CN114309520A - 一种钢水液面稳定性监控的反馈方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢水液面稳定性监控的反馈方法，在连铸机上的结晶器四个方向的铜板上均安装多根光纤线段，用以测量所述结晶器内钢水液面位置的温度信号，根据测得温度信号的波动，计算出钢水液面的波动。本发明钢水液面稳定性监控的反馈方法，可广泛使用于连续铸钢中生产的工序，为提高液面高度的准确率，提高检测效率特点，并及时跟进反馈相液面实际高度，匹配塞棒控流系统，达到稳定监控的目的。

Description

一种钢水液面稳定性监控的反馈方法

技术领域

本发明涉及连铸生产技术，更具体地说，涉及一种钢水液面稳定性监控的反馈方法。

背景技术

在连铸生产过程中，常规的技术手段是采用电磁涡流的两个探头，装在结晶器铜板上方，电磁感应的信号发出后，根据不同钢水液面高度的反馈电压的不同，给出液面的高度。由于为了计算的准确，采用两个涡流探头信号，测定平均值的方法。其探头装在靠近铜板中央距离水口较近的地方。

而实际过程钢水液面在窄面两侧，如果发生液面上下震荡性的波动，由于采用平均值，一个向上、一个向下，有可能给出液面平稳的计算结果。也就是说，目前的技术水平不能反映真实的钢水液面高度。

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钢水液面稳定性监控的反馈方法，以解决现有技术水平不能反映真实的钢水液面高度的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢水液面稳定性监控的反馈方法，在连铸机上的结晶器四个方向的铜板上均安装多根光纤线段，用以测量所述结晶器内钢水液面位置的温度信号，根据测得温度信号的波动，计算出钢水液面的波动。

较佳的，所述反馈方法具体包括以下步骤：

1)在所述结晶器四个方向的铜板，即为两个宽面和两个窄面上均安装多根光纤线段；

2)在所述光纤线段上进行光刻；

3)根据所述结晶器内钢水液面位置的温度信息，给出当前整个弯月面位置液面波动的实际情况；

4)计算所述整个弯月面位置温度的液面高度实际值；

5)根据所述液面高度实际值与液面高度设定值进行比对计算；

6)根据步骤5)的计算结果，反馈给塞棒控流系统；

7)所述塞棒控流系统给出塞棒开度的指令。

较佳的，所述步骤1)中，所述光纤线段的数量，根据所述铜板的宽度和厚度确定。多安装几根可以较好的反映温度区间。

较佳的，所述步骤2)中，所述光刻有10个格栅，所述格栅之间的距离为5mm，也就是最小5mm刻一个。刻蚀个数，可以多刻几个，但是不建议太密集，一是成本高，二是温度反映过于密集，不利用数据的收集分析。

较佳的，所述步骤3)中，给出当前整个弯月面位置液面波动的实际情况包括根据第三个格栅的光纤信息和最低层格栅的光纤信息，计算两个光纤信息的温差，即Ta3-Ta10＝ΔT，从a3到a10，高度位置差L＝La10-La3，计算单位温度下的温度差值：ΔL/ΔT。

较佳的，所述步骤4)中，计算所述整个弯月面位置温度的液面高度实际值包括在第三个格栅a4的液面位置处，该处温度信息前后的间隔10毫秒，以及该处的高度位置，加上温度差值之比ΔL/ΔT，进行液面高度的实际值估算：

Ha4+ΔTa4*ΔL/ΔT。

由于一个点所测量的高度信息不准确，可以根据步骤3)计算几个点的值，求和平均。Ha4是光纤线段第四个格栅温度测定所在的位置，一般可以将在生产液面设定为此高度。由于结晶器液面高度的变化，根据前后10毫秒温度变化和结晶器内温度分布，可以计算该液面高度的实际值。

较佳的，所述步骤7)中，所述塞棒控流系统给出塞棒开度的指令采用高频变化，循环控制，具体包括以下循环控制：

判断所述液面高度实际值与液面高度设定值是否相符，若是，则维持塞棒开度不动，若否，再判断所述液面高度实际值是否大于液面高度设定值，若是，则关闭塞棒开度10％；

然后继续判断所述液面高度实际值与液面高度设定值是否相符，若是，则维持塞棒开度不动，若否，则打开塞棒开度10％。

由于塞棒是高频响应系统，一旦液面有不符合情况出现就进行响应。所以根据前面温度信号，可以快速反映出液面高度信息，可以准确控制液面。

本发明所提供的一种钢水液面稳定性监控的反馈方法，可广泛使用于连续铸钢中生产的工序，为提高液面高度的准确率，提高检测效率特点，并及时跟进反馈相液面实际高度，匹配塞棒控流系统，达到稳定监控的目的。

附图说明

图1是本发明反馈方法的流程示意图；

图2是本发明反馈方法的步骤1)中光纤线段的示意图；

图3是本发明反馈方法的步骤3)中所显示的结晶器第三根温度信号的示意图；

图4是本发明反馈方法的步骤3)中所显示的结晶器第十根温度信号的示意图；

图5是本发明反馈方法的步骤7)中塞棒控流系统给出塞棒开度指令的循环示意图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

本发明所提供的一种钢水液面稳定性监控的反馈方法，在连铸机上的结晶器四个方向的铜板上均安装多根光纤线段，用以测量结晶器内钢水液面位置的温度信号，根据测得温度信号的波动，从而计算出钢水液面的波动。

请结合图1所示，本发明反馈方法具体包括以下步骤：

1)在炼钢厂区内，再在结晶器四个方向的铜板，即为两个宽面和两个窄面，每侧均安装多根光纤线段。其中，在宽面上安装4根光纤线段，在窄面上安装2根光纤线段。如图2所示，每根光纤线段的高度为800mm(具体高度可以安装结晶器的铜板实际高度-100mm计算)；

2)在每根光纤线段上刻蚀10处格栅，以反馈温度信号。其中，第四根(见图1中光纤线段上的P4点)温度信号，安装在结晶器内钢水液面高度位置；

3)从第三根温度信号(如图3所示)和第十根温度信号(如图4所示)，给出的温度沿着高度方向的分布，给出距离和温度信号的波动一次性线性函数。利用得到的Xmm/d℃，给出温度波动和液面高度的匹配关系；

其中，在某日00：00时刻，P3点温度为110℃，P10点温度为65℃，温差为110℃-65℃＝45℃。P3点和P10点再结合图1所对应的值可知293-32＝161mm，则单位距离上温差为161/45＝3.5°，所以从此项可知，液面处的温度波动在1℃时，液面高度的实际波动为3.5mm；

4)根据两个宽面和两个窄面，一共8个温度液面温度信号，以及步骤3)中X值进行数学拟合整个弯月面的实际液面高度信号。将步骤4)中计算结果3.5mm代入8个温度信息，以10m/秒为一个单位，给出液面高度的变化值；

5)根据液面高度实际值与液面高度设定值进行比对计算；

6)根据步骤5)的计算结果，反馈给塞棒控流系统；

7)塞棒控流系统给出塞棒开度的指令。

请结合图5所示，在步骤7)中，塞棒控流系统给出塞棒开度的指令采用高频变化，循环控制，具体包括以下循环控制：

判断液面高度实际值与液面高度设定值是否相符，若是，则维持塞棒开度不动，若否，再判断液面高度实际值是否大于液面高度设定值，若是，则关闭塞棒开度10％；

然后继续判断液面高度实际值与液面高度设定值是否相符，若是，则维持塞棒开度不动，若否，则打开塞棒开度10％。

由于塞棒是高频响应系统，一旦液面有不符合情况出现就进行响应。所以根据前面温度信号，可以快速反映出液面高度信息，可以准确控制液面。

综上所述，通过本发明上述技术方案及实施例所描述的钢水液面稳定性监控的反馈方法以及上述步骤，能够较好的达到监控钢水液面稳定性的目的。

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 (7)

1.一种钢水液面稳定性监控的反馈方法，其特征在于：在连铸机上的结晶器四个方向的铜板上均安装多根光纤线段，用以测量所述结晶器内钢水液面位置的温度信号，根据测得温度信号的波动，计算出钢水液面的波动。

2.如权利要求1所述的钢水液面稳定性监控的反馈方法，其特征在于：所述反馈方法具体包括以下步骤：

1)在所述结晶器四个方向的铜板，即为两个宽面和两个窄面上均安装多根光纤线段；

2)在所述光纤线段上进行光刻；

3)根据所述结晶器内钢水液面位置的温度信息，给出当前整个弯月面位置液面波动的实际情况；

4)计算所述整个弯月面位置温度的液面高度实际值；

5)根据所述液面高度实际值与液面高度设定值进行比对计算；

6)根据步骤5)的计算结果，反馈给塞棒控流系统；

7)所述塞棒控流系统给出塞棒开度的指令。

3.如权利要求2所述的钢水液面稳定性监控的反馈方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述光纤线段的数量，根据所述铜板的宽度和厚度确定。

4.如权利要求2所述的钢水液面稳定性监控的反馈方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述光刻有10个格栅，所述格栅之间的距离为5mm。

5.如权利要求4所述的钢水液面稳定性监控的反馈方法，其特征在于：所述步骤3)中，给出当前整个弯月面位置液面波动的实际情况包括根据第三个格栅的光纤信息和最低层格栅的光纤信息，计算两个光纤信息的温差，即Ta3-Ta10＝ΔT，从a3到a10，高度位置差L＝La10-La3，计算单位温度下的温度差值：ΔL/ΔT。

6.如权利要求5所述的钢水液面稳定性监控的反馈方法，其特征在于：所述步骤4)中，计算所述整个弯月面位置温度的液面高度实际值包括在第三个格栅a4的液面位置处，该处温度信息前后间隔10毫秒，以及该处的高度位置，加上温度差值之比ΔL/ΔT，进行液面高度的实际值估算：

Ha4+ΔTa4*ΔL/ΔT。

7.如权利要求6所述的钢水液面稳定性监控的反馈方法，其特征在于，所述步骤7)中，所述塞棒控流系统给出塞棒开度的指令采用高频变化，循环控制，具体包括以下循环控制：

判断所述液面高度实际值与液面高度设定值是否相符，若是，则维持塞棒开度不动，若否，再判断所述液面高度实际值是否大于液面高度设定值，若是，则关闭塞棒开度10％；

然后继续判断所述液面高度实际值与液面高度设定值是否相符，若是，则维持塞棒开度不动，若否，则打开塞棒开度10％。

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