CN116727628A - 一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法、装置及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法、装置、电子装置及存储介质。该结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法包括：获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号，计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值，计算实际液位信号的标准差值，判断均方根值与标准差值之间的差值是否大于预设值，若是，则执行抑制消除措施。本申请解决了现有技术中无法准确判断结晶器浸入式水口是否堵塞的问题，从而提高了浸入式水口的使用寿命，改善了铸坯的生产质量。
Description
技术领域
本申请涉及钢铁连铸技术领域，尤其涉及一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法、装置、电子装置及存储介质。
背景技术
连铸技术的进步对钢铁制造业的飞速发展具有重大的贡献。连铸生产的主要设备是钢包、中间包与结晶器等，其中结晶器是一个强制水冷的无底铜锭模，是连铸设备的心脏，其主要作用是作为液态钢水形成一定厚度坯壳的铸坯，结晶器通过水冷铜壁对从水口连续注入其内的高温钢水快速而均匀地冷却，使连铸坯在出结晶器时形成具有一定厚度的初生坯壳，完成一次冷却过程。一次冷却后，铸坯芯部仍存在钢液，需通过二次冷却，拉坯、矫直等工序，最终完成铸坯的生产。
在浇注过程中，钢水通过水口壁时会首先与耐材发生化学反应，致使水口表面粗糙，然后脱氧过程产生的脱氧产物和浇注过程产生的二次氧化产物一旦通过中间包进入塞棒和浸入式水口，在流体动力学条件和固液界面的物理和化学作用下，会吸附和富集在塞棒头和水口内腔，最终形成“结瘤”造成水口堵塞或流动不畅。当流动不畅引起结晶器钢液浮动的卷渣，铸坯皮下非金属夹杂物的含量显著增加，从而最终影响产品的表面品质，严重时会造成铸坯纵裂漏钢、或夹杂漏钢的恶性事故，而当发生水口堵塞造成断流时，则造成生产中断，企业生产带来严重经济损失。
目前而言，针对水口堵塞，主要通过操作人员现场根据塞棒的升高情况来粗略判断，当操作人员经验不足时，往往无法准确判断水口是否堵塞，导致水口的使用寿命过短，同时影响铸坯质量。
发明内容
本申请的目的是：提供一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法、装置、电子装置及存储介质，以解决现有技术中无法准确判断结晶器浸入式水口是否堵塞的问题。
为了达到上述目的，本申请第一方面提供一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法，包括：
获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号；
计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值；
计算实际液位信号的标准差值；
判断均方根值与标准差值之间的差值是否大于预设值；
若是，则执行抑制消除措施。
优选地，计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值，包括：
根据公式(1)计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值：
其中，RMSE(X,h)代表均方根值，m代表采样次数，h(xi)代表第i次采样的实际液位信号，yi代表第i次采样的目标液位信号。
优选地，计算实际液位信号的标准差值，包括：
根据公式(2)计算实际液位信号的标准差值：
其中，SD代表标准差值，avg(xi)代表实际液位信号的均值。
优选地，执行抑制消除措施，包括：
调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，以使浸入式水口的钢水流量产生脉动式变化。
优选地，调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，包括：
周期性同步调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速。
本申请第二方面提供一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除装置，包括：
信号获取模块，用于获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号；
第一计算模块，用于计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值；
第二计算模块，用于计算实际液位信号的标准差值；
差值判断模块，用于判断均方根值与标准差值之间的差值是否大于预设值；
措施执行模块，用于在差值大于预设值时执行抑制消除措施。
优选地，第一计算模块具体用于，根据公式(1)计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值：
其中，RMSE(X,h)代表均方根值，m代表采样次数，h(xi)代表第i次采样的实际液位信号，yi代表第i次采样的目标液位信号。
优选地，第二计算模块具体用于，根据公式(2)计算实际液位信号的标准差值：
其中，SD代表标准差值，avg(xi)代表实际液位信号的均值。
本申请第三方面提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被配置为执行计算机程序时实现上述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法的步骤。
本申请第四方面提供一种存储介质，存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法的步骤。
本申请至少具有以下有益效果：
本申请通过获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号，并计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值，以及计算实际液位信号的标准差值，然后判断均方根值与标准差值之间的差值是否大于预设值，当该差值大于预设值时，则执行抑制消除措施，解决了现有技术中无法准确判断结晶器浸入式水口是否堵塞的问题，从而提高了浸入式水口的使用寿命，改善了铸坯的生产质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中结晶器浸入式水口堵塞抑制消除装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
本申请实施例提供一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法。请参阅图1，图1是本申请实施例中所提供的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法的流程示意图。该结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法可以包括以下步骤：
S110、获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号。
本申请实施例中，可以在结晶器内安装液位传感器，通过液位传感器实时检测结晶器中钢水的液位高度，控制器获取当前采样时间内液位传感器检测到的实际液位信号。可以理解的是，在当前采样时间内可以获取多组采样数据。
S120、计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值。
本申请实施例中，均方根是一种常用的测量数据之间差异的量度，可以反映当前采样时间内多组实际液位信号采样数据与目标液位信号之间的差异。其中，目标液位可以由操作人员根据实际经验预先设定。
S130、计算实际液位信号的标准差值。
本申请实施例中，标准差一种概率论和统计方差中衡量随机变量或一组数据时离散程度的度量，可以反映当前采样时间内多组实际液位信号采样数据的离散程度。
S140、判断均方根值与标准差值之间的差值是否大于预设值，若是，则执行步骤S150。
本申请实施例中，均方根值与标准差值之间的差值可以反映当前采样时间内结晶器中钢水的液面波动情况，将该差值与预设值进行比较，即可精准判断结晶器浸入式水口是否堵塞。其中，该预设值可以由操作人员根据实际经验预先设定。
S150、执行抑制消除措施。
本申请实施例中，当上述差值大于预设值时，表明结晶器中钢水的液面波动情况出现异常，也即结晶器浸入式水口出现堵塞，此时执行抑制消除措施，及时抑制消除浸入式水口流动性波动及堵塞问题。实践证明，采用该方法，可以将水口的使用周期由原来的1.5-2小时提高至3-4小时，减少了浸入式水口的消耗量，同时避免水口堵塞，大大减少了水口絮流对结晶器液位波动的影响，特别是工艺要求严格的特种钢液面控制转成手动拉钢及自动控制时液位波动超过目标液位±3mm，则生产钢坯甩废回炉重炼，大大提高铸坯的合格率。
以上可知，本申请实施例提供的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法，通过获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号，并计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值，以及计算实际液位信号的标准差值，然后判断均方根值与标准差值之间的差值是否大于预设值，当该差值大于预设值时，则执行抑制消除措施，解决了现有技术中无法准确判断结晶器浸入式水口是否堵塞的问题，从而提高了浸入式水口的使用寿命，改善了铸坯的生产质量。
进一步地，上述实施例中，步骤S120中计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值，可以包括：
根据公式(1)计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值：
其中，RMSE(X,h)代表均方根值，m代表采样次数，h(xi)代表第i次采样的实际液位信号，yi代表第i次采样的目标液位信号。
更进一步地，上述实施例中，步骤S130中计算实际液位信号的标准差值，可以包括：
根据公式(2)计算实际液位信号的标准差值：
其中，SD代表标准差值，avg(xi)代表实际液位信号的均值。
可选的，上述实施例中，步骤S150中执行抑制消除措施，可以包括：
调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，以使浸入式水口的钢水流量产生脉动式变化。
本申请实施例中，在连铸生产过程中，中间包是关键的过渡设备，其依靠包塞棒来控制钢水通过浸入式水口流入结晶器，通过调节包塞棒的开口度，可以改变通过浸入式水口流入结晶器中钢水的流量。同时，钢水经过结晶器一次冷却后，需要通过拉矫机进行二次冷却，进行拉胚、矫直等工序，通过调节拉矫机的拉速，可以改变结晶器中钢水的拉出量。因此，当结晶器浸入式水口出现堵塞时，控制器可以输出控制指令，调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，使浸入式水口的钢水流量产生脉动式变化，通过脉动式刚流对浸入式水口附着堵塞物产生强大的冲击，从而通畅浸入式水口。可以理解的是，为了顺利通畅浸入式水口，可以启动多轮水口脉动式冲击，通过浸入式水口中的钢流周期性多次大小变换冲击浸入式水口内壁附着的絮流物中固态氧化物杂质。
进一步地，上述实施例中，调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，具体可以包括：
周期性同步调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速。
本申请实施例中，在启动浸入式水口脉动式冲击时，通过周期性同步调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，可以使结晶器内的钢水流入量和拉出量同步周期性变化，从而保证结晶器中钢水的实际液面恒定，避免产生漏溢事故。
需要说明的是，在实际的浸入式水口堵塞抑制消除过程中，当浸入式水口堵塞物消除通畅后，判断出上述均方根值与标准差值的差值不大于预设值时，则退出浸入式水口堵塞抑制消除。
本申请实施例还提供一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除装置。请参阅图2，图2为本申请实施例中结晶器浸入式水口堵塞抑制消除装置的结构示意图。该结晶器浸入式水口堵塞抑制消除装置可以包括：
信号获取模块210，用于获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号；
第一计算模块220，用于计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值；
第二计算模块230，用于计算实际液位信号的标准差值；
差值判断模块240，用于判断均方根值与标准差值之间的差值是否大于预设值；
措施执行模块250，用于在差值大于预设值时执行抑制消除措施。
可选的，上述实施例中，第一计算模块220具体用于，根据公式(1)计算实际液位信号与目标液位信号的均方根值：
其中，RMSE(X,h)代表均方根值，m代表采样次数，h(xi)代表第i次采样的实际液位信号，yi代表第i次采样的目标液位信号。
进一步地，上述实施例中，第二计算模块230具体用于，根据公式(2)计算实际液位信号的标准差值：
其中，SD代表标准差值，avg(xi)代表实际液位信号的均值。
可选的，上述实施例中，措施执行模块250执行抑制消除措施，可以包括：
调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，以使浸入式水口的钢水流量产生脉动式变化。
进一步地，上述实施例中，措施执行模块250调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，可以包括：
周期性同步调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速。
需要说明的是，上述实施例提供的装置在执行相关操作时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用时，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将终端的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的装置与上述实施例中的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被配置为执行计算机程序时实现上述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法的步骤。
在示例性实施例中，处理器可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，ProgrammableLogicDevice)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，ComplexProgrammableLogicDevice)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-ProgrammableGateArray)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，MicroControllerUnit)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行前述方法。
可以理解，本申请实施例的存储器可以是易失性存储器或者非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，ReadOnlyMemory)、可编程只读存储器(PROM，ProgrammableRead-OnlyMemory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，ErasableProgrammableRead-OnlyMemory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagneticrandomaccessmemory)、快闪存储器(FlashMemory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，CompactDiscRead-OnlyMemory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，StaticRandomAccessMemory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，SynchronousStaticRandomAccessMemory)、动态随机存取存储器(DRAM，DynamicRandomAccessMemory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamicRandomAccessMemory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，DoubleDataRateSynchronousDynamicRandomAccessMemory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，EnhancedSynchronousDynamicRandomAccessMemory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLinkDynamicRandomAccessMemory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，DirectRambusRandomAccessMemory)。本申请实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一个实施例中，本申请还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法的步骤。
可以理解，本申请实施例的计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。
本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。本申请要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法，其特征在于，包括：
获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号；
计算所述实际液位信号与目标液位信号的均方根值；
计算所述实际液位信号的标准差值；
判断所述均方根值与所述标准差值之间的差值是否大于预设值；
若是，则执行抑制消除措施。
2.根据权利要求1所述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法，其特征在于，所述计算所述实际液位信号与目标液位信号的均方根值，包括：
根据公式(1)计算所述实际液位信号与目标液位信号的均方根值：
其中，RMSE(X,h)代表所述均方根值，m代表采样次数，h(xi)代表第i次采样的实际液位信号，yi代表第i次采样的目标液位信号。
3.根据权利要求2所述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法，其特征在于，所述计算所述实际液位信号的标准差值，包括：
根据公式(2)计算所述实际液位信号的标准差值：
其中，SD代表所述标准差值，avg(xi)代表实际液位信号的均值。
4.根据权利要求1所述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法，其特征在于，所述执行抑制消除措施，包括：
调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，以使浸入式水口的钢水流量产生脉动式变化。
5.根据权利要求4所述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法，其特征在于，所述调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速，包括：
周期性同步调节包塞棒的开口度和拉矫机的拉速。
6.一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除装置，其特征在于，包括：
信号获取模块，用于获取当前采样时间内结晶器中钢水的实际液位信号；
第一计算模块，用于计算所述实际液位信号与目标液位信号的均方根值；
第二计算模块，用于计算所述实际液位信号的标准差值；
差值判断模块，用于判断所述均方根值与所述标准差值之间的差值是否大于预设值；
措施执行模块，用于在所述差值大于所述预设值时执行抑制消除措施。
7.根据权利要求6所述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除装置，其特征在于，所述第一计算模块具体用于，根据公式(1)计算所述实际液位信号与目标液位信号的均方根值：
其中，RMSE(X,h)代表所述均方根值，m代表采样次数，h(xi)代表第i次采样的实际液位信号，yi代表第i次采样的目标液位信号。
8.根据权利要求7所述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除装置，其特征在于，所述第二计算模块具体用于，根据公式(2)计算所述实际液位信号的标准差值：
其中，SD代表所述标准差值，avg(xi)代表实际液位信号的均值。
9.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被配置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至5中任一项所述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被配置为运行时以执行权利要求1至5中任一项所述的结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310721367.1A CN116727628A (zh) | 2023-06-16 | 2023-06-16 | 一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法、装置及电子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310721367.1A CN116727628A (zh) | 2023-06-16 | 2023-06-16 | 一种结晶器浸入式水口堵塞抑制消除方法、装置及电子装置 |
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| CN116727628A true CN116727628A (zh) | 2023-09-12 |
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Family Applications (1)
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2023
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