連鑄漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用及改進(jìn)①

鄭　鍵

(湖南華菱漣源鋼鐵有限公司， 湖南 婁底　417009)

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連鑄漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用及改進(jìn)①

鄭鍵

(湖南華菱漣源鋼鐵有限公司， 湖南 婁底417009)

介紹了達(dá)涅利漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、漏鋼預(yù)報(bào)判斷原理、預(yù)報(bào)算法以及現(xiàn)場應(yīng)用存在的問題及改進(jìn)措施。

板坯連鑄； 漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)； 漏鋼預(yù)報(bào)判斷原理； 預(yù)報(bào)算法

引　言

湖南華菱漣源鋼鐵有限公司(以下簡稱“漣鋼”)210轉(zhuǎn)爐廠板坯連鑄漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)為意大利達(dá)涅利產(chǎn)品，投產(chǎn)初期由于原檢測系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)上有多種缺陷及參數(shù)設(shè)置不合理，導(dǎo)致系統(tǒng)存在誤報(bào)、漏報(bào)問題，對產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)造成了影響。經(jīng)過不斷改進(jìn)檢測系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)壞點(diǎn)及系統(tǒng)誤報(bào)率；根據(jù)工藝調(diào)整漏鋼判斷參數(shù)，極大地提高了典型粘結(jié)漏鋼預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

1　結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)軟件及檢測系統(tǒng)構(gòu)成

1.1預(yù)報(bào)軟件系統(tǒng)的組成

結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)主要由兩部分組成 (總體布置如圖 1 所示) :結(jié)晶器漏鋼檢測系統(tǒng)的圖形界面、 粘鋼檢測和漏鋼預(yù)報(bào)的計(jì)算法則。

圖1　檢測控制及軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

Shared memory——共享存儲(chǔ)器，是 MBPS (Mould Breakout Prevention System)和計(jì)算法則之間數(shù)據(jù)交換的公共區(qū)域;

Config Files——組態(tài)文件;

Algorithm——運(yùn)算法則;

DCACom——自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)界面包(用于與 PLC的通訊) 。

1.2原結(jié)晶器熱電偶的分布

以漣鋼210轉(zhuǎn)爐廠1#連鑄機(jī)為例：內(nèi)外弧熱電偶自上而下各有7行11列，共154個(gè)；左右窄面熱電偶各有7行2列，共28個(gè)(如圖2所示)，埋入結(jié)晶器銅板的熱電偶總共有182個(gè)。

圖2　結(jié)晶器熱電偶安裝

2　結(jié)晶器漏鋼判斷基本原理

漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)判斷基本原理：結(jié)晶器粘結(jié)漏鋼溫度關(guān)系如圖3所示，正常澆注情況下，由于結(jié)晶器內(nèi)新生高溫坯殼不斷向下運(yùn)動(dòng)，上排熱電偶溫度大于下排熱電偶的溫度；當(dāng)坯殼發(fā)生粘結(jié)被拉斷時(shí)，上排熱電偶溫度降低，補(bǔ)入的鋼水直接和銅板接觸，拉斷處會(huì)形成薄弱的坯殼并將繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，在鋼水靜壓力的作用下緊貼銅壁，使下排的熱電偶溫度隨之升高。當(dāng)彎月面(通常指第一行熱電偶)溫度下降速度達(dá)到設(shè)定的粘鋼偏差極限值時(shí)，2～6行熱電偶(第7行一般不參與)和彎月面熱電偶之間溫差逆轉(zhuǎn)達(dá)到設(shè)定值,即發(fā)生粘鋼報(bào)警。

圖3　結(jié)晶器粘結(jié)漏鋼溫度關(guān)系

3　MBPS參數(shù)及算法

3.1MBPS主要參數(shù)設(shè)定

達(dá)涅利MBPS軟件算法中需要對粘結(jié)校準(zhǔn)值(Sticking Check Value)、粘結(jié)變化極限值(Sticking Deviation Limit)、漏鋼變化極限值(BreakOut Deviation Limit)、檢測周期(Check Interval)、 粘結(jié)警告計(jì)數(shù)限制值(Sticking Warning Count Limit)粘結(jié)報(bào)警計(jì)數(shù)限制值(Sticking Alarm Count Limit )參數(shù)結(jié)合工藝進(jìn)行設(shè)置 ，該部分參數(shù)決定了預(yù)報(bào)算法判斷的基準(zhǔn)值。

3.2MBPS主要算法

3.2.1寬邊粘結(jié)

按照同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)一個(gè)粘結(jié)計(jì)數(shù)：1)交叉點(diǎn)后溫度差大于粘結(jié)校準(zhǔn)值(Sticking Check Value)；2)在交叉點(diǎn)后產(chǎn)生大于粘結(jié)校準(zhǔn)值(Sticking Check Value)的前一個(gè)檢測周期內(nèi)(Check Interval)液面溫度變化率大于設(shè)定粘結(jié)變化極限值(Sticking Deviation Limit)。

當(dāng)在同一寬邊粘結(jié)計(jì)數(shù)大于粘結(jié)警告計(jì)數(shù)限制值時(shí)輸出一個(gè)警告；當(dāng)在同一寬邊粘結(jié)計(jì)數(shù)大于粘結(jié)報(bào)警限制值時(shí)輸出一個(gè)報(bào)警；

3.2.2窄邊粘結(jié)

結(jié)晶器窄邊粘結(jié)漏鋼具體算法(如圖4所示)與寬邊相似，但不是單點(diǎn)比較，采用的是同一列前三排與其它排比較：

圖4　結(jié)晶器窄邊粘結(jié)漏鋼溫度關(guān)系

1)交叉點(diǎn)后溫度差大于10℃；

2)在交叉點(diǎn)后產(chǎn)生大于粘結(jié)校準(zhǔn)值(Sticking Check Value)溫度差的前一個(gè)計(jì)算周期內(nèi)液面溫度梯度值大于粘結(jié)偏差值。具體如下：

檢測比較每一列x從1變化到3，而y的變化從x+1到7(窄面最后一排)。

如果同一列中的相鄰的兩個(gè)熱電偶(y=x+1)同時(shí)滿足粘結(jié)的兩個(gè)條件，

如：(x=1；y=2)，(x=2；y=3)，(x=3；y=4)等等則生成警告；

如果這兩個(gè)條件是在同一列上兩個(gè)不相鄰的(y>x+1)熱電偶滿足條件，

如：(x=1；y=3)，(x=1；y=4)，(x=1；y=5)，(x=1；y=6)，(x=1；y=7)，(x=2；y=4)，(x=2；y=5)……等等則生成報(bào)警。

3.2.3熱點(diǎn)檢測

結(jié)晶器熱點(diǎn)比較如圖5所示，定義TC(ij)為i行j列熱電偶溫度。當(dāng)此點(diǎn)溫度變化率大于漏鋼偏差值時(shí)即為1個(gè)熱點(diǎn)，當(dāng)相鄰兩個(gè)點(diǎn)滿足熱點(diǎn)條件時(shí)發(fā)出漏鋼報(bào)警。

圖5　結(jié)晶器熱點(diǎn)比較

4　提高M(jìn)BPS預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性

根據(jù)漏鋼預(yù)報(bào)算法可以看出，漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)算各項(xiàng)因素中基礎(chǔ)檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與穩(wěn)定尤為關(guān)鍵，其次漏鋼預(yù)報(bào)判定參數(shù)是否設(shè)置合理是提高準(zhǔn)確性的重要調(diào)節(jié)手段，為此，我們根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際從設(shè)備以及工藝入手主要做了以下改進(jìn)，以提高檢測準(zhǔn)確性。

(1)通過改變結(jié)晶器熱電偶結(jié)構(gòu)，采用一體化帶補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶，熱電偶到接線盒中間無電氣接頭，熱電偶固定接頭前后用O型圈密封。改造后適應(yīng)現(xiàn)場水汽環(huán)境，防止接頭處水汽聚集造成假數(shù)據(jù)，一體化改進(jìn)后降低了故障率，提高了熱電偶在線壽命。

(2)將熱電偶接線盒從結(jié)晶器上方移到結(jié)晶器下方，加強(qiáng)接線盒密封性，通入壓縮空氣保持接線盒微正壓，防止水汽進(jìn)入。防止了生產(chǎn)時(shí)接線盒與結(jié)晶器一起振動(dòng)造成接線盒內(nèi)接線松動(dòng)，消除了檢測數(shù)據(jù)因振動(dòng)產(chǎn)生的干擾性波動(dòng)，將原1.6 mm2的鍍金插針改用大尺寸、耐疲勞的2.5 mm2的鍍金插針，并采用帶吹掃孔的電纜連接針套來固定接插件，有效地減少了插接件的松動(dòng)、銹蝕現(xiàn)象。

(3)將現(xiàn)場接線盒至PLC的銅芯電纜連接線改為對應(yīng)補(bǔ)償導(dǎo)線，直接連接至PLC，并優(yōu)化了補(bǔ)償溫度程序，智能判斷環(huán)境溫度，避免數(shù)據(jù)異常造成測量數(shù)據(jù)誤差。根據(jù)漏鋼預(yù)報(bào)控制原理，重新優(yōu)化了預(yù)報(bào)程序，取消1#機(jī)第7排，2#機(jī)第6排的熱電偶。減少了未起預(yù)報(bào)效果的熱電偶數(shù)量，減少了設(shè)備消耗，降低了故障率。

(4)自制了離線熱態(tài)熱電偶檢測裝置，通過標(biāo)準(zhǔn)化操作，對每一臺(tái)下線結(jié)晶器熱電偶檢測常溫以及沸水溫度兩點(diǎn)溫度，對溫度不穩(wěn)定以及超差的予以更換，保證上線時(shí)溫度壞點(diǎn)不多于2個(gè)。

(5)根據(jù)歷史漏鋼數(shù)據(jù)，分析并提取交叉點(diǎn)前后各項(xiàng)預(yù)報(bào)設(shè)定值，并與鋼種、結(jié)晶器等工藝參數(shù)相結(jié)合，修訂預(yù)報(bào)參數(shù)；工藝人員根據(jù)不同結(jié)晶器的特性制定不同漏鋼預(yù)報(bào)參數(shù)，操作人員根據(jù)實(shí)際選擇修訂后對應(yīng)預(yù)報(bào)判斷參數(shù)，通過數(shù)據(jù)的積累及改進(jìn)，逐步提高了預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

通過以上改進(jìn)方法的實(shí)施應(yīng)用，漣鋼210轉(zhuǎn)爐廠連鑄漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)確率得到大幅度提升，配合操作人員的精心操作，典型粘結(jié)漏鋼事故已從改進(jìn)前8～10次/年降至1次/年，極大地保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，減少了損失。

5　結(jié)束語

(1)漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)是否能夠準(zhǔn)確檢測,安裝在結(jié)晶器上的熱電偶是否能夠準(zhǔn)確反映實(shí)際溫度是最為重要的基礎(chǔ)。

(2) 工藝技術(shù)人員是否能夠根據(jù)不同結(jié)晶器的特性及時(shí)優(yōu)化、修改漏鋼預(yù)報(bào)參數(shù)是提高準(zhǔn)確的重要保障。

(3) 嚴(yán)格的結(jié)晶器驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和合理的操作制度是進(jìn)一步提高準(zhǔn)確率的保證。

2016-05-28

鄭鍵(1983—)，男，助理工程師

TF777.1