CN117324567A - 一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法及系统。本方法首先获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数；当各项工艺条件参数满足预设条件并收到冲棒操作指令时，停止调渣线功能，并根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；最后当铸流浇注长度满足预设要求时，开启自动冲棒及优化切割动作。本申请能在连铸浇注现场无人值守的情况下，发生塞棒或者水口絮流而影响正常钢流时，根据系统指令能快速完成自动冲棒，精准定位异常坯区域并能根据定尺长度优化切割。

Description

一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法及系统

技术领域

本发明涉及连铸生产技术领域，特别涉及一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法及系统。

背景技术

冲棒操作是指的在正常生产过程中，由于各种原因导致塞棒头或浸入式水口内壁上粘附的大块絮状物，造成进入结晶器内的钢流受阻而满足不了连铸的通钢量需求，致使结晶器液面持续下降，只能通过快速降低拉速来维持生产。如不能及时发现和快速处理絮流异常，轻则会造成铸坯质量缺陷，严重的甚至会发生重大生产事故，比如漏钢事故等。为了解决塞棒和水口的絮流问题，需要及时进行冲棒操作，通过塞棒的快速抬起和压下，一方面促使钢流快速冲刷浸入式水口的内壁，迫使水口内壁粘附的絮状物掉入结晶器内，打通浸入式水口的钢流通道。另一方面通过塞棒头和上水口的挤压，促使塞棒头上粘附的絮状物脱落，确保正常的钢流通道。这个异常的操作在连铸生产工艺中称之为“冲棒”。

异常长度是指在整个冲棒过程中会造成结晶器内容流场紊乱，尤其会引起弯月面的剧烈波动，极易造成卷渣现象，从而形成铸坯的加渣缺陷；同时液面的剧烈翻动会破坏保护渣的三层结构，影响坯壳的润滑和冷却均匀，从而会导致铸坯表面裂纹等缺陷；再则由于大块絮状物脱落，容易状物吸附在坯壳上，从而形成铸坯皮下或内部夹杂缺陷。此部分异常铸坯长度是需要被切除，如果异常长度不能精确定位，则会导致缺陷坯未切割干净或者正常坯被切除。

切割优化指的是自动准精确切除由于冲棒操作造成的异常长度坯，而不影响正常铸坯定尺的长度。

在目前全球推行智能制造的时候，连铸无人自动浇钢技术也在大力推行。现场操作人员正在逐步减少甚至出现局部时间没有操作人员在生产现场，又甚至某些危险岗位长时间无人值守的情况。如果发生塞棒或者水口絮流而导致钢流异常，需要进行快速冲棒操作时，人员不能及时到位，则会由于处置的不及时或者处置不当造成事故的扩大化，导致铸坯夹杂、裂纹等质量缺陷增加，严重的会发生漏钢事故，每次漏钢事故的损失在30-40万之间；同时通过人工来判断异常坯的长度和切割位置，容易造成多切或者少切，从而降低连铸的合格率和收得率。这也是连铸迟迟不能实现无人浇钢的一种制约因素。

发明内容

基于此，本申请实施例提供了一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法及系统，旨在连铸浇注现场无人值守的情况下，发生塞棒或者水口絮流而影响正常钢流时，根据系统指令能快速完成自动冲棒，精准定位异常坯区域并能根据定尺长度优化切割。从而解决了连铸浇注现场无人值守时需要进行快速冲棒而得不到及时处置，造成事故扩大化的隐患，同时也解决了异常坯长度的自动识别和自动优化切割，从而大幅度降低板坯质量缺陷，减少板坯切割浪费，从而提高连铸的合格率和收得率。

第一方面，提供了一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，该方法包括：

获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数；其中，所述工艺条件参数至少包括铸机工作模式参数、塞棒控制模式、氩气控制模式、结晶器内钢水高度实时参数、结晶器内液位控制模式；

当各项工艺条件参数满足预设条件并收到冲棒操作指令时，停止调渣线功能，并根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；

当铸流浇注长度满足预设要求时，开启自动冲棒及优化切割动作。

可选地，冲棒程序具体包括：

拉速按照冲棒降速曲线开始自动降速；

采集铸流浇注长度，当采集铸流浇注长度满足预设条件时，断开塞棒和液位连锁控制；并标记正常坯切割点，停止自动加渣操作，设置氩气为异常模式；

采集当时塞棒位置P1，延时t1塞棒以设定的压力快速关闭，塞棒的关闭压力为系统设定关棒压力；

设置Px为冲棒过程打开的塞棒开度补充值，延时t2塞棒快速打开至P1+Px；其中，Px为现场检测值；

延时t3塞棒以设定的压力快速关闭，塞棒的关闭压力为系统设定关棒压力；

设置N为冲棒设定次数，当N满足设定次数时；

延时t2，塞棒打开至(P1-P0)位置，其中，P0为现场检测值；

采集铸流浇注长度L，设置L4为预设切废长度；

将氩气调整为正常模式，启动加渣操作，注流切废标记点。

采集结晶器液位H，设置结晶器工艺液位最小H1,最大H2；

当H在H1和H2之间时，关联二级拉速控制，并启动结晶器液位自动控制功能；

采集当前拉速V，启动冲棒升速曲线，升速速率为a2；

当拉速V＝＝V1后，延时t4启动调渣线功能；

自动冲棒及优化切割程序结束。

可选地，当各项工艺条件参数满足预设条件包括，

当获取到铸机工作模式为“浇注”模式，塞棒控制模式为“自动”模式，氩气控制方式为“远程”，结晶器内钢水高度参数在预设工艺范围内以及结晶器内液位控制模式为“自动”方式。

可选地，根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；包括：

采集连铸拉速V，设置当前拉速为V1＝V，设置冲棒操作的最大工艺拉速V0；根据V1和V0的大小关系对应调用冲棒降速曲线，并计算得到降速曲线中浇铸长度值Lss；

采集激活程序时从切割位置到弯月面铸流长度Lx、铸坯定尺长度L0，并设置k为铸坯长度收缩系数，计算铸流段不足定尺部分的长度L1；

并根据所述长度L1确定启动降速程序前铸流段所需浇注的铸流不足定尺部分的长度L3；

采集当前铸流浇注长度L，设置激活程序时铸流累计浇注长度L2，并确定当前铸流浇注长度L是否大于L2与L3之和。

可选地，当铸流浇注长度满足预设要求具体包括：

当前铸流浇注长度L大于L2与L3之和。

可选地，根据V1和V0的大小关系对应调用冲棒降速曲线，并计算得到降速曲线中浇铸长度值Lss，包括：

当V1≥V0时，设置降速速率a1、降速前稳定浇注时间Δt1、降速后稳定时间Δt2，通过第一公式计算降速曲线中浇铸长度值Lss；其中，第一公式具体包括：

Lss＝V0*Δt2+V1*Δt1+(V1^2-V0^2)/(2*a1)。

可选地，根据V1和V0的大小关系对应调用冲棒降速曲线，并计算得到降速曲线中浇铸长度值Lss，包括：

当V1＜V0时，设置冲棒的拉速为V1、降速前稳定浇注时间Δt1、降速后稳定时间Δt2＝0，通过第二公式计算降速曲线中浇铸长度值Lss；其中，第二公式具体包括：

Lss＝V1*Δt1。

可选地，当各项工艺条件参数不满足预设条件或未收到冲棒操作指令时，所述方法还包括：重新获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数。

可选地，连铸机状态包括“维修”、“准备”、“保持”、“浇注”、“尾坯”。

第二方面，提供了一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理系统，该系统包括：

获取模块，用于获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数；其中，所述工艺条件参数至少包括铸机工作模式参数、塞棒控制模式、氩气控制模式、结晶器内钢水高度实时参数、结晶器内液位控制模式；

判断模块，当各项工艺条件参数满足预设条件并收到冲棒操作指令时，停止调渣线功能，并根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；

处理模块，当铸流浇注长度满足预设要求时，开启自动冲棒及优化切割动作。

本申请实施例提供的技术方案中首先获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数；当各项工艺条件参数满足预设条件并收到冲棒操作指令时，根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；最后当铸流浇注长度满足预设要求时，开启自动冲棒及优化切割动作。可以看出，本发明在推行连铸无人自动浇钢技术发挥重要作用。本方案实施后，冲棒整个流程和优化切割得到有效的自动处置，包括冲棒动作的前后升降速等。现场操作人员正在逐步减少甚至出现局部时间没有操作人员在生产现场的情况下，极大的减少因冲棒操作延误或者操作不当导致的重大生产和质量事故；由于冲棒操作导致铸坯夹杂裂纹等质量缺陷明显减少、切割量从原来的1m缩短至0.5m，提高了连铸合格率和金属收得率；连铸的标准化操作水平得到了显著的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本申请实施例提供的一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法流程图；

图2为本申请实施例连铸生产工艺条件收集监控、连铸生产工艺数据处理的示意图；

图3为本申请实施例自动冲棒动作的示意图；

图4为本申请实施例冲棒速度曲线的示意图。

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，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处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。

在本发明的描述中，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。

在目前全球推行智能制造的时候，连铸无人自动浇钢也在大力推行。现场操作人员正在逐步减少甚至出现局部时间没有操作人员在生产现场。如果发生急需冲棒操作，人员不能及时到位，则会由于处置的不及时和处置不当造成事故的扩大化。这也是连铸迟迟不能实现无人浇钢的一种制约因素。

对于现有连铸冲棒操作及异常长度识别，常规做法是通过人工观察和处置，这种方式虽然能在一定程度上解决冲棒操作以及异常长度的识别和切割优化的问题，但是也存在诸多弊端。首先是人工冲棒由于存在人工观察和操作把握的标准不一致，从而造成铸坯异常区域的长度和位置不一致；其次是冲棒之后再进行异常标定的时候，由于个体差异存在异常标定过长或过短的情况，从而导致正常坯被切废或铸坯质量问题；再则，冲棒操作过程中，由于操作失误导致生产和质量事故也时有发生。

在当前连铸浇钢时，常规做法是通过人工观察和处置，这种方式虽然能在一定程度上解决水口和塞棒絮流故障带来的一系列问题，但是也存在诸多弊端。首先是发生异常之后，存在人工观察疏忽和操作滞后性，容易导致异常造成的损失扩大化和严重化，这在生产过程中也时有发生。其次，现场浇钢环境恶劣，属于高温、高噪音、高粉尘区域，长时间值守岗位会对每位中间包操作工身体造成一定程度的伤害。再则，如果不能解决水口和塞棒絮流异常的自动识别和处置，那么无法实现连铸无人浇钢技术。

针对上述情况，急需开发一种连铸冲棒操作及异常长度精确识别和切割优化的自动处置技术。旨在连铸浇注现场无人值守的情况下，发生需要进行冲棒操作时能实现自动快速正确处置。从而解决了连铸浇注现场无人值守时需要冲棒操作而得不到正确快速处置，造成事故扩大化的隐患。基于连铸生产工艺自动化控制技术并结合现场操作经验，构思如下：收到冲棒指令后，跟踪铸流长度，调用冲棒速度曲线，计算切割标注位和冲棒动作位，自动处理与冲棒操作相关的所有工艺参数，从而实现冲棒动作和优化切割的快速自动处置。具体地，请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：

步骤101，获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数。

其中，工艺条件参数至少包括铸机工作模式参数、塞棒控制模式、氩气控制模式、结晶器内钢水高度实时参数、结晶器内液位控制模式。

在本步骤中主要实现了连铸生产工艺条件收集及监控，具体地：

步骤101中所述的收集生产工艺条件相关数据，包括采集铸机工作模式参数；采集塞棒控制模式；采集氩气控制模式；采集结晶器内钢水高度实时参数；采集结晶器内液位控制模式。当采集到的铸机工作模式为“浇注”模式，塞棒控制模式为“自动”，氩气控制方式为“远程”，结晶器内钢水高度参数在工艺范围内，结晶器内液位控制模式为“自动”方式，以上条件都满足时，则转入步骤102，否则继续进行铸机生产状态收集和自动监控。

步骤102，当各项工艺条件参数满足预设条件并收到冲棒操作指令时，停止调渣线功能，根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求。

在本步骤中主要是连铸生产工艺数据处理，具体包括了：

(1)判断是否收到冲棒操作指令，如果是进入下一步，否则返回步骤101。

(2)停止调渣线功能。

(3)采集连铸拉速V，设置当前拉速为V1＝V，设置冲棒操作的最大工艺拉速V0；判断V1≥V0？V0一般取值为0.5-0.8m/min。如果是进入第(4)步，否则进入第(5)步。

(4)调用冲棒降速曲线，设置降速速率a1,a1取值范围为0.2-1.2m/min²；降速前稳定浇注时间Δt1，Δt1一般取值0.2-0.8min；降速后稳定时间Δt2，Δt2一般取值0.5-2min；设置降速曲线中浇铸长度值Lss，计算Lss。

Lss＝V0*Δt2+V1*Δt1+(V1^2-V0^2)/(2*a1)

(5)调用冲棒降速曲线，此种情况下，冲棒前的拉速为V1，降速前稳定浇注时间Δt1，Δt1一般取值0.2-0.8min，降速后稳定时间Δt2＝0，设置降速曲线中浇铸长度值Lss，计算Lss。

Lss＝V1*Δt1

(6)采集激活程序时从切割位置到弯月面铸流长度Lx，采集铸坯定尺长度L0；设置k为铸坯长度收缩系数，此系数一般取值为1.011-1.018，设置激活程序后铸流段(从切割位置到弯月面)不足定尺部分的长度L1,计算L1。

L1＝Mod(Lx,k*L0)

(7)设置启动降速程序前铸流段(从切割位置到弯月面)所需浇注的铸流不足定尺部分的长度L3,计算L3。

L3＝k*L0-mod(L1+Lss,k*L0)

(8)采集铸流浇注长度L，设置激活程序时铸流累计浇注长度L2；判断L≥L2+L3，如果是则进入步骤103，否则继续等待。

如图2，给出了步骤101及步骤102的连铸生产工艺条件收集监控、连铸生产工艺数据处理的示意图。

步骤103，当铸流浇注长度满足预设要求时，启动冲棒程序。

在本步骤中主要是自动冲棒动作程序，如图3，给出了自动冲棒动作的示意图，具体包括了：

(1)输出语音提醒，冲棒动作程序已经启动。

(2)同时，拉速按照冲棒降速曲线开始自动降速。

(3)采集铸流浇注长度L，判断L≥L2+L3+Lss，如果是进入下一步，否则继续等待。

(4)断开塞棒和液位连锁控制；标记正常坯切割点；停止自动加渣操作；氩气为异常模式。

(5)采集当时塞棒位置P1，延时t1塞棒以设定的压力快速关闭，t1可取值1-3s,塞棒的关闭压力为系统设定关棒压力。

(6)设n为计时器，n＝1。

(7)设置Px为冲棒过程打开的塞棒开度补充值，延时t2塞棒快速打开至P1+Px；t2可取值1-3s，Px为现场检测值，此数值一般为4-10mm。

(8)延时t3塞棒以设定的压力快速关闭,t3可取值1-3s，塞棒的关闭压力为系统设定关棒压力。

(9)n＝＝n+1。

(10)设置N为冲棒设定次数，一般取值为2-5次，判断N＝n，如果是真则进入下一步，否则返回至第(7)步。

(11)延时t2，塞棒打开至(P1-P0)位置，P0为现场检测值，此数值一般为5-12mm。

(12)采集铸流浇注长度L，设置L4为预设切废长度，一般取值0-1m；判断L＝＝Lss+L2+L3+L4？如果是真则进入下一步，否则继续等待。

(13)氩气调整为正常模式，启动加渣操作，注流切废标记点。

(14)采集结晶器液位H，设置结晶器工艺液位最小H1,最大H2，H1一般取值为700-750mm，H2一般取值为820-870mm；判断H1≤H≤H2？如果为真则进入下一步，如果为否则输出报警，提醒人工介入。

(15)当H在H1和H2之间时，关联二级拉速控制；启动结晶器液位自动控制功能。

(16)采集拉速V，启动冲棒升速曲线，升速速率为a2，常规取值为0.1-0.5m/min2。

(17)当拉速V＝＝V1后,延时t4启动调渣线功能，t4一般取值为30-90s。

(18)自动冲棒及优化切割程序结束。

下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细地描述。

1、连铸相关生产工艺条件

1.1本实例中连铸机状态有“维修”、“准备”、“保持”、“浇注”、“尾坯”5种工作模式，其中“浇注”模式为正常工作模式；

1.2塞棒控制方式有“自动”、“手动”两种控制模式，其中“自动”模式为正常控制模式；

1.3氩气控制模式有“远程”、“就地”两种控制模式，其中“远程”模式为自动控制模式；

1.4结晶器液位高度控制方式有“全自动”、“半自动”、“手动”三种控制模式，其中“全自动”模式为正常控制模式；

1.5工艺设定的冲棒操作的最高拉速V0＝0.7m/min；

1.6工艺设定的最低结晶器内钢水液位高度为H1＝730mm，最高液位为H2＝850mm；

2、一种连铸冲棒操作及异常长度精确识别和切割优化的自动处置方法，其包括第一阶段的连铸生产工艺条件收集及监控部分，第二阶段的连铸生产工艺数据处理以及第三阶段的自动冲棒动作程序三大部分。其特征在于,方法包括以下步骤：

2.1连铸生产工艺条件收集及监控阶段

(1)采集连铸机工作模式参数，确认实际为“浇注”模式；

(2)采集塞棒的控制模式，确认为“自动”模式；

(3)采集氩气的控制模式，确认为“远程”模式；

(4)采集结晶器内液位控制模式，确认实际为“全自动”控制模式；

(5)采集结晶器内钢水高度实时参数，确认当时高度为H＝810mm；

(6)确认采集到的铸机工作模式为“浇注”模式；塞棒控制模式为“自动”；氩气控制模式为“远程”；结晶器内钢水高度控制模式为“自动”方式；结晶器内钢水高度810mm在结晶器内钢水高度工艺范围850mm到730mm内；以上条件都满足，则转入第二阶段连铸生产工艺数据处理。

2.2连铸生产工艺数据处理处理

(1)判断是否收到冲棒操作的指令，如果是则进入下一步，否则返回第一阶段连铸生产工艺条件收集及监控阶段，本实例中收到了系统发出的冲棒操作指令。

(2)暂停调渣线功能，实际生产中调渣线功能已经投入使用。

(3)采集当前的拉速为V1＝1.6m/min，V1>V0＝0.7m/min。

根据冲棒速度曲线，见图4所示，设置降速速率a1＝0.4m/min2，降速前稳定浇注时间Δt1＝0.5min；降速后稳定时间Δt2＝1min；计算降速曲线中浇铸长度值Lss。

Lss＝V0*Δt2+V1*Δt1+(V1^2-V0^2)/(2*a1)

＝0.7*1+1.6*0.5+(1.6^2-0.7^2)/(2*0.4)＝4.088m

(4)当收到系统的冲棒指令时，采集从切割位置到弯月面铸流长度Lx＝42.36m,生产的定尺长度为10.5m，设置长度收缩系数k＝1.013，计算激活程序后铸流段(从切割位置到弯月面)不足定尺部分的长度L1。

L1＝Mod(Lx,k*L0)＝Mod(42.36,1.013*10.5)＝3.983m

这说明还需再浇注3.983m才到正常定尺的切割位置。

(5)计算启动降速程序前铸流段(从切割位置到弯月面)所需浇注的铸流长度L3。

L3＝k*L0-Mod(L1+Lss,k*L0)

＝1.013*10.5-Mod(3.983+4.088,1.103*10.5)＝2.566m

这说明还需再浇注2.566m即可启动降速程序。

(6)当收到冲棒指令时，采集当时连铸累计浇注长度L，本实例采集到L2＝L＝846.35m，继续采集铸流浇注长度L，当L＝848.92m时，满足L≥L2+L3＝846.35+2.566＝848.916m，输出语音提示，并激活冲棒降速曲线。

(7)继续采集铸流浇注长度L，当L＝853.01m时，满足L≥L2+L3+Lss＝846.35+2.566+4.088＝853.004m，解除塞棒和液位的连锁控制。

(8)取消拉速二级控制；标识正常坯切割位置。

(9)暂停加保护渣操作；氩气调整为异常模式。

(10)采集此时的塞棒开度为P1＝57mm，取值t1＝1s,延时t1＝1s后启动自动冲棒程序，塞棒以设定的系统压力快速关闭,本实例塞棒的关闭压力为55bar，由于塞棒头有絮流，塞棒关闭位置是15mm。

(11)本实例设置的冲棒次数为N＝3，冲棒过程中塞棒开度设定需要进行补偿Px，本实例中Px＝4mm，即冲棒过程中塞棒的设定开度为P1+Px＝57mm+4mm＝61mm。

(12)此阶段塞棒开度补偿值Px，需要根据现场工况进行统计和标定，统计必须要纳入不同的班组操作作为主要因子，取平均值作为标定值；具体统计见表1所示。

表1冲棒过程中塞棒开度补偿值Px测算说明

(13)当完成一次冲棒后，计时器n＝1。

(14)取值t2＝1s，延时t2＝1s后，塞棒快速打开至61mm。

(15)取值t3＝1.5s，延时t3＝1.5s后，塞棒以设定的压力快速关闭，由于塞棒头仍然有絮流物，塞棒关闭位置为11mm。

(16)n＝＝n+1。

(17)本实例设置的冲棒次数为N＝3，重复第(14)—(16)步，直至n＝N＝3,冲棒动作结束。

(18)完成冲棒之后，塞棒开度设定需要进行补偿P0，本实例中P0＝7mm，即完成冲棒后塞棒的设定开度P1-P0为57mm-7mm＝50mm。

(19)此阶段塞棒开度补偿值P0，需要根据现场工况进行统计和标定，统计必须要纳入不同的班组操作作为主要因子，取平均值作为标定值；具体统计见表2所示。

(20)本实例取切废长度L4＝0.5m，继续采集铸流浇注长度L＝857.49时，满足L≥L2+Lss+L3+L4＝846.35+4.088+3.983+2.566+0.5＝857.487。

(21)氩气调整为正常模式；启动加渣操作；注流切废标记点。

(22)采集结晶器液位H＝802mm，满足H1＝730mm≤H≤H2＝850mm,关联二级拉速控制，并启动结晶器液位自动控制系统。

(23)采集拉速V，启动冲棒升速曲线，见图4所示，取升速速率为a2＝0.1m/min2。

(24)当拉速达到V1＝1.6m/min时，取值t4＝60s，延时t4＝60s后，启动调渣线功能。

(25)自动冲棒及优化切割程序结束。

表2冲棒过程后塞棒开度补偿值P0测算说明

综上可以看出，本发明是一种连铸冲棒操作及异常长度精确识别和切割优化的自动处置方法，当收到冲棒指令后，即激活了自动处置程序，避免被忽视或者人工响应滞后造成铸坯质量缺陷，甚至发生漏钢等重大事故。

冲棒过程中对结晶器液位波动影响最小。为了最大限度地减少冲棒过程对于结晶器内流场的影响，精确计算停止调渣线、氩气控制模式切换、停止加渣操作、解锁结晶器液位和塞棒连锁控制的时机，并进行自动控制。

冲棒操作全自动和安全可靠。冲棒次数可根据实际情况进行调整，冲棒过程中和冲棒结束后塞棒的开度值根据实际生产进行统计计算，与实际生产操作保持一致。

精准标记切割位置，优化切废长度。依据定尺长度和实际冲棒情况，切废长度可做调整，切割位置标识可精确到毫米级，避免人工进行标定时，造成多切或者少切现象，提高铸坯合格率，同时增加金属收得率。

减少人工操作失误，提高作业标准化水平。当冲棒程序激活后，系统按照设定的速度曲线自动调整拉速，冲棒结束后系统自动恢复至冲棒之前的生产状态，整个过程无需人工干预。减少人工操作强度，提高连铸生产效率，同时避免了人工操作因个体差异导致的过程操控不一致，从而导致异常频发，无法实现冲棒标准化作业。

本申请实施例还提供的一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理系统。该系统包括：

获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数；其中，所述工艺条件参数至少包括铸机工作模式参数、塞棒控制模式、氩气控制模式、结晶器内钢水高度实时参数、结晶器内液位控制模式；

当各项工艺条件参数满足预设条件并收到冲棒操作指令时，根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；

当铸流浇注长度满足预设要求时，启动冲棒程序。

本申请实施例提供的连铸冲棒操作及异常长度识别处理系统用于实现上述连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，关于连铸冲棒操作及异常长度识别处理系统的具体限定可以参见上文中对于连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法的限定，在此不再赘述。上述连铸冲棒操作及异常长度识别处理系统中的各个部分可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数；其中，所述工艺条件参数至少包括铸机工作模式参数、塞棒控制模式、氩气控制模式、结晶器内钢水高度实时参数、结晶器内液位控制模式；

当各项工艺条件参数满足预设条件并收到冲棒操作指令时，停止调渣线功能，并根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；

当铸流浇注长度满足预设要求时，开启自动冲棒及优化切割动作。

2.根据权利要求1所述的连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，自动冲棒程序具体包括：

拉速按照冲棒降速曲线开始自动降速；

采集铸流浇注长度，当采集铸流浇注长度满足预设条件时，断开塞棒和液位连锁控制；并标记正常坯切割点，停止自动加渣操作，设置氩气为异常模式；

采集当时塞棒位置P1，延时t1塞棒以设定的压力快速关闭，塞棒的关闭压力为系统设定关棒压力；

设置Px为冲棒过程打开的塞棒开度补充值，延时t2塞棒快速打开至P1+Px；其中，Px为现场检测值；

延时t3塞棒以设定的压力快速关闭，塞棒的关闭压力为系统设定关棒压力；

设置N为冲棒设定次数，当N满足设定次数时；

延时t2，塞棒打开至(P1-P0)位置，其中，P0为现场检测值；

采集铸流浇注长度L，设置L4为预设切废长度；

将氩气调整为正常模式，启动加渣操作，注流切废标记点；

采集结晶器液位H，设置结晶器工艺液位最小H1,最大H2；

当H在H1和H2之间时，关联二级拉速控制，并启动结晶器液位自动控制功能；

采集当前拉速V，启动冲棒升速曲线，升速速率为a2；

当拉速V＝＝V1后，延时t4启动调渣线功能；

自动冲棒及优化切割程序结束。

3.根据权利要求1所述的连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，当各项工艺条件参数满足预设条件包括，

当获取到铸机工作模式为“浇注”模式，塞棒控制模式为“自动”模式，氩气控制方式为“远程”，结晶器内钢水高度参数在预设工艺范围内以及结晶器内液位控制模式为“自动”方式。

4.根据权利要求1所述的连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；包括：

采集连铸拉速V，设置当前拉速为V1＝V，设置冲棒操作的最大工艺拉速V0；根据V1和V0的大小关系对应调用冲棒降速曲线，并计算得到降速曲线中浇铸长度值Lss；

采集激活程序时从切割位置到弯月面铸流长度Lx、铸坯定尺长度L0，并设置k为铸坯长度收缩系数，计算铸流段不足定尺部分的长度L1；

并根据所述长度L1确定启动降速程序前铸流段所需浇注的铸流不足定尺部分的长度L3；

采集当前铸流浇注长度L，设置激活程序时铸流累计浇注长度L2，并确定当前铸流浇注长度L是否大于L2与L3之和。

5.根据权利要求4所述的连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，当铸流浇注长度满足预设要求具体包括：

当前铸流浇注长度L大于L2与L3之和。

6.根据权利要求4所述的连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，根据V1和V0的大小关系对应调用冲棒降速曲线，并计算得到降速曲线中浇铸长度值Lss，包括：

当V1≥V0时，设置降速速率a1、降速前稳定浇注时间Δt1、降速后稳定时间Δt2，通过第一公式计算降速曲线中浇铸长度值Lss；其中，第一公式具体包括：

Lss＝V0*Δt2+V1*Δt1+(V1^2-V0^2)/(2*a1)。

7.根据权利要求4所述的连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，根据V1和V0的大小关系对应调用冲棒降速曲线，并计算得到降速曲线中浇铸长度值Lss，包括：

当V1＜V0时，设置冲棒的拉速为V1、降速前稳定浇注时间Δt1、降速后稳定时间Δt2＝0，通过第二公式计算降速曲线中浇铸长度值Lss；其中，第二公式具体包括：

Lss＝V1*Δt1。

8.根据权利要求1所述的连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，当各项工艺条件参数不满足预设条件或未收到冲棒操作指令时，所述方法还包括：重新获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数。

9.根据权利要求1所述的连铸冲棒操作及异常长度识别处理方法，其特征在于，

连铸机状态包括“维修”、“准备”、“保持”、“浇注”、“尾坯”。

10.一种连铸冲棒操作及异常长度识别处理系统，其特征在于，所述系统包括：

获取模块，用于获取连铸生产过程中的各项工艺条件参数；其中，所述工艺条件参数至少包括铸机工作模式参数、塞棒控制模式、氩气控制模式、结晶器内钢水高度实时参数、结晶器内液位控制模式；

判断模块，当各项工艺条件参数满足预设条件并收到冲棒操作指令时，停止调渣线功能，并根据获取的当前连铸生产工艺数据调用冲棒降速曲线得到降速曲线中浇铸长度值，并确定铸流浇注长度是否满足预设要求；

处理模块，当铸流浇注长度满足预设要求时，开启自动冲棒及优化切割动作。