專利名稱：一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，具體為板坯連鑄過程中根據(jù)結(jié)晶器熱電偶溫度變化情況防止粘結(jié)漏鋼發(fā)生的方法。
背景技術(shù)：
連鑄生產(chǎn)的穩(wěn)定順行以及鑄坯質(zhì)量的確保是連鑄研究工作的兩個重要 任務(wù)，在連鑄生產(chǎn)中，漏鋼是最具危害性的生產(chǎn)意外事故，它不僅直接降低了產(chǎn) 量，影響整個煉鋼生產(chǎn)計劃，而且對結(jié)晶器以及輥道構(gòu)成了一定的危害，間接影 響了鑄坯的質(zhì)量，因此漏鋼一直是影響連鑄生產(chǎn)及其設(shè)備壽命的一個重大因素。 在各種原因造成的漏鋼中粘結(jié)性漏鋼占絕大多數(shù)，粘結(jié)漏鋼首先是由于某種原因 造成彎月面附近鋼水與銅板的直接接觸而粘結(jié)，隨結(jié)晶器的振動及坯殼的下移， 在粘結(jié)部的下方被拉斷，這樣，隨著凝固的進行，斷口不斷下移，到結(jié)晶器下口 時鋼水從斷口漏出，斷口在下移的同時，也不斷向兩邊擴展而形成破斷線，寬邊 中央的粘結(jié)破斷源可擴展到窄邊，甚至到另一個寬邊，若粘結(jié)發(fā)生時能夠預報并 采取措施則可防止漏鋼的發(fā)生，在結(jié)晶器銅板內(nèi)埋入一定數(shù)量的熱電偶，當澆鑄 過程中發(fā)生坯殼與銅板粘結(jié)時，則可以觀察到粘結(jié)時的熱電偶溫度的典型特征， 熱電偶測溫法漏鋼預報技術(shù)就是根據(jù)結(jié)晶器銅板溫度的特征來進行預報的，當系 統(tǒng)報警后，通過降低鑄機拉速，增加負滑脫時間而使拈結(jié)脫離銅板，斷口復合并 在出結(jié)晶器之前形成一定厚度的坯殼，使漏鋼得以避免。開發(fā)漏鋼預報系統(tǒng)用于 預先警告漏鋼的發(fā)生是較有效的措施。近年來國內(nèi)開發(fā)了許多漏鋼預報系統(tǒng)，而 國外在八十年代初，就開展了漏鋼預報系統(tǒng)。通過專利技術(shù)査新，發(fā)現(xiàn)相關(guān)專利情況如下CN88105141.1是針對方坯的 漏鋼預報系統(tǒng)，CN200310120843.7是一種漏鋼監(jiān)測儀器，JP58148064A， JP05057413A是一種單排熱電偶進行漏鋼預報的方法，JP2001287001是通過計 算熱通量進行漏鋼預報的方法，JP61176456A, JP2004314126是預防巻渣漏鋼的 方法，JP61226154A， JP57152356A， JP05111748A是單點漏鋼預報的方法， JP03138059A是多排熱電偶漏鋼預報方法，US5548520A，是通過前置處理單元 的方法進行漏鋼預報的方法。具有標準數(shù)據(jù)庫功能的有JP04172160A， JP63115660A， JP05057412A， JP2003266161， JP05269562A， JP61027156A， JP61052972A， JP61052973A，根 據(jù)安裝在結(jié)晶器內(nèi)部的熱電偶溫度變化，與標準數(shù)據(jù)庫中的漏鋼歷史數(shù)據(jù)比對， 或基于神經(jīng)元，判斷是否漏鋼，并動態(tài)修改完善標準數(shù)據(jù)庫。綜合判定漏鋼預報系統(tǒng)的有JP58181458A， JP59030458A， JP61038763A，JP63183763A ， JP56023355A , JP01018553A ， US5020585 ， US6885卯7 ， JP55097857A， JP07108359A，基于多種因素，如更換中包、保護渣、板坯結(jié)殼 厚度變化、板坯與結(jié)晶器表面摩察力、液面波動等，綜合判定是否漏鋼。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，主要解決現(xiàn)有 的各種漏鋼預報方法存在的干擾因素考慮不夠全面以及對小范圍的粘結(jié)、巻渣不 能及時預報的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，在結(jié)晶器上安置多 排熱電偶，其特征是包括以下步驟a、 典型溫度特征的撲捉根據(jù)結(jié)晶器參數(shù)、熱電偶在結(jié)晶器的安裝位置，確定每個熱電偶的典型溫度特征；b、 漏鋼幾率的確定根據(jù)相鄰熱電偶的典型溫度特征，同時考慮漏鋼溫度 傳遞和溫度異常分布特征，確定每個熱電偶漏鋼幾率；C、澆鑄速度控制當熱電偶漏鋼幾率達到95%，停止?jié)茶T。 所述的典型溫度特征的撲捉包括以下步驟1. 初始化內(nèi)部變量；2. 讀取工藝參數(shù)，包括鋼種以及其的溫度波動限制范圍；3. 接收現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括鋼種代碼、結(jié)晶器液位、澆鑄速度、各個熱電偶溫 度；4. 統(tǒng)計每個熱電偶近期溫度特征，包括最大值、最小值、平均值、波動速 度，根據(jù)結(jié)晶器液位波動和澆鑄速度波動數(shù)據(jù)，確定不穩(wěn)定系數(shù)；若液 位波動超過12mm或溫度波動超過0.45'C/秒，不穩(wěn)定系數(shù)為1.03否則為 1;若澆鑄速度小于等于0.5米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.06，否則若澆 鑄速度小于等于0.6米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.04，否則若澆鑄速度 小于等于0.7米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.02,否則若澆鑄速度小于等 于0.8米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加O.Ol。5. 檢測溫度是否連續(xù)上升，若溫度5個周期連續(xù)上升，并且總幅度超過 2.4'C則認為溫度連續(xù)上升，并設(shè)置標志為1;6. 檢測是否出現(xiàn)頭部特征，若出現(xiàn)僅最近一個周期的溫度下降并且標志已 經(jīng)置為1并且最高溫度大于之前15分鐘內(nèi)溫度的最大值與穩(wěn)定系數(shù)的 乘積，則認為出現(xiàn)頭部特征，并設(shè)置標志為2;7. 檢測是否出現(xiàn)卜"降趨勢，若溫度5個周期連續(xù)下降，并且標志為2，并月總幅度超過rc則認為出現(xiàn)下降趨勢，并設(shè)置標志為3;若標志為3則認為相應熱電偶具備了典型溫度特征； 8.當某個熱電偶具備典型溫度特征超出40個周期后對該熱電偶溫度特征進行復位；當出現(xiàn)澆鑄速度低于0.45米/分鐘或者結(jié)晶器液位低于39mm 時并對所有熱電偶標志復位。所述的漏鋼幾率確定包括以下步驟1. 熱電偶溫度具有典型溫度特征，該熱電偶的漏鋼機率增加基本值0.25;2. 熱電偶溫度連續(xù)3個周期上升或下降超過1(TC，該熱電偶的漏鋼機率增 加基本值0. 25;3. 對應下排的熱電偶也出現(xiàn)頭部輪廓，且滿足澆鑄速度是典型溫度特征向 下排傳遞速度的1至2倍的關(guān)系，上排熱電偶漏鋼機率增加0. 25;4. 下排熱電偶溫度超過上排熱電偶溫度，則上排熱電偶漏鋼幾率增加 0. 25;5. 下排熱電偶溫度大幅度上升，當溫度連續(xù)上升超過35。C 45。C，則上排 熱電偶漏鋼幾率增加0. 125;6. 下排熱電偶溫度快速上升即連續(xù)3個周期上升超過1(TC，則上排熱電偶 漏鋼幾率增加0. 25;7. 相鄰熱電偶出現(xiàn)典型溫度特征并且時間延遲大于0小于20個周期，則該 熱電偶漏鋼幾率增加0. 25;8. 相鄰熱電偶出現(xiàn)典型溫度特征并且溫度波形相似，則該熱電偶的漏鋼幾 率增加0. 125;所述的澆鑄速度控制為當發(fā)現(xiàn)漏鋼幾率大于95%的熱電偶，則發(fā)出停機 指令，實現(xiàn)快速停機，若不存在，發(fā)出正常澆鑄指令。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明可以獲取結(jié)晶器上第一排上每一個熱電偶的漏鋼幾率，并在此基礎(chǔ)上提出澆鑄速度控制方法，實現(xiàn)閉環(huán)控制。結(jié)合板坯連鑄機 結(jié)晶器參數(shù)，以及結(jié)晶器中熱電偶安裝位置，動態(tài)確定每個熱電偶的典型溫度特 征，綜合相鄰熱電偶的典型溫度特征，最終得到每個熱電偶的漏鋼幾率。利用本 發(fā)明，可以實現(xiàn)板坯連鑄生產(chǎn)過程中結(jié)晶器各個部分溫度變化情況的動態(tài)監(jiān)視與 跟蹤，通過進一步的計算分析得到相應的漏鋼幾率，必要時采取措施，控制澆鑄 速度，能夠避免粘結(jié)漏鋼的發(fā)生。
圖1典型溫度特征判斷流程2漏鋼幾率確定流程3實例中寬面熱電偶布置4實例中準確報警時的溫度曲線圖
具體實施例方式結(jié)合具體板坯連鑄機條件，結(jié)晶器出口 220mmX1340mm，結(jié)晶 器熱電偶安裝位置寬面每排6個，窄面每排一個，共兩排，寬面熱電偶布置圖如 圖3，第一排熱電偶距結(jié)晶器上口 200毫米，兩排熱電偶之間的距離為200毫米， 鑄機澆鑄速度最大為2.4米。參照圖l，典型溫度特征的撲捉包括以下步驟1. 初始化內(nèi)部變量；2. 讀取工藝參數(shù)，包括鋼種以及其的溫度波動限制范圍；3. 接收現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括鋼種代碼、結(jié)晶器液位、澆鑄速度、各個熱電偶溫 度；4. 統(tǒng)計每個熱電偶近期溫度特征，包括最大值、最小值、平均值、波動速 度，根據(jù)結(jié)晶器液位波動和澆鑄速度波動數(shù)據(jù)，確定不穩(wěn)定系數(shù)。若液 位波動超過12mm或溫度波動超過0.45-C/秒，不穩(wěn)定系數(shù)為1.03否則為 1;若澆鑄速度小于等于0.5米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.06，否則若澆 鑄速度小于等于0.6米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.04，否則若澆鑄速度 小于等于0.7米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.02，否則若澆鑄速度小于等 于0.8米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加O.Ol。5. 檢測溫度是否連續(xù)上升。若溫度5個周期連續(xù)上升，并且總幅度超過 2.4'C則認為溫度連續(xù)上升，并設(shè)置標志為1;6. 檢測是否出現(xiàn)頭部特征。若出現(xiàn)僅最近一個周期的溫度下降并且標志已 經(jīng)置為1并且最高溫度大于之前15分鐘內(nèi)溫度的最大值與穩(wěn)定系數(shù)的 乘積，則認為出現(xiàn)頭部特征，并設(shè)置標志為2;7. 檢測是否出現(xiàn)下降趨勢。若溫度5個周期連續(xù)下降，并且標志為2，并且總幅度超過rc則認為出現(xiàn)下降趨勢，并設(shè)置標志為3;若標志為3則認為相應熱電偶具備了典型溫度特征。8. 當某個熱電偶具備典型溫度特征超出40個周期后對該熱電偶溫度特征 進行復位；當出現(xiàn)澆鑄速度低于0.45米/分鐘或者結(jié)晶器液位低于39mm 時并對所有熱電偶標志復位；參照圖2，所述的漏鋼幾率確定包括以下步驟1. 熱電偶溫度具有典型溫度特征，該熱電偶的漏鋼機率增加基本值0.25;2. 熱電偶溫度連續(xù)3個周期上升或下降超過1(TC，該熱電偶的漏鋼機率增 加基本值0. 25;3. 對應F排的熱電偶也出現(xiàn)頭部輪廓，且滿足澆鑄速度是典型溫度特征向 下排傳遞速度的1至2倍的關(guān)系，上排熱電偶漏鋼機率增加0. 25;4. 下排熱電偶溫度超過上排熱電偶溫度，則上排熱電偶漏鋼幾率增加0. 25;5. 下排熱電偶溫度大幅度上升，當溫度連續(xù)上升超過35'C(低碳鋼)或40°C(包晶鋼)或45'C (其它鋼種)，則上排熱電偶漏鋼幾率增加0. 125;6. 下排熱電偶溫度快速上升即連續(xù)3個周期上升超過IO'C，則上排熱電偶 漏鋼幾率增加0. 25;7. 相鄰熱電偶出現(xiàn)典型溫度特征并且具備時間延遲大于0小于20個周期， 則該熱電偶漏鋼幾率增加0. 25;8. 相鄰熱電偶出現(xiàn)典型溫度特征并且溫度波形相似，則該熱電偶的漏鋼幾 率增加0.125;所述的澆鑄速度控制為當發(fā)現(xiàn)漏鋼幾率大于95%的熱電偶，則發(fā)出停機 指令，實現(xiàn)快速停機，若不存在，發(fā)出正常澆鑄指令。本發(fā)明漏鋼預報的相關(guān)系數(shù)有*典型溫度曲線中平均溫升速度為0.58/秒；*升速過程不穩(wěn)定系數(shù)為1.03;*典型溫度曲線最大向下傳遞時間為20秒；*典型溫度曲線最小向下傳遞時間為4秒；*典型溫度曲線向相鄰熱電偶傳遞最大時間為20秒； *典型溫度曲線向相鄰熱電偶傳遞最小時間為O秒； *典型溫度曲線最大保持時間為40秒； *結(jié)晶器最小液位值20; *最小有效拉速為0.3;參見圖4準確報警時的溫度曲線。應用本發(fā)明后，漏鋼次數(shù)減少90%，成功解決困擾連鑄生產(chǎn)多年的頑疾。利用本發(fā)明能達到通過典型溫度曲線識別既可以不漏掉異常溫度，也最大限度的降低了數(shù)據(jù)處理量。通過熱電偶漏鋼幾率的綜 合計算，提高了漏鋼預報的準確性，大大降低了誤報次數(shù)。實際控制結(jié)果表明， 應用本發(fā)明可以大幅度的減少漏鋼次數(shù)，尤其是避免了粘結(jié)漏鋼的發(fā)生。
權(quán)利要求
1、一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，在結(jié)晶器上安置多排熱電偶，其特征是包括以下步驟a、典型溫度特征的撲捉根據(jù)結(jié)晶器參數(shù)、熱電偶在結(jié)晶器的安裝位置，確定每個熱電偶的典型溫度特征；b、漏鋼幾率的確定根據(jù)相鄰熱電偶的典型溫度特征，同時考慮漏鋼溫度傳遞和溫度異常分布特征，確定每個熱電偶漏鋼幾率；c、澆鑄速度控制當熱電偶漏鋼幾率達到95％，停止?jié)茶T。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，其特征是所 述的典型溫度特征的撲捉包括以下步驟-(1) 初始化內(nèi)部變量；(2) 讀取工藝參數(shù)，包括鋼種以及其的溫度波動限制范圍；(3) 接收現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括鋼種代碼、結(jié)晶器液位、澆鑄速度、各個熱電偶溫度；(4) 統(tǒng)計每個熱電偶近期溫度特征，包括最大值、最小值、平均值、波動速度， 根據(jù)結(jié)晶器液位波動和澆鑄速度波動數(shù)據(jù)，確定不穩(wěn)定系數(shù)若液位波動超過12mm或溫度波動超過0.45'C/秒，不穩(wěn)定系數(shù)為1.03 否則為1;若澆鑄速度小于等于0.5米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.06，否則若澆鑄 速度小于等于0.6米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.04，否則若澆鑄速度小于等 于0.7米/分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.02，否則若澆鑄速度小于等于0.8米/ 分鐘，則不穩(wěn)定系數(shù)增加0.01;(5) 檢測溫度是否連續(xù)上升，若溫度5個周期連續(xù)上升，并且總幅度超過2.4'C 則認為溫度連續(xù)上升，并設(shè)置標志為1;(6) 檢測是否出現(xiàn)頭部特征，若出現(xiàn)僅最近一個周期的溫度下降并且標志已經(jīng) 置為1并且最高溫度大于之前15分鐘內(nèi)溫度的最大值與穩(wěn)定系數(shù)的乘積， 則認為出現(xiàn)頭部特征，并設(shè)置標志為2;(7) 檢測是否出現(xiàn)下降趨勢，若溫度5個周期連續(xù)下降，并且標志為2，并且 總幅度超過rc則認為出現(xiàn)下降趨勢，并設(shè)置標志為3;若標志為3則認為 相應熱電偶具備了典型溫度特征；(8) 當某個熱電偶具備典型溫度特征超出40個周期后對該熱電偶溫度特征進 行復位；當出現(xiàn)澆鑄速度低于0.45米/分鐘或者結(jié)晶器液位低于39mm時并對所有熱電偶標志復位。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，其特征是所 述的漏鋼幾率確定包括以下步驟(1) 熱電偶溫度具有典型溫度特征，該熱電偶的漏鋼機率增加基本值0. 25;(2) 熱電偶溫度連續(xù)3個周期上升或下降超過10°C，該熱電偶的漏鋼機率增 加基本值0. 25;(3) 對應下排的熱電偶也出現(xiàn)頭部輪廓，且滿足澆鑄速度是典型溫度特征向下 排傳遞速度的1至2倍的關(guān)系，上排熱電偶漏鋼機率增加0. 25;(4) 下排熱電偶溫度超過上排熱電偶溫度，則上排熱電偶漏鋼幾率增加0. 25;(5) 下排熱電偶溫度大幅度上升，當溫度連續(xù)上升超過35。C 45。C，則上排熱 電偶漏鋼幾率增加0. 125;(6) 下排熱電偶溫度快速上升即連續(xù)3個周期上升超過l(TC，則上排熱電偶漏 鋼幾率增加0. 25;(7) 相鄰熱電偶出現(xiàn)典型溫度特征并且時間延遲大于0小于20個周期，則該 熱電偶漏鋼幾率增加0. 25;(8) 相鄰熱電偶出現(xiàn)典型溫度特征并且溫度波形相似，則該熱電偶的漏鋼幾率 增加0. 125。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，其特征是所 述的澆鑄速度控制為當發(fā)現(xiàn)漏鋼幾率大于95%的熱電偶，則發(fā)出停機指令， 實現(xiàn)快速停機，若不存在，發(fā)出正常澆鑄指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，具體為板坯連鑄過程中根據(jù)結(jié)晶器熱電偶溫度變化情況防止粘結(jié)漏鋼發(fā)生的方法。主要解決現(xiàn)有的各種漏鋼預報方法存在的干擾因素考慮不夠全面以及對小范圍的粘結(jié)、卷渣不能及時預報的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種板坯連鑄漏鋼預報控制方法，在結(jié)晶器上安置多排熱電偶，其特征是包括以下步驟a.典型溫度特征的撲捉根據(jù)結(jié)晶器參數(shù)、熱電偶在結(jié)晶器的安裝位置，確定每個熱電偶的典型溫度特征；b.漏鋼幾率的確定根據(jù)相鄰熱電偶的典型溫度特征，同時考慮漏鋼溫度傳遞和溫度異常分布特征，確定每個熱電偶漏鋼幾率；c.澆鑄速度控制當熱電偶漏鋼幾率達到95％，停止?jié)茶T。本發(fā)明主要用于連鑄漏鋼報警。
文檔編號B22D11/18GK101332499SQ20071009390
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者李衛(wèi)東, 田建良 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司