一种连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法技术

本发明专利技术公开了一种连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法，属于冶金连铸工艺技术领域。本发明专利技术的判定方法包括以下步骤：步骤一、结晶器铜板内热电偶温度数据采集、预处理和存储；步骤二、通过热电偶温度变化速率进行单个热电偶温升异常检查；步骤三、进行温升异常热电偶所在列和相邻列的粘结纵向传播模型检查，计算满足模型检查的温升异常热电偶总数为X；步骤四、根据满足模型检查的温升异常热电偶总数做出粘结报警或粘结警告的判定。本发明专利技术实现了对铸坯粘结的及时准确判定，尽可能缩短了报警响应时间，并在保证100％粘结报出率的同时降低了误报频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金连铸工艺
，更具体地说，设及一种连铸巧与结晶器铜板 粘结行为的判定方法。
技术介绍
在W高拉速为核屯、的恒速高效连铸技术的发展过程中，粘结漏钢问题是制约高拉 速连铸的关键因素之一，已成为了连铸工作者迫切需要解决的重要难题。解决粘结漏钢对 保证高拉速连铸生产顺行和生产高质量铸巧具有重要意义，目前除改善诱发铸巧粘结的诱 铸工艺因素外，主要手段是开发有效的铸巧和结晶器铜板粘结的判定方法，尽早的识别粘 结行为并采取有效措施控制，避免漏钢。 连铸粘结漏钢的形成机制包括铸巧粘结的形成和传播过程。铸巧粘结多发生在弯 月面及其附近位置，由于巧壳和结晶器铜板之间润滑不良等因素使初生凝固巧壳与铜板发 生粘结。在结晶器振动和拉巧作用下，凝固巧壳不断地被撕裂和重新凝固，形成的?'型撕 裂口不断地向下移动，当到达结晶器出口发生漏钢，运就是粘结的传播行为。粘结裂口不仅 沿拉巧方向纵向传播，而且沿水平方向横向传播。为了避免粘结漏钢，国内外开发了很多铸 巧粘结的检测方法，目前最有效的方法是在结晶器铜板内埋设一定数量热电偶测量铜板溫 度变化，通过铸巧粘结时的热电偶溫度时空变化特征来识别粘结行为。铸巧粘结时的热电 偶溫度时空变化特征包括:单个热电偶溫度在时间上表现了先升后降规律，并具有一定溫 度幅度或溫度变化速率和持续时间，W及多排热电偶溫度变化在空间上表现了"时滞性"和 "溫度倒置"现象，但由于结晶器保护渣融化和流入不稳定等影响，造成"溫度倒置"现象并 不是有组织有系统的出现，不具有普遍性。识别运些特征的粘结判定方法有逻辑判断算法 和智能算法，虽然智能算法在解决实际的非线性问题具有较好的性能，但考虑到逻辑判断 算法实现简单、可操作性强、实时性高、可靠性高、易维护等优点，已被广泛应用于各大钢厂 漏钢预报系统。 在目前的各类逻辑判断算法中，热电偶布置和逻辑规则设计有很大不同，导致算 法性能和报警时效性有很大差异，特别是在实际应用时，由于热电偶故障或巧壳生长不均 匀等导致的热电偶溫度波动，容易引起粘结报警不及时、粘结误报警。一旦粘结报警不及 时，则无法通过降拉速措施使粘结修复从而避免漏钢;而每一次误报警会导致铸机突然降 速或停机，严重影响铸巧质量和铸机的高效化生产，和漏钢事故一样都会造成巨大的经济 损失。所W在设计粘结的逻辑判断算法时，不仅要及时报出粘结行为，考虑报警时效性，缩 短报警响应时间，为后续粘结漏钢的修复创造有利条件，同时又必须尽可能的减少误报警。 专利文件CN 101332499公开了一种板巧连铸漏钢预报控制方法，该预报控制方法 是基于结晶器热电偶溫度变化，通过逻辑判断算法实现粘结漏钢判定的。该预报控制方法 利用溫度幅度检查和持续时间判断单个热电偶粘结时典型溫度波形，并通过相邻热电偶溫 度异常变化的时滞性考虑了粘结的纵向和横向传播行为，利用该方法提高了漏钢预报的准 确性，降低了误报警次数。但是，该预报控制方法没有考虑到粘结报警的时效性，特别是在 采用溫度幅度检查时，对单个热电偶粘结溫度波形的识别报警时间较晚，导致不一定能够 及时报出粘结行为。 专利文件CN 102825234A公开了一种粘结漏钢的判定报警方法，该判定报警方法 是基于多排热电偶溫度在空间变化的时滞性和溫度曲线交叉（即溫度倒置)特征，是针对粘 结时的典型溫度变化波形模式或理论溫度变化波形模式而设计的，而在实际生产过程中， 并非所有粘结溫度变化波形模式都会表现出"溫度倒置"现象，并且实际生产时经常有较大 的热电偶溫度波动，运样极易产生"溫度倒置'现象，所W会增加该判定报警方法误报和漏 报的几率。此外，该判定报警方法也没有考虑粘结报警的响应时间和时效性，而利用"溫度 倒置"特征判断粘结，主要着眼于上下排溫度波形曲线的交叉点，根据倒置溫度来判断是否 发生异常情况，关注的时间区域明显晚于溫度曲线上升阶段，从而影响粘结报警时间，不能 及时报出粘结行为。 专利文件CN 102886504A公开了一种基于机器视觉的粘结漏钢预报方法，该粘结 漏钢预报方法是基于结晶器铜板溫度速率热像图，采用计算机图像处理算法提取粘结时热 像图上的异常区域特征，然后采用一定逻辑规则进行漏钢判断。但是，该方法缺乏大量的实 例验证和比较分析，且未考虑粘结报警响应时间和时效性等重要问题。
技术实现思路
[000引1.专利技术要解决的技术问题 鉴于在实际应用时，热电偶故障或巧壳生长不均匀等导致的热电偶溫度波动，容 易引起粘结报警不及时、粘结误报警等缺点，本专利技术提供了一种连铸巧与结晶器铜板粘结 行为的判定方法，实现了对铸巧粘结的及时准确判定，尽可能缩短了报警响应时间，并在保 证100%粘结报出率的同时大大降低了误报频率，避免了漏钢事故，保证了连铸生产顺行和 提高了铸巧质量。 2.技术方案 为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为： 本专利技术的连铸巧与结晶器铜板粘结行为的判定方法，其中：在结晶器铜板内埋设 多排热电偶，包括W下步骤： 步骤一、结晶器铜板内热电偶溫度数据采集、预处理和存储； 步骤二、通过热电偶溫度变化速率进行单个热电偶溫升异常检查； 步骤Ξ、进行溫升异常热电偶所在列和相邻列的粘结纵向传播模型检查，计算满 足模型检查的溫升异常热电偶总数为X; 步骤四、根据满足模型检查的溫升异常热电偶总数做出粘结报警或粘结警告的判 定。 作为本专利技术更进一步的改进，步骤一中，首先采集结晶器铜板内所有热电偶溫度 数据，然后分别对采集的所有热电偶溫度数据进行如下预处理： 条件（1)、当前时刻热电偶溫度小于Τι或大于T2;条件(2)、当前时刻热电偶溫度变 化速率小于θ?或大于02; 当某个热电偶满足条件（1)或条件(2)时，则标记该热电偶当前时刻状态为0,不参 与后续步骤的计算;反之，则标记该热电偶当前时刻状态为1，参与后续步骤的计算； 在热电偶溫度数据的每个检测周期内，均进行上述预处理，最后，将热电偶标记的 状态保存到Ξ维数组Y中，并遍历所有热电偶，且将状态标记为1的热电偶溫度数据 保存到Ξ维数组T中； 其中，Y表示第i行j列热电偶在t时刻标记的状态;T表示第i行j列 热电偶在t时刻的溫度值。 作为本专利技术更进一步的改进，步骤一的条件（2)中，根据W下公式（1)计算当前时 刻所有热电偶溫度变化速率，并保存到Ξ维数组Θ 中； (1) 其中，0表示第i行j列热电偶在t时刻的溫度变化速率，（T-T)表示第i行j列热电偶在(tn?-tprev)时间内的溫度变化，（tn?-tprev)为计算热电偶 溫度变化速率的时间间隔，取5s; 步骤一中，Τι、Τ2分别取50°C、200°C;目1、目2分别取-2.00°(3/3、2.20°(3/3;热电偶溫 度数据的检测周期为1秒。 作为本专利技术更进一步的改进，步骤二中，如果当前时刻热电偶TC同时满足W 下公式(2)和公式(3)，则认为该热电偶溫升异常，并将该热电偶当前时刻状态Y更 新为2; 其中，TC表示第i行j列热电偶，和巧f分别为设定的热电偶溫升速率最 大值和最小值；和Δ?：7分别为设定的热电偶溫升持续时间最大值和最小值；t茹art为 热电偶持续满足公式(2)的溫升开始时刻、t为当前时刻，Δ tup为热电偶持续满足公式(2)的 溫升持续时间。 作为本专利技术更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法，其中：在结晶器铜板内埋设多排热电偶，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、结晶器铜板内热电偶温度数据采集、预处理和存储；步骤二、通过热电偶温度变化速率进行单个热电偶温升异常检查；步骤三、进行温升异常热电偶所在列和相邻列的粘结纵向传播模型检查，计算满足模型检查的温升异常热电偶总数为X；步骤四、根据满足模型检查的温升异常热电偶总数做出粘结报警或粘结警告的判定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何飞，周俐，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34