ES2443842B1 - PROCEDURE FOR CONTROL OF A SECONDARY REFRIGERATION SYSTEM IN THE CONTINUOUS COLADA PROCESS. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua, donde el sistema de refrigeración secundaria comprende una pluralidad de boquillas configuradas para el pulverizado de agua, donde dicho procedimiento comprende las siguientes etapas: a) medir y registrar el caudal y la presión de agua en cada línea de colada obteniendo una pluralidad de curvas de la relación entre la presión y el caudal cada una de las zonas; b) visualizar, a través de un sistema de monitorización, al menos parte de la superficie de las palanquillas; y seccionar al menos una de la pluralidad de palanquillas, una vez realizadas las etapas a) y b) definidas anteriormente; donde dicha sección es utilizada para determinar la calidad y comportamiento del sistema de refrigeración secundaria.Control procedure of a secondary cooling system in the continuous casting process, where the secondary cooling system comprises a plurality of nozzles configured for water spraying, where said procedure comprises the following steps: a) measure and record the flow rate and the water pressure in each casting line obtaining a plurality of curves of the relationship between the pressure and the flow rate of each of the zones; b) visualize, through a monitoring system, at least part of the surface of the billets; and sectioning at least one of the plurality of billets, once steps a) and b) defined above have been completed; where said section is used to determine the quality and behavior of the secondary cooling system.
Description
Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua. Control procedure of a secondary refrigeration system in the continuous casting process.
La presente invención se refiere a un procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua de palanquilla; donde dicho procedimiento tiene aplicación en el sector de la industria siderúrgica. The present invention relates to a method of controlling a secondary refrigeration system in the continuous billet casting process; where said procedure has application in the steel industry sector.
Este procedimiento tiene como finalidad el dar la información necesaria para el control del sistema de refrigeración secundaria de las palanquillas en el proceso de colada continua, de forma que obtenga una elevada calidad tanto superficial como interna del producto a fabricar sin necesidad de implantar complejos sistemas o métodos de cuantificación de dicha calidad; donde adicionalmente la información puede ser fácilmente This procedure has the purpose of giving the necessary information for the control of the secondary cooling system of the billets in the continuous casting process, so that it obtains a high surface and internal quality of the product to be manufactured without the need to implement complex systems or quantification methods of said quality; where additionally the information can be easily
15 interpretada por los operarios, permitiendo conocer de forma anticipada el estado de la refrigeración secundaria, evaluando su posible efecto sobre la calidad superficial e interna y posibilitando el establecimiento de planes correctivos anticipados. Además, la manipulación y mantenimientos de los diferentes equipos que componen el procedimiento de control pueden realizarse de manera sencilla e intuitiva. 15 interpreted by the operators, allowing to know in advance the state of secondary refrigeration, evaluating its possible effect on surface and internal quality and enabling the establishment of anticipated corrective plans. In addition, the handling and maintenance of the different equipment that make up the control procedure can be carried out in a simple and intuitive way.
A modo de introducción, es conocido que la primera fase de la solidificación del acero líquido en la fabricación vía colada continua, dicha solidificación comienza en el propio molde de cobre, es debida a la consecuencia directa del gradiente térmico que se establece entre el acero líquido y el agua de refrigeración del propio molde. By way of introduction, it is known that the first phase of solidification of liquid steel in the manufacture via continuous casting, said solidification begins in the copper mold itself, is due to the direct consequence of the thermal gradient that is established between the liquid steel and the cooling water of the mold itself.
25 Y es en el momento donde el producto fabricado, denominado palanquilla, es extraído del molde; y donde dicha palanquilla presenta una capa exterior solidificada de espesor suficiente como para aguantar sin romperse a pesar de la la presión ferrostática ejercida por el propio núcleo de la palanquilla aún en fase líquida. 25 And it is at the moment where the manufactured product, called billet, is extracted from the mold; and where said billet has a solidified outer layer of sufficient thickness to withstand without breaking despite the ferrostatic pressure exerted by the billet core itself still in liquid phase.
En condiciones ideales, la solidificación total de la palanquilla, una vez extraída del molde, se conseguiría aumentando el espesor de manera progresiva de dicha primera capa exterior solidificada, con la mínima diferencia de temperatura en el espesor que se va formando, evitando de ese modo la aparición de tensiones termo mecánicas causantes de defectos tales como grietas o discontinuidades físicas y estructurales internas. Under ideal conditions, the total solidification of the billet, once removed from the mold, would be achieved by gradually increasing the thickness of said first solidified outer layer, with the minimum temperature difference in the thickness that is formed, thereby avoiding the appearance of thermo-mechanical stresses causing defects such as cracks or internal physical and structural discontinuities.
35 Pese a ello, existen factores como el deterioro de la calidad interna por segregación o la distancia del corte de la propia palanquilla que obligan a que toda la máquina de colada continua tenga que estar dotada con un sistema de refrigeración secundaria para forzar la extracción de calor de dicha palanquilla, ya sea mediante el pulverizado de agua o una combinación de aire y agua sobre la superficie de la palanquilla, acelerando de ese modo la solidificación de ésta. El diseño de este circuito depende del formato del semi-producto de colada continua, sección a refrigerar, así como otros parámetros del proceso como, por ejemplo, la velocidad de colada. In spite of this, there are factors such as the deterioration of the internal quality by segregation or the cutting distance of the billet itself that forces the entire continuous casting machine to have to be equipped with a secondary cooling system to force the extraction of heat of said billet, either by spraying water or a combination of air and water on the surface of the billet, thereby accelerating its solidification. The design of this circuit depends on the format of the semi-continuous casting product, section to be cooled, as well as other process parameters, such as the casting speed.
Es por ello que, para evitar la aparición de efectos negativos tanto superficiales como internos, es necesario asegurar un correcto funcionamiento de dicha refrigeración secundaria, mediante el pulverizado de agua controlado y optimizado, de forma que se consigan las condiciones de trabajo óptimas en cuanto a That is why, in order to avoid the occurrence of both superficial and internal negative effects, it is necessary to ensure the correct functioning of said secondary cooling, by means of controlled and optimized water spraying, so that the optimum working conditions are achieved in terms of
45 homogeneidad y fiabilidad del pulverizado. 45 homogeneity and reliability of spraying.
En base a estos parámetros a controlar, se han ido introduciendo medidas de control del sistema de refrigeración secundaria descrito, pero donde tales medidas no permiten un control lo suficientemente completo del funcionamiento de dicho sistema, como por ejemplo: Based on these parameters to be controlled, control measures of the secondary refrigeration system described have been introduced, but where such measures do not allow a sufficiently complete control of the operation of said system, such as:
-Control de los valores numéricos de la refrigeración secundaria, donde dichos valores son la presión y el caudal del agua de refrigeración en cada zona del circuito de refrigeración, de forma que dichos parámetros son leídos por un software de control de la máquina de colada continua, y chequeados con los valores objetivo ya tabulados y disponibles en soporte papel. Como ventaja principal se tiene que es -Control of the numerical values of the secondary refrigeration, where said values are the pressure and the flow of the cooling water in each zone of the refrigeration circuit, so that said parameters are read by a continuous casting machine control software , and checked with the target values already tabulated and available on paper support. The main advantage is that it is
55 una tarea sencilla de llevar a cabo, pero que no es lo suficientemente rápida y no permite identificar con claridad posibles tendencias a lo largo del tiempo. 55 a simple task to carry out, but which is not fast enough and does not allow to clearly identify possible trends over time.
-Post control gráfico de los datos del proceso de refrigeración secundaria registrados con una frecuencia de dos segundos, realizando una consulta a estas bases de datos de los valores de presión y caudal de agua, de forma que puedan ser contrastados con curvas de caudal y presión teóricas previamente definidas. Es por tanto un método “off-line” adecuado para hacer un estudio posterior a la obtención de la palanquilla, pero que no es efectivo para establecer medidas correctivas durante el proceso de colada continua. -Post graphic control of the data of the secondary refrigeration process registered with a frequency of two seconds, making a query to these databases of the values of pressure and water flow, so that they can be contrasted with flow and pressure curves previously defined theoretical. It is therefore an appropriate “off-line” method to carry out a study after obtaining the billet, but which is not effective in establishing corrective measures during the continuous casting process.
65 -Valoración visual del aspecto térmico de las palanquillas en su recorrido por el sistema de refrigeración secundaria; la transferencia de información a través de una imagen es bastante más rápida y efectiva 65 -Visual assessment of the thermal aspect of the billets as they travel through the secondary cooling system; the transfer of information through an image is much faster and more effective
5 5
15 fifteen
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35 35
45 Four. Five
55 55
65 65
que una valoración gráfica, e incluso puede detectarse anomalías como el descentrado de las boquillas de pulverización del agua de refrigeración. La principal desventaja radica en que para poder realizar estas observaciones, el operador tiene que abandonar la sala de control de la máquina de colada continua, descender hasta la propia máquina y observar a través de un ojo de buey de la puerta de la entrada a la cámara de refrigeración, teniendo en cuenta las altas temperaturas ambiente que debe soportar. that a graphic assessment, and even anomalies such as the off-center of the spray nozzles of the cooling water can be detected. The main disadvantage is that in order to make these observations, the operator has to leave the control room of the continuous casting machine, descend to the machine itself and observe through a porthole of the entrance door to the cooling chamber, taking into account the high ambient temperatures that it must withstand.
Es por ello que, a la vista de los antecedentes mencionados, y de los inconvenientes que presentan las herramientas estándares de control del sistema de refrigeración en colada continua descritos anteriormente, se hace necesario la aparición de un nuevo procedimiento de control que permita subsanar tales desventajas, de forma que sea lo suficientemente sencillo y simple para facilitar a los operarios la evaluación del funcionamiento de dicho sistema de refrigeración, además de ser lo suficientemente rápido como para permitir establecer acciones correctoras que permiten retornar a las condiciones de consigna con la mayor brevedad posible. That is why, in view of the aforementioned background, and of the inconveniences presented by the standard control tools of the continuous casting refrigeration system described above, it is necessary the appearance of a new control procedure that allows to remedy such disadvantages , so that it is simple and simple enough to make it easier for operators to evaluate the operation of said refrigeration system, as well as being fast enough to allow corrective actions to be taken to return to the setpoint conditions as soon as possible. .
La presente invención se refiere a un procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua sobre una pluralidad de palanquillas, aclarando que el término palanquilla se corresponde a un producto largo de acero de sección no obligatoriamente cuadrada ni que posee unas dimensiones estándares predefinidas; donde dicha pluralidad de palanquillas están destinadas a ser fabricadas vía colada continua, y donde el sistema de refrigeración comprende una pluralidad de boquillas configuradas para la pulverización de agua, sobre la superficie de dichas palanquillas; de forma que dicho procedimiento comprende las siguientes etapas: The present invention relates to a method of controlling a secondary refrigeration system in the process of continuous casting on a plurality of billets, clarifying that the term billet corresponds to a long steel product of not necessarily square section or having predefined standard dimensions; wherein said plurality of billets are intended to be manufactured via continuous casting, and where the cooling system comprises a plurality of nozzles configured for water spraying, on the surface of said billets; so that said procedure comprises the following steps:
a) Medir el caudal y la presión del agua en la totalidad de las zonas del sistema de refrigeración secundaria, obteniendo una pluralidad de curvas de la relación de presión y caudal para cada una de las zonas y líneas, donde, a modo aclaratorio, dicha etapa mide y registra el caudal y la presión en cada zona del sistema de refrigeración secundaria para cada línea de colada, obteniendo una pluralidad de curvas de la presión y caudal obteniendo un total de 18 curvas en tiempo real. a) Measure the flow and pressure of the water in all the zones of the secondary cooling system, obtaining a plurality of curves of the pressure and flow ratio for each of the zones and lines, where, for clarification, said stage measures and records the flow and pressure in each zone of the secondary cooling system for each casting line, obtaining a plurality of pressure and flow curves obtaining a total of 18 curves in real time.
b) visualizar, a través de un sistema de monitorización, al menos parte de la superficie de las palanquillas durante su recorrido a lo largo de la línea de colada; es decir, por la cámara de duchas, de la refrigeración secundaria y donde dicha monitorización es tratada a través de un sistema de análisis de imagen configurado para medir la homogeneidad de la temperatura superficial de las palanquillas a través de la caracterización de la intensidad de luz en dicha superficie; y b) visualize, through a monitoring system, at least part of the surface of the billets during their travel along the casting line; that is, by the shower chamber, the secondary cooling and where said monitoring is treated through an image analysis system configured to measure the homogeneity of the surface temperature of the billets through the characterization of the light intensity on said surface; Y
c) seccionar al menos una de la pluralidad de palanquillas, por línea de colada, una vez realizadas las etapas a) y b) definidas anteriormente; donde dicha sección es utilizada para determinar la calidad y comportamiento del sistema de refrigeración secundaria en base a la estructura de solidificación, calidad interna y calidad superficial que desvelan las muestras transversales de la palanquilla, completando la información obtenida de las curvas de presión y caudal de la etapa a) y los resultados del sistema de análisis de imagen de la etapa b). c) sectioning at least one of the plurality of billets, by casting line, once steps a) and b) defined above have been completed; where said section is used to determine the quality and behavior of the secondary refrigeration system based on the solidification structure, internal quality and surface quality revealed by the transverse samples of the billet, completing the information obtained from the pressure and flow curves of stage a) and the results of the image analysis system of stage b).
A modo aclaratorio se observa que la etapa c) es principalmente utilizada en un número de palanquillas reducido, de cara a cuantificar el correcto funcionamiento de la refrigeración secundaria en base a la estructura de solidificación, calidad interna y calidad superficial que desvelan las muestras transversales de la palanquilla, siendo complemento de la información obtenida las curvas de presión y caudal de la etapa a); así como de la información extraída con el sistema de monitorización tras la interpretación de las imágenes con sistema de análisis de imagen. By way of clarification, it is observed that step c) is mainly used in a reduced number of billets, in order to quantify the correct functioning of the secondary cooling based on the solidification structure, internal quality and surface quality revealed by the cross-sectional samples of the billet, complementing the information obtained the pressure and flow curves of stage a); as well as the information extracted with the monitoring system after the interpretation of the images with an image analysis system.
A la vista de la etapa a), se observa cómo a partir del control “on-line” de las curvas de presión y caudal de agua en cada una de las zonas del circuito de refrigeración secundaria, se puede estimar si existe alguna fuga en el caso de que la presión disminuya con respecto a la teórica; o que por el contrario exista alguna obstrucción en el paso de agua cuando la presión aumenta respecto de la teórica. In view of stage a), it is observed how from the “on-line” control of the pressure and water flow curves in each of the areas of the secondary cooling circuit, it can be estimated if there is any leakage in the case that the pressure decreases with respect to the theoretical one; or that on the contrary there is some obstruction in the passage of water when the pressure increases with respect to the theoretical one.
En una realización preferente, la etapa a) se realiza con una frecuencia de un minuto, de tal forma que las situaciones problemáticas son identificadas con suma facilidad a través de un control a distancia de la desviación de la curva presión-caudal de cada punto con respecto a la curva teórica. In a preferred embodiment, step a) is carried out with a frequency of one minute, so that the problematic situations are easily identified through a remote control of the deviation of the pressure-flow curve of each point with regarding the theoretical curve.
Con respecto a la etapa b), la valoración visual de al menos parte de la superficie de las palanquillas durante su recorrido a lo largo de la línea de colada reporta una información elevada; ya que el sistema de monitorización permite visualizar en tiempo real las palanquillas de todas las líneas de colada, y además, a través del sistema de análisis de imagen que se encuentra configurado para valorar la homogeneidad de la temperatura superficial de las palanquillas a través de la intensidad de luz en dicha superficie, se puede establecer una relación directa con el funcionamiento del sistema de refrigeración secundaria, ya que dicha intensidad de luz permite cuantificar si el material de la palanquilla está excesivamente refrigerado debido a alguna anomalía en el pulverizado de agua, debido principalmente a que en esa zona la intensidad de luz es menor con respecto al resto de intensidad de luz de la superficie de la palanquilla monitorizada. With respect to stage b), the visual assessment of at least part of the surface of the billets during their travel along the casting line reports high information; since the monitoring system allows to visualize in real time the billets of all the casting lines, and also, through the image analysis system that is configured to assess the homogeneity of the surface temperature of the billets through the light intensity on said surface, a direct relationship can be established with the operation of the secondary cooling system, since said light intensity allows quantifying whether the billet material is excessively cooled due to some anomaly in water spraying, due to mainly because in that area the light intensity is lower with respect to the rest of the light intensity of the surface of the monitored billet.
Y con respecto a la etapa c), el obtener secciones de al menos una de la pluralidad de palanquillas, denominado And with respect to step c), obtaining sections of at least one of the plurality of billets, called
5 en el argot como análisis post-mortem, permite determinar la calidad y comportamiento del sistema de refrigeración secundaria en base a la estructura de solidificación, calidad interna y calidad superficial; de modo que la información de dicho análisis complementan la información obtenida de: 5 in slang as a post-mortem analysis, it is possible to determine the quality and behavior of the secondary cooling system based on solidification structure, internal quality and surface quality; so that the information in said analysis complement the information obtained from:
-Las curvas reflejan en tiempo real la relación entre presión y caudal de agua para cada línea y zona del -The curves reflect in real time the relationship between pressure and water flow for each line and zone of the
10 sistema de refrigeración secundaria utilizadas en la etapa a); y -Las condiciones de pulverizado, relacionándolo con la temperatura superficial de las palanquillas, caracterizada a través del patrón de medición de la intensidad de luz en la palanquilla monitorizada en la etapa b). 10 secondary cooling system used in stage a); and -The spraying conditions, relating it to the surface temperature of the billets, characterized by the pattern of measurement of the intensity of light in the billet monitored in step b).
15 De este modo, el procedimiento de control del sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua sobre una pluralidad de palanquillas definido a través de dichas tres etapas sencillas permite: In this way, the control procedure of the secondary cooling system in the continuous casting process on a plurality of billets defined through said three simple steps allows:
-Detectar, en tiempo real a través de los datos registrados y sin necesidad de realizar chequeos físicos del sistema, la existencia de fugas en el circuito de refrigeración y/o desprendimiento de alguna boquilla 20 de pulverización de fluido refrigerante. -Detect, in real time through the recorded data and without the need to perform physical checks of the system, the existence of leaks in the refrigeration circuit and / or detachment of some nozzle 20 for spraying coolant fluid.
-Detectar y evaluar el deterioro de las condiciones de pulverizado o la acumulación de suciedad en una pluralidad de filtros de las diferentes zonas del sistema de refrigeración secundaria. -Detect and evaluate the deterioration of the spray conditions or the accumulation of dirt in a plurality of filters of the different zones of the secondary cooling system.
25 -Evaluar el grado de adecuación de la curva de refrigeración caudal-presión empleada para cada uno de los posibles tipos de aceros fabricados. 25 -Evaluate the degree of adequacy of the flow-pressure cooling curve used for each of the possible types of manufactured steels.
-Detectar posibles problemas de alineación de la pluralidad de boquillas de pulverizado. -Detect possible alignment problems of the plurality of spray nozzles.
30 -Detectar heterogeneidades en el espesor de la capa solidificada de cada palanquilla a la salida del molde, posiblemente provocadas por un comportamiento inadecuado de polvo del molde, o por una mala adecuación de los parámetros básicos de colada continua, por ejemplo la velocidad de colada, conicidad de molde, caudal de refrigeración primario (del propio molde), etc. 30 -Detect heterogeneities in the thickness of the solidified layer of each billet at the exit of the mold, possibly caused by an inappropriate behavior of mold dust, or by a poor adaptation of the basic parameters of continuous casting, for example the casting speed , mold taper, primary cooling flow (of the mold itself), etc.
35 -Evaluar de forma automática el perfil transversal de la palanquilla detectando deformaciones de cuadratura y posibles depresiones superficiales. 35 - Automatically evaluate the transverse profile of the billet by detecting quadrature deformations and possible surface depressions.
Se contempla la posibilidad de que en la etapa b), el sistema de monitorización comprende al menos una cámara óptica protegida para soportar unas condiciones muy extremas de temperatura y radiación; es decir, dicha, al The possibility is contemplated that in stage b), the monitoring system comprises at least one protected optical camera to withstand very extreme temperature and radiation conditions; that is, said, to
40 menos una, cámara requiere una configuración avanzada de protección de unas condiciones muy extremas de temperatura y radiación (carcasas refrigeradas por agua, filtros de IR); de ese modo se permite controlar y monitorizar las imágenes en tiempo real y éstas pueden ser vistas y estudiadas en una pantalla instalada en una cabina de la colada continua. 40 minus one, camera requires an advanced configuration of protection from very extreme temperature and radiation conditions (water-cooled housings, IR filters); in this way it is possible to control and monitor the images in real time and they can be viewed and studied on a screen installed in a continuous casting booth.
45 De igual modo se contempla la existencia de un cable coaxial seleccionado para la transmisión de la señal de video, el cual está especialmente diseñado para aplicaciones de sistemas sometidos a elevadas temperaturas y adicionalmente todo el cableado (el de alimentación y el de señal de video) está protegido en toda su longitud con funda aislante. 45 Similarly, the existence of a coaxial cable selected for the transmission of the video signal is contemplated, which is specially designed for applications of systems subject to high temperatures and additionally all the wiring (the power supply and the video signal ) is protected throughout its length with insulating sheath.
50 Adicionalmente en la etapa b), se contempla la posibilidad de que el sistema de análisis de imagen configurado para caracterizar la temperatura superficial de las palanquillas a través de la interpretación de la intensidad de luz en al menos parte de la superficie de dichas palanquillas, obtiene un histograma de cada una de las imágenes, y mediante una técnica de umbral dinámico basada en la filosofía del método Otsu, suaviza las distribuciones a través de la media, reduciendo así el tiempo de cálculo; este cálculo permite traducir la información visual en Additionally, in step b), the possibility of the image analysis system configured to characterize the surface temperature of the billets through the interpretation of the light intensity in at least part of the surface of said billets, is contemplated, it obtains a histogram of each one of the images, and by means of a technique of dynamic threshold based on the philosophy of the Otsu method, it softens the distributions through the average, thus reducing the calculation time; This calculation allows the visual information to be translated into
55 información numérica, de forma que se puede correlacionar toda esta información con los parámetros de proceso y datos de calidad de la palanquilla. 55 numerical information, so that all this information can be correlated with the process parameters and quality data of the billet.
Dicho cálculo permite realizar una traducción visual a numérica denominado, de modo preferente: “tanto por ciento de superficie de palanquilla de buena calidad”; donde dicho valor se calcula, por ejemplo, cada dos 60 segundos y define el porcentaje de píxeles que reflejan una buena calidad superficial de cada una de las palanquillas. Dichos píxeles son aquellos que muestran una intensidad de luz elevada con respecto a la media de las intensidades de luz, definiendo una dispersión máxima y mínima configuradas para cuantificar la calidad de dicha palanquilla; por ejemplo, cualquier área oscura en la superficie de la palanquilla puede estar reflejando una mala refrigeración, mal comportamiento del polvo de colada, etc., lo que afecta directamente a la calidad Said calculation allows a visual translation to numerical denominated denominated, of preference way: "as much percent of surface of billet of good quality"; where said value is calculated, for example, every two 60 seconds and defines the percentage of pixels that reflect a good surface quality of each of the billets. Said pixels are those that show a high light intensity with respect to the average of the light intensities, defining a maximum and minimum dispersion configured to quantify the quality of said billet; For example, any dark area on the surface of the billet may be reflecting poor cooling, poor behavior of laundry powder, etc., which directly affects the quality
65 superficial. 65 shallow.
Las imágenes comprenden las siguientes características técnicas: The images comprise the following technical characteristics:
-Imágenes definidas en blanco y negro; -Images defined in black and white;
5 -Las condiciones bajo las que cada imagen es recogida son muy variables, debido a las condiciones ambientales, etc.; por ello se define la media y dispersiones máximas y mínimas con respecto a dicha media de intensidad de luz de la palanquilla. 5 -The conditions under which each image is collected are very variable, due to environmental conditions, etc .; Therefore, the average and maximum and minimum dispersions are defined with respect to said average intensity of light of the billet.
-La peculiar distribución no espacial de la intensidad de luz en los diferentes puntos de la imagen; donde -The peculiar non-spatial distribution of the intensity of light at the different points of the image; where
10 los histogramas de las imágenes muestran, de manera preferente, dos poblaciones de intensidades: una primera población de mucho peso que abarca intensidades de luz medias, y una segunda población que abarca rangos de intensidad de luz de 230 a 255 conteniendo un elevado número de píxeles. 10 the histograms of the images show, preferably, two populations of intensities: a first population of high weight that covers medium light intensities, and a second population that covers ranges of light intensity of 230 to 255 containing a high number of pixels
El tratamiento de estas imágenes requiere la utilización de un método de umbral dinámico. Como solución inicial The treatment of these images requires the use of a dynamic threshold method. As initial solution
15 se contempla la posibilidad de utilizar el citado Método de Otsu. En dicho método se procede a calcular el valor umbral de la intensidad de luz de forma que la dispersión entre poblaciones sea la más alta posible. Para ello se calcula un cociente entre las variancias de las respectivas poblaciones y se calcula el valor umbral para que dicho cociente sea el máximo posible. Como solución alternativa ante un tiempo computacional elevado que puede ralentizar el desarrollo y valoración de dicha etapa b), el método finalmente aplicado suaviza las 15 the possibility of using the mentioned Otsu Method is contemplated. In this method, the threshold value of the light intensity is calculated so that the dispersion between populations is as high as possible. For this, a quotient between the variations of the respective populations is calculated and the threshold value is calculated so that said quotient is the maximum possible. As an alternative solution to a high computational time that can slow down the development and assessment of said stage b), the method finally applied softens the
20 distribuciones de las imágenes a través de la media. 20 distributions of the images through the average.
Por último, en la etapa c), la determinación de la calidad y comportamiento del sistema de refrigeración secundaria en base al análisis automatizado de la estructura de solidificación, calidad interna y calidad superficial que desvelan las muestras transversales de las palanquillas, se realiza a través de las siguientes etapas: Finally, in stage c), the determination of the quality and behavior of the secondary cooling system based on the automated analysis of the solidification structure, internal quality and surface quality that reveal the cross-sectional samples of the billets, is carried out through of the following stages:
25 c1) iluminar la sección transversal de la palanquilla desde cada una de sus aristas, de forma que permite obtener una imagen nítida y sin píxeles saturados de la arista opuesta al foco de luz; 25 c1) to illuminate the cross-section of the billet from each of its edges, so that it allows to obtain a clear image without saturated pixels of the edge opposite the light source;
c2) fotografiar la sección transversal de la palanquilla bajo las distintas iluminaciones; y c2) photograph the cross section of the billet under the different illuminations; Y
30 c3) componer la totalidad de la sección de la palanquilla a través de la combinación de las fotografías realizadas en la etapa c2), una de imagen tomada bajo unas condiciones de iluminación ideales en dicha superficie. 30 c3) to compose the entire section of the billet through the combination of the photographs taken in step c2), an image taken under ideal lighting conditions on said surface.
La distancia de fotografiado en la etapa c2) es una distancia fija y calculada de tal manera que se asegura un The photographing distance in step c2) is a fixed distance and calculated in such a way that a
35 campo de visión lo suficientemente amplio como para caracterizar la palanquilla en rangos de tamaños preferentes desde 130x130mm hasta 185x185mm. La muestra transversal de la palanquilla se sitúa sobre una superficie plana, de forma que se procede a fotografiar la muestra con una cámara situada en la parte inferior en posición vertical, asegurando un plano paralelo a la cámara y por tanto realizar las medidas en verdadera magnitud. 35 field of view wide enough to characterize the billet in ranges of preferred sizes from 130x130mm to 185x185mm. The transverse sample of the billet is placed on a flat surface, so that the sample is photographed with a camera located in the lower part in an upright position, ensuring a plane parallel to the camera and therefore making the measurements in true magnitude .
40 Así pues, de acuerdo con la invención descrita, el procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua de palanquillas constituye una importante novedad en procedimientos de control pertenecientes al estado del arte, describiendo un proceso a seguir capaz de obtener una elevada calidad tanto superficial como interna de la palanquilla a fabricar sin necesidad de implantar 40 Accordingly, according to the described invention, the control procedure of a secondary refrigeration system in the process of continuous casting of billets constitutes an important novelty in control procedures belonging to the state of the art, describing a process to be followed capable of obtain high surface and internal quality of the billet to be manufactured without the need to implant
45 complejos sistemas o métodos de cuantificación de dicha calidad; donde adicionalmente la información puede ser fácilmente interpretada por los operarios, permitiendo conocer de forma anticipada el estado de la refrigeración secundaria, evaluando su posible efecto sobre la calidad superficial e interna y posibilitando el establecimiento de planes correctivos anticipados. Además, la manipulación y mantenimientos de los diferentes equipos que componen el procedimiento de control puede realizarse de manera sencilla e intuitiva, y sin afectar a 45 complex systems or methods of quantification of said quality; where additionally the information can be easily interpreted by the operators, allowing to know in advance the state of the secondary refrigeration, evaluating its possible effect on the surface and internal quality and enabling the establishment of anticipated corrective plans. In addition, the handling and maintenance of the different equipment that make up the control procedure can be carried out in a simple and intuitive way, and without affecting
50 las etapas básicas de refrigeración y extracción de la palanquilla a fabricar. 50 the basic stages of cooling and extraction of the billet to be manufactured.
En este caso, y debido a la no necesidad de complementar la descripción que se está realizando, no se In this case, and due to the need not to complement the description that is being made, it is not
55 acompaña como parte integrante de dicha descripción, ninguna serie de dibujos o figuras adicionales o explicativas acorde con la descripción realizada, al considerarse suficientemente clara y con las etapas correctamente descritas anteriormente. 55 accompanies as an integral part of said description, no series of additional or explanatory drawings or figures in accordance with the description made, being considered sufficiently clear and with the steps correctly described above.
60 El procedimiento de control del sistema de refrigeración secundaria de la colada continua de palanquilla donde el sistema de refrigeración comprende una pluralidad de boquillas configuradas para el pulverizado controlado de agua; dicho procedimiento comprende las siguientes etapas: The control procedure of the secondary cooling system of the continuous billet casting where the cooling system comprises a plurality of nozzles configured for controlled water spraying; said procedure comprises the following steps:
d) a) Medir el caudal y la presión del agua en la totalidad de las zonas del sistema de refrigeración secundaria, obteniendo una pluralidad de curvas de la relación de presión y caudal para cada una de las zonas y líneas. d) a) Measure the flow and pressure of the water in all the zones of the secondary cooling system, obtaining a plurality of curves of the pressure and flow ratio for each of the zones and lines.
5 b) Visualizar, a través de un sistema de monitorización, la superficie de totalidad de las palanquillas durante la etapa de refrigeración secundaria y donde las imágenes procedentes de dicha monitorización se tratan a través de un sistema de análisis de imagen configurado para evaluar la homogeneidad de la temperatura superficial de las palanquillas a través de la caracterización de la intensidad de luz en dicha superficie; el sistema de monitorización comprende una pareja de cámaras ópticas y requiere una 5 b) Visualize, through a monitoring system, the surface of all the billets during the secondary cooling stage and where the images from said monitoring are treated through an image analysis system configured to evaluate the homogeneity of the surface temperature of the billets through the characterization of the intensity of light on said surface; The monitoring system comprises a pair of optical cameras and requires a
10 configuración avanzada para protegerlas de unas condiciones muy extremas de temperatura y radiación (carcasas refrigeradas por agua, filtros IR para filtrar la radiación emitida por las palanquillas,…); y 10 advanced configuration to protect them from very extreme temperature and radiation conditions (water-cooled housings, IR filters to filter the radiation emitted by the billets, ...); Y
c) Seccionar al menos una de la pluralidad de palanquillas, cuyas condiciones de refrigeración han sido previamente caracterizadas por las tareas en las etapas a) y b); dicha sección es utilizada para c) Section at least one of the plurality of billets, whose cooling conditions have been previously characterized by the tasks in steps a) and b); that section is used to
15 determinar la calidad y comportamiento del sistema de refrigeración secundaria completando la información obtenida de las curvas de presión y caudal de la etapa a) los resultados del sistema de análisis de imagen de la etapa b) a través de estructura de solidificación, calidad interna y calidad superficial que desvelan las muestras transversales de la palanquilla. 15 determine the quality and behavior of the secondary refrigeration system by completing the information obtained from the pressure and flow curves of stage a) the results of the image analysis system of stage b) through solidification structure, internal quality and surface quality that reveal the transverse samples of the billet.
20 En relación a la etapa b) el sistema de análisis de imagen está configurado para cuantificar la calidad de las palanquillas; donde dicho cálculo permite realizar una traducción visual a numérica definido como: “tanto por ciento de superficie de palanquilla de buena calidad”. Para ello, se caracteriza la intensidad de luz en la superficie de la totalidad de las palanquillas según una técnica de análisis de imagen de umbral dinámico basada en la filosofía del método Otsu, pero que suaviza las distribuciones a través de la media, ahorrando así tiempo de 20 In relation to stage b) the image analysis system is configured to quantify the quality of the billets; where said calculation allows a visual translation to numerical defined as: "percentage of surface of billet of good quality". For this, the intensity of light on the surface of all the billets is characterized according to a dynamic threshold image analysis technique based on the philosophy of the Otsu method, but that softens the distributions through the mean, thus saving time from
25 cálculo; donde dicho valor se calcula cada dos segundos y define el porcentaje de píxeles que reflejan una buena calidad superficial de dichas palanquillas. 25 calculation; where said value is calculated every two seconds and defines the percentage of pixels that reflect a good surface quality of said billets.
Por último, en la etapa c), la determinación de la calidad y comportamiento del sistema de refrigeración secundaria en base al análisis automatizado de la estructura de solidificación, calidad interna y calidad superficial Finally, in stage c), the determination of the quality and behavior of the secondary cooling system based on the automated analysis of the solidification structure, internal quality and surface quality
30 que desvelan las muestras transversales de las palanquillas, se realiza a través de las siguientes etapas: 30 that reveal the transverse samples of the billets, is carried out through the following stages:
c1) iluminar la sección transversal de la palanquilla desde cada una de sus aristas; c1) illuminate the cross section of the billet from each of its edges;
c2) fotografiar la sección transversal de la palanquilla bajo diferentes iluminaciones; y c2) photograph the cross section of the billet under different illuminations; Y
35 c3) componer la totalidad de la sección de la palanquilla a través de la combinación de las fotografías realizadas en la etapa c2, obteniendo por tanto un tratamiento de imagen tomada bajo unas condiciones de iluminación ideales en dicha superficie. 35 c3) compose the entire section of the billet through the combination of the photographs taken in step c2, thus obtaining an image treatment taken under ideal lighting conditions on said surface.
40 Donde la distancia de fotografiado en la etapa c2) es una distancia fija y calculada de tal manera que se asegura un campo de visión lo suficientemente amplio como para caracterizar las secciones transversales de la palanquilla en rangos de tamaños desde 130x130mm hasta 185x185mm. Y donde la muestra transversal de la palanquilla se sitúa sobre una superficie plana, de forma que se procede a fotografiar la muestra de la palanquilla con una cámara situada en la parte inferior en posición vertical. 40 Where the photographing distance in step c2) is a fixed distance and calculated in such a way that a field of vision is ensured wide enough to characterize the cross sections of the billet in ranges of sizes from 130x130mm to 185x185mm. And where the transverse sample of the billet is placed on a flat surface, so that the sample of the billet is photographed with a camera located at the bottom in an upright position.
45 A la vista de esta descripción el experto en la materia podrá entender que las realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el In view of this description, the person skilled in the art may understand that the embodiments of the invention that have been described can be combined in multiple ways within the scope of the invention. The invention has been described according to some preferred embodiments thereof, but it will be apparent to the person skilled in the art that multiple variations can be introduced into said preferred embodiments without exceeding the
50 objeto de la invención reivindicada. 50 object of the claimed invention.
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