CN112823966B - 一种连铸中间包快速自动更换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连铸中间包快速自动更换方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：旧中间包终浇；步骤2：新中间包准备；步骤3：中间包互换；步骤4：新中间包开浇；步骤5.中间包快速自动更换流程结束。本技术方案实现了快换中间包从旧中间包终浇，新中间包准备，旧中间包车开走和新中间包就位到新中间包开浇的整个连铸快速更换中间包的自动更换过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种中间包更换方法，具体涉及一种连铸中间包快速自动更换方法，属于钢铁冶金连铸浇注技术领域。
背景技术
在目前的钢铁行业连铸工艺中，在线快速更换中间包已经是非常成熟也广泛应用的技术。快换中间包可以保证连铸工序的连续生产，是连铸工序稳产高产最基本的技术保障。快速更换中间包，就是把已经达到使用寿命的中间包通过中间包车快速开走，同时把预热好达到要求的备用中间包通过中间包车运载到生产位置(浇铸位)，继续发挥中间包的过渡大包到连铸结晶器的钢水，起到稳流，分流，上浮夹杂等重要功能。在这个快速更换中间包的工艺过程中，大部分都是需要人工操作来进行实现这个工艺过程，这也导致了连铸生产岗位不能离开人员，劳动效率提升缓慢的制约因素之一。
目前的中间包快换工艺，大多数都集中在拉速和开浇渣的使用等工艺上，如专利号为CN201610753030的一种钢水连铸过程中快速更换中间包的方法专利，其主要就是，通过在结晶器停浇后快速向结晶器内的钢水液面上铺撒发热型保护渣，其中的铝成分迅速氧化并释放出适量热量，对结晶器内的钢水进行加热保温，有效地阻止了钢水液面因为温降所引起的结壳和坯壳收缩过快，使得新中间包上的浸没式水口可以顺利地插入结晶器内的钢水中，提高了中间包快换的成功率致性。但其中的所有操作和动作都需要人工在现场操作来实现，而其拉速控制和开浇渣使用都是已经普及的工艺方法；专利号为CN201710860081一种提高连铸中间包快换成功率的方法。其公开的一种提高连铸中间包快换成功率的方法，也只要是通过控制温度和拉速来实现中间包快换成功率。而目前连铸工艺来讲，中间包快换成功率已经非常高，不是制约连铸实现智能化和提高连铸工作效率的因素；专利号为CN201810790597的一种连铸机降低拉速提高快换成功率的方法，其主要是采用在更换中间包时降低拉速，延长铸坯通过二冷室的时间，从而增加其冷却强度，在快换拉速回零前铸坯温度更低，以此实现快换拉速回零到再开浇期间，停留在二冷室的铸坯相对形变量更小，保证新中间包开浇时，在当前矫直辊压力下铸坯能正常拉出结晶器，避免矫直裂纹的产生，提高快换开浇的成功率。其同样无法实现在连铸快速更换中间包时候实现自动快速更换。
鉴于目前智能制造的飞速发展和人员劳动效率提升的要求，同时为了减少连铸快换中间包过程中的操作人员工作量和现场操作时间，从本质上提高生产安全。本发明提供了一种连铸中间包快速自动更换的方法，主要通过自动降速、两中包车同时自动走行，计算液位全区间高度实现连铸快换中间包工艺的自动更换，减少现场工人劳动强度，提高劳动效率。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种连铸中间包快速自动更换方法，本技术方案针对快换中包过程的旧中包终浇，铸机停机，新旧中包快速更换，新中包开浇这些快换中间包的工艺过程提供了实现自动化的方法。主要是通过计算结晶器通钢量，关联中间包吨位，按照工艺规范要求来实现铸机的拉速自动降速。同时增加两个中间包自动同向走行功能实现自动换包；关联结晶器液位和板坯长度跟踪值变化计算出结晶器全区间液位高度，从而实现了根据结晶器液位高度的自动停机；最后关联中间包位置、塞棒位置、结晶器钢水液位高度、中间包高度实现自动开浇。本技术方案实现了快换中间包从旧中间包终浇，新中间包准备，旧中间包车开走和新中间包就位到新中间包开浇的整个连铸快速更换中间包的自动更换过程。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种连铸中间包快速自动更换方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：旧中间包终浇；
1.1采集结晶器的宽度、厚度和流数信息以及实时拉速信息；
1.2采集中间包吨位信息T；
1.3采集拉速由正常拉速到0.1m/min-0.4m/min的浇注长度L；
1.4计算按照工艺规范降速到最低拉速的钢水量Q(Q＝结晶器厚度*结晶器宽度*浇注长度L*密度*铸机流数)。该步骤能提前计算出降速时间段所浇注的钢水重量，配合最低中间包钢水重量，就能提前预设降速时间点，从而准确的找到了自动快速自动更换中间包的旧中间包自动降速触发时刻点，为实现自动更换中间包创造了有利条件。
1.5设置工艺规范的最低中间包钢水重量T1；
1.6当中间包吨位T＝Q+T1时，依据通钢量大小开始执行自动降速。依据通钢量7.0吨/min判断是否在降速过程增设0.6m/min拉速时长2min，降速斜率采用0.25m/min2-0.5m/min2。该步骤通过创新判断通钢量的大小来确定是否增设低拉速台阶，解决了浇注旧中间包大通钢量下容易发生的结晶器下渣的重大事故隐患，保证了自动更换中间包的成功率。
1.7持续使用结晶器液位自动控制系统,当中间包吨位下降到T1时，激活结晶器液位控制系统自动关闭信号，同步开始采集结晶器液位H。传统的中间包快换过程，在此步骤时都是采用人工控制结晶器液位。本技术创新持续使用自动液位控制系统，依据设置的T1吨位来触发自动关闭信号，不仅避免了人工控制液位导致的液位波动大，板坯夹渣降级率高的质量隐患，还同时避免了结晶器下渣生产事故不能准确及时发现的重大隐患。
1.8设定结晶器全区间液位高度值H和最低检测液位值H1；
1.9采集结晶器液位高度，当液位高度到达结晶器液位检测装置的最低值H1时，同步采集铸机板坯长度增加值La；目前的结晶器液位检测装置都有一定的准确检测区间，当超过此区间时液位检测准确率会大幅度下降。本技术首次创新提出利用铸机长度跟踪值和液位检测值关联判断结晶器液位高度，从而准确实现了结晶器全区间液位高度值的精确判断，其精确度能达到0.1mm。
1.9当结晶器全区间液位高度值H＝H1+La＝0.5mm时，激活铸机停机信号，铸机停机；自动快速更换中间包，关键工艺就在于旧中间包停机时间的准确触发点难以实现自动判断，国内普遍的都是采用人工观察液位高度值，人工停机来实现。本技术创新设置了全区间液位高度值H，彻底解决了这一自动化实现难点。
步骤2：新中间包准备；
2.1当浇铸位旧中包吨位达到T1时，激活中间包预热停止烘烤信号，停止中间包烘烤并升起烘烤臂到最高位；该步骤技术实现了新中间包的停止烘烤信号触发来自于浇注位的旧中间包吨位，从而创新了新旧中包的互换的触发点，找到了自动快速更换中间包激活时刻点。
2.2当采集到烘烤臂高位信号后，中间包升起到最高位并往浇铸位方向走行到渣盆位；
步骤3：中间包互换；
3.1采集新中间包位置信息(浇铸位、预热位)、旧中间包位置信息(浇铸位。预热位)；
3.2采集结晶器液位控制系统控制信息；
3.3设置一键快换中间包功能激活按钮；
3.3当收到结晶器液位控制关闭信号后，激活一键快换中间包功能，实现浇铸位旧中间包升起到高位并往该车预热位走行，同步新中间包开往浇铸位功能，完成中间包互换；该步骤通过关联浇注位结晶器液位控制信息来触发一键快换中间包，实现了真正意义上的中间包自动更换，改变了连铸工序需要通过人员组织传递信息实现中间包更换的传统工艺。同时由于采用自动更换，中间包更换的停机时间能控制在小于180min，为中间包快速更换成功率的提高创造了很好的条件。
步骤4：新中间包开浇；
4.1采集新中间包位置信息和中间包吨位信息和铸机停机时间信息；
4.2当新中间包浇铸位信号收到后，采集新中间包的液位控制系统信号和中间包吨位信号；
4.3当新中间包液位控制系统确认关闭正常，铸机停机时间小于3min，开始大包钢水注入；此步骤在自动更换中间包，新中间包到位后，创新增设了铸机停机时间的信息采集。通过停机时间信息的采集，避免了长时间停机后新中间包再开浇造成的开浇失败事故，降低了中间包快速更换的事故率。
4.4当新中间包吨位达到工艺规范的开浇吨位后，控制新中间包液位控制系统打开钢水，将钢水注入结晶器，完成新中间包的开浇工艺；
步骤5.中间包快速自动更换流程结束。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，采用该技术方案提供的中间包快速自动更换技术，能实现中间包更换时的安全高效的自动化，同时由于在旧中包降速的时候关联中间包吨位和结晶器通钢量，在避免结晶器下渣的同时最大限度的减少了中间包余钢钢水量。通过创造性的关联结晶器液位和板坯长度跟踪值变化计算出结晶器全区间液位高度，实现了根据结晶器液位高度的自动停机。在试验运行阶段，梅钢炼钢厂采用该方案，实现了快速更换中间包的自动更换，同时旧中间包的余钢量控制在7.5吨左右，比采用该技术方案前降低了17％。由于采用了快速自动更换中间包技术，中间包快换的停机时间能精确控制在小于180min以内，很好的保证了快换的成功率，中间包快换成功率实现了100％。
附图说明
图1为本发明的工艺控制流程图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：一种连铸中间包快速自动更换方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：旧中间包终浇；
1.1采集结晶器的宽度、厚度和流数信息以及实时拉速信息；
1.2采集中间包吨位信息T；
1.3采集拉速由正常拉速到0.1m/min-0.4m/min的浇注长度L；
1.4计算按照工艺规范降速到最低拉速的钢水量Q(Q＝结晶器厚度*结晶器宽度*浇注长度L*密度*铸机流数)。该步骤能提前计算出降速时间段所浇注的钢水重量，配合最低中间包钢水重量，就能提前预设降速时间点，从而准确的找到了自动快速自动更换中间包的旧中间包自动降速触发时刻点，为实现自动更换中间包创造了有利条件。
1.5设置工艺规范的最低中间包钢水重量T1；
1.6当中间包吨位T＝Q+T1时，依据通钢量大小开始执行自动降速。依据通钢量7.0吨/min判断是否在降速过程增设0.6m/min拉速时长2min，降速斜率采用0.25m/min2-0.5m/min2。该步骤通过创新判断通钢量的大小来确定是否增设低拉速台阶，解决了浇注旧中间包大通钢量下容易发生的结晶器下渣的重大事故隐患，保证了自动更换中间包的成功率。
1.7持续使用结晶器液位自动控制系统。当中间包吨位下降到T1时，激活结晶器液位控制系统自动关闭信号，同步开始采集结晶器液位H。传统的中间包快换过程，在此步骤时都是采用人工控制结晶器液位。本技术创新持续使用自动液位控制系统，依据设置的T1吨位来触发自动关闭信号，不仅避免了人工控制液位导致的液位波动大，板坯夹渣降级率高的质量隐患，还同时避免了结晶器下渣生产事故不能准确及时发现的重大隐患。
1.8设定结晶器全区间液位高度值H和最低检测液位值H1；
1.9采集结晶器液位高度，当液位高度到达结晶器液位检测装置的最低值H1时，同步采集铸机板坯长度增加值La；目前的结晶器液位检测装置都有一定的准确检测区间，当超过此区间时液位检测准确率会大幅度下降。本技术首次创新提出利用铸机长度跟踪值和液位检测值关联判断结晶器液位高度，从而准确实现了结晶器全区间液位高度值的精确判断，其精确度能达到0.1mm。
1.9当结晶器全区间液位高度值H＝H1+La＝0.5mm时，激活铸机停机信号，铸机停机；自动快速更换中间包，关键工艺就在于旧中间包停机时间的准确触发点难以实现自动判断，国内普遍的都是采用人工观察液位高度值，人工停机来实现。本技术创新设置了全区间液位高度值H，彻底解决了这一自动化实现难点。
步骤2：新中间包准备；
2.1当浇铸位旧中包吨位达到T1时，激活中间包预热停止烘烤信号，停止中间包烘烤并升起烘烤臂到最高位；该步骤技术实现了新中间包的停止烘烤信号触发来自于浇注位的旧中间包吨位，从而创新了新旧中包的互换的触发点，找到了自动快速更换中间包激活时刻点。
2.2当采集到烘烤臂高位信号后，中间包升起到最高位并往浇铸位方向走行到渣盆位；
步骤3：中间包互换；
3.1采集新中间包位置信息(浇铸位、预热位)、旧中间包位置信息(浇铸位。预热位)；
3.2采集结晶器液位控制系统控制信息；
3.3设置一键快换中间包功能激活按钮；
3.3当收到结晶器液位控制关闭信号后，激活一键快换中间包功能，实现浇铸位旧中间包升起到高位并往该车预热位走行，同步新中间包开往浇铸位功能，完成中间包互换；该步骤通过关联浇注位结晶器液位控制信息来触发一键快换中间包，实现了真正意义上的中间包自动更换，改变了连铸工序需要通过人员组织传递信息实现中间包更换的传统工艺。同时由于采用自动更换，中间包更换的停机时间能控制在小于180min，为中间包快速更换成功率的提高创造了很好的条件。
步骤4：新中间包开浇；
4.1采集新中间包位置信息和中间包吨位信息和铸机停机时间信息；
4.2当新中间包浇铸位信号收到后，采集新中间包的液位控制系统信号和中间包吨位信号；
4.3当新中间包液位控制系统确认关闭正常，铸机停机时间小于3min，开始大包钢水注入；此步骤在自动更换中间包，新中间包到位后，创新增设了铸机停机时间的信息采集。通过停机时间信息的采集，避免了长时间停机后新中间包再开浇造成的开浇失败事故，降低了中间包快速更换的事故率。
4.4当新中间包吨位达到工艺规范的开浇吨位后，控制新中间包液位控制系统打开钢水，将钢水注入结晶器，完成新中间包的开浇工艺；
步骤5.中间包快速自动更换流程结束。
应用实施例，参见图1，
某钢厂要进行中间包快换，其结晶器液位采用塞棒控流系统，铸机有2个流(2个结晶器)，工艺规范最低拉速为0.4m/min；铸机从正常拉速0.8/min到0.4m/min的浇注长度为1.5m；要求中间包最低中间包钢水量为7.5吨；，结晶器液位最低检测高度为0.76m；步骤1.旧中间包终浇
1.1采集结晶器宽度为1.2m、厚度为0.23m，流数信息为2以及实时拉速为0.8/min；
1.2采集中间包吨位信息T；
1.3采集拉速由正常拉速到工艺规范的铸机最低拉速的浇注长度L为1.5m；
1.4计算按照工艺规范降速到最低拉速的钢水量Q(Q＝结晶器厚度*结晶器宽度*浇注长度L*密度*铸机流数)，Q＝0.23*1.2*1.5*7.8*2＝11吨；
1.5设置工艺规范的最低中间包钢水重量T1为7.5吨；
1.6当中间包吨位T＝Q+T1，即T＝7.5+11＝18.5吨时，开始执行自动降速；
1.7持续使用结晶器液位自动控制系统。当中间包吨位下降到T1(7.5吨)时，激活结晶器液位控制系统自动关闭信号，同步开始采集结晶器液位H；
1.8设置结晶器全区间液位高度值H和最低检测液位值H1；
1.9采集结晶器液位高度，当液位高度到达结晶器液位检测装置的最低值H1(0.76m)时，同步采集铸机板坯长度增加值La；
1.9当结晶器全区间液位高度值H＝H1+La＝0.5mm时，激活铸机停机信号，铸机停机；
步骤2.新中间包准备；
2.1当浇铸位旧中包吨位达到T1(7.5吨)时，激活中间包预热停止烘烤信号，停止中间包烘烤并升起烘烤臂到最高位；
2.2当采集到烘烤臂高位信号后，中间包升起到最高位并往浇铸位方向走行到渣盆位；
步骤3.中间包互换；
3.1采集新中间包位置信息(浇铸位、预热位)、旧中间包位置信息(浇铸位。预热位)；
3.2采集结晶器液位控制系统控制信息；
3.3设置一键快换中间包功能激活按钮；
3.3当收到结晶器液位控制关闭信号后，激活一键快换中间包功能，实现浇铸位旧中间包升起到高位并往该车预热位走行，同步新中间包开往浇铸位功能，完成中间包互换；
步骤4.新中间包开浇；
4.1采集新中间包位置信息和中间包吨位信息和铸机停机时间信息，停机时间为150秒；
4.2当新中间包浇铸位信号收到后，采集新中间包的液位控制系统信号和中间包吨位信号；
4.3当新中间包液位控制系统确认关闭正常后，大包钢水注入；
4.4当新中间包吨位达到工艺规范的开浇吨位(20吨)后，控制新中间包液位控制系统打开钢水，将钢水注入结晶器，完成新中间包的开浇工艺；
步骤5.中间包快速自动更换流程结束。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (4)
1.一种连铸中间包快速自动更换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：旧中间包终浇；
步骤2：新中间包准备；
步骤3：中间包互换；
步骤4：新中间包开浇；
步骤5：中间包快速自动更换流程结束；
所述步骤1：旧中间包终浇，具体如下：
1.1采集结晶器的宽度、厚度和流数信息以及实时拉速信息；
1.2采集中间包吨位信息T；
1.3采集拉速由正常拉速到0.1m/min-0.4m/min的浇注长度L；
1.4计算按照工艺规范降速到最低拉速的钢水量Q，Q=结晶器厚度*结晶器宽度*浇注长度L*密度*铸机流数；
1.5设置工艺规范的最低中间包钢水重量T1；
1.6当中间包吨位T=Q+T1时，依据通钢量大小开始执行自动降速，依据通钢量7.0吨/min判断是否在降速过程增设0.6m/min拉速时长2min，降速斜率采用0.25m/min2-0.5m/min2；
1.7持续使用结晶器液位自动控制系统；当中间包吨位下降到T1时，激活结晶器液位控制系统自动关闭信号，同步开始采集结晶器液位；
1.8设定结晶器全区间液位高度值H和最低检测液位值H1；其中结晶器全区间液位高度值H为结晶器内钢水液面高度距离结晶器上口的值，最低检测液位值H1为结晶器总长度减去结晶器液位检测装置最低值；
1.9采集结晶器液位高度，当液位高度到达最低检测液位值H1时，同步采集铸机板坯长度增加值La；当结晶器全区间液位高度值H=H1+La=0.5m时，激活铸机停机信号，铸机停机。
2.根据权利要求1所述的连铸中间包快速自动更换方法，其特征在于，所述步骤2：新中间包准备，具体如下：
2.1当浇铸位旧中包吨位达到T1时，激活中间包预热停止烘烤信号，停止中间包烘烤并升起烘烤臂到最高位；
2.2当采集到烘烤臂高位信号后，中间包升起到最高位并往浇铸位方向走行到渣盆位。
3.根据权利要求2所述的连铸中间包快速自动更换方法，其特征在于，所述步骤3：中间包互换，具体如下：
3.1采集浇铸位、预热位的新中间包位置信息及浇铸位、预热位的旧中间包位置信息；
3.2采集结晶器液位控制系统控制信息；
3.3设置一键快换中间包功能激活按钮；
3.3当收到结晶器液位控制关闭信号后，激活一键快换中间包功能，实现浇铸位旧中间包升起到高位并往该预热位走行，同步新中间包开往浇铸位功能，完成中间包互换。
4.根据权利要求2所述的连铸中间包快速自动更换方法，其特征在于，所述步骤4：新中间包开浇，具体如下：
4.1采集新中间包位置信息和中间包吨位信息和铸机停机时间信息；
4.2当新中间包浇铸位信号收到后，采集新中间包的液位控制系统信号和中间包吨位信号；
4.3当新中间包液位控制系统确认关闭正常，铸机停机时间小于3min，开始大包钢水注入；
4.4当新中间包吨位达到工艺规范的开浇吨位后，控制新中间包液位控制系统打开钢水，将钢水注入结晶器，完成新中间包的开浇工艺。
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