动次数风险系数N2之和；拉速变动量每变化0.1m/min，拉速变动量风险系数N1变化0.2；拉速变动次数每变动一次，拉速变动次数风险系数变化0.1。
2.一种基于权利要求1所述拉速变动的板坯质量评价系统的拉速变动的板坯质量评价方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、采集铸坯的实际拉速曲线及连铸过程中浇铸长度曲线；
S2、基于铸坯产出事件信号，确定当前铸坯生产起始时间至结束时间内的拉速曲线Ⅰ；
S3、基于拉速曲线I生成该铸坯的拉速变动风险总系数Nm；
拉速曲线Ⅰ确定方法具体如下：
S21、确认铸坯的起始位置及结束位置；
S22、将铸坯的起始位置和结束位置对应到浇铸长度上，以确定铸坯生产的起始时间和结束时间；
S23、基于铸坯生产的起始时间和结束时间来截取相应时间段内的拉速曲线Ⅰ；
拉速变动风险总系数Nm为拉速变动量风险系数N1及拉速变动次数风险系数N2之和；
拉速变动量每变化0.1m/min，拉速变动量风险系数N1变化0.2；拉速变动次数每变动一次，拉速变动次数风险系数变化0.1。
3.如权利要求2所述拉速变动的板坯质量评价方法，其特征在于，在步骤S3之后还包括：
S4、基于铸坯的速变动风险总系数Nm确定铸坯做出相应的处理，包括：铸坯放行，铸坯扒皮及铸坯降级。
4.如权利要求3所述拉速变动的板坯质量评价方法，其特征在于，步骤S4具体包括如下步骤：
检测拉速变动风险总系数Nm是否低于阈值Y1；若检测结果为是，则认定铸坯质量合格，铸坯放行，若检测结果为否，则进一步判断速变动风险总系数Nm是否大于阈值Y2，若大于阈值Y2，则将该铸坯进行降级，若小于阈值Y2，则对该铸坯进行扒皮。
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