【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金行业炼钢连铸工艺，具体涉及连铸机在浇铸过程中的中包钢水液位控制方法与连铸机。
技术介绍
1、在连铸过程中，大包位于中包的上方，结晶器位于中包的下方，钢水通过大包水口流入到中包中，然后通过中包水口流入到结晶器中进行铸坯，大包中的钢水流量可以通过控制大包水口的开口度进行控制。中包作为钢水从钢包到结晶器的过渡容器，影响着整个连铸过程的稳定和铸坯质量。中包液位稳定，可以保持流入结晶器的钢水流量稳定，从而利于拉速稳定；中包液位过低，可能会发生断流事故，形成冷隔，对铸坯的质量产生影响；中包液位过高，可能会发生溢钢事故，对设备和人员造成危害，因此，中包液位控制是连铸环节中的一个关键工序，对于铸坯质量、生产安全和降低成本具有重要意义。
2、在大包钢水重量一定的情况下，影响中包钢水液位的主因素包括大包水口开度、中包设备尺寸、浇铸流数n、浇铸拉速v拉速等。目前，中包钢水液位控制经常需要人工干预，操作工依据自身经验对中包钢水液位进行目测，从而对滑动水口进行控制，这种操作经验不易精确描述，各信号量和评价指标不能定量表示。
技术实现思路
1、针对上述技术现状，本专利技术提供一种连铸机在浇铸过程中的中包钢水液位控制方法，利用该方法能够动态控制中包钢水液位，可实现保持中包液位稳定，从而利于连铸生产稳定和铸坯质量。
2、本专利技术的技术方案是：一种连铸机在浇铸过程中的中包钢水液位控制方法，钢水通过大包水口流入中包，通过中包水口流入结晶器铸坯；
3、设置中包重量
4、根据中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值、中包钢水重量变化率、浇铸流数n以及浇铸拉速v拉速产生时间脉冲信号，所述时间脉冲信号的正负性由中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值的正负性控制，所述时间脉冲信号的占空比由浇铸流数n、浇铸拉速v拉速以及中包钢水重量变化率控制；
5、通过所述时间脉冲信号控制大包水口开度。
6、作为一种优选的实现方式，中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值为负值时，所述时间脉冲信号为正脉冲信号，通过所述时间脉冲信号控制大包水口开度增加，即大包水口进行打开动作，使大包水口开度增加；中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值为正值时，所述时间脉冲信号为负脉冲信号，通过所述时间脉冲信号控制大包水口开度缩减，即大包水口进行收缩动作，使大包水口开度缩小。
7、作为优选，通过所述时间脉冲信号的脉冲宽度控制大包水口开度的大小。
8、作为优选，所述时间脉冲的周期由中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值大小控制。作为进一步优选，所述中包钢水重量变化率小于中包钢水重量变化率阈值v变化率阈值时，所述时间脉冲的占空比为零，即大包水口开度不变化，所述v变化率阈值可调。
9、作为一种优选的实现方式，设置用于调节大包水口开度的执行单元；所述中包重量检测单元检测得到的中包钢水重量w传输至控制单元，在控制单元得到中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值以及中包钢水重量随时间的变化率，并产生时间脉冲信号；将该时间脉冲信号作为所述执行单元的控制信号，控制大包水口开度，以调节中包钢水进水流量，达到动态控制中包钢水液位的目的。
10、作为一种优选的实现方式，采用模糊控制理论产生时间脉冲信号，即，运用模糊数学的基本理论，对中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值、中包钢水重量变化率、浇铸流数n以及浇铸拉速v拉速进行模糊化，用模糊集表示，存入plc(可编程逻辑控制器)程序中，然后依据模糊规则处理，输出所述时间脉冲信号，从而实现对大包水口的开度动态控制。。
11、所述浇铸流数n是指在一台连铸机能同时浇铸的铸坯根数，n为正整数。
12、所述脉冲的占空比由浇铸流数n、浇铸拉速v拉速及中包钢水重量变化率控制，浇铸流数n越大占空比越大，浇铸拉速v拉速越大占空比越大，中包钢水重量变化率越大占空比越大，反之，浇铸流数n越小占空比越小，浇铸拉速v拉速越小占空比越小，中包钢水重量变化率越小占空比越小。
13、作为优选，大包水口可滑动，作为进一步优选，大包水口的滑动速度恒定，所述脉冲的脉冲宽度作为滑动水口的滑动时间。作为一种实现方式，在大包水口设置液压缸，通过液压缸驱动大包水口滑动。
14、作为一种优选的实现方式，根据中包钢水重量w与中包钢水目标重量wz0的偏差，中包钢水重量可分为四个区：死区、微控区、中控区、快控区；
15、所述死区中，中包钢水重量w与中包钢水目标重量wz0的偏差在a范围内，即，wz0-a≤w≤wz0+a，a＞0；
16、所述微控区中，中包钢水重量w与死区的上、下限重量的偏差在b-a范围内，即，wz0-b≤w≤wz0-a、wz0+a≤w≤wz0+b，b＞a，当中包钢水重量位于该区中时，通过所述时间脉冲控制大包水口开度，使中包钢水液位向死区变化；
17、所述中控区，中包钢水重量w与微控区的上、下限重量的偏差在c-b范围内，即，wz0-c≤w≤wz0-b、wz0+b≤w≤wz0+c，c＞b；当中包钢水重量位于该区中时，通过所述时间脉冲控制大包水口开度，使中包钢水液位向死区变化；
18、所述快控区，中包钢水重量w与中控区的上、下限重量的偏差在c范围以外，即，w≤wz0-c、wz0+c≤w，当中包钢水重量位于该区中时，通过所述时间脉冲控制大包水口开度，使中包钢水液位向死区变化。
19、当中包钢水重量位于所述死区中，作为优选，若中包钢水重量变化率小于或者等于中包钢水重量变化率阈值v变化率阈值时，不产生时间脉冲信号，或者可视为产生的时间脉冲信号的周期为0，大包水口开度不动作，即开度恒定，此时中包钢水液位为理想液位；若包钢水重量变化率大于v变化率阈值时，通过所述时间脉冲控制大包水口开度，使中包钢水液位向所示理想液位变化。
20、当中包钢水重量位于所示快控区中，为了避免出现液位控制速率较低而导致出现溢钢或者断流等问题，优选对大包滑动水口开度进行控制，使中包钢水液位快速变化，以恢复理想液位，此时，可依据浇铸流数n、浇铸拉速v拉速及中包钢水重量变化率控制，从而控制时间脉冲的占空比，同时根据中包钢水重量变化率控制时间脉冲的周期，两者共同作用可使调节过程平稳进行。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术采用重量检测单元与控制单元，重量检测单元对中包钢水重量w进行实时监测，控制单元根据中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值、中包钢水重量随时间的变化率、浇铸流数n以及浇铸拉速v拉速产生时间脉冲信号，通过该时间脉冲信号控制大包水口开度，调节中包钢水进水流量，达到动态控制中包钢水液位的目的，能够实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.连铸机在浇铸过程中的中包钢水液位控制方法，钢水通过大包水口流入中包，通过中包水口流入结晶器铸坯；其特征是：
2.如权利要求1所述的控制方法：中包钢水重量W与中包钢水重量目标值WZ0之间的差值为负值时，所述时间脉冲信号为正脉冲信号，通过所述时间脉冲信号控制大包水口开度增加；
3.如权利要求1所述的控制方法：通过所述时间脉冲信号的脉冲宽度控制大包水口开度的大小。
4.如权利要求1所述的控制方法：所述时间脉冲的周期由中包钢水重量W与中包钢水重量目标值WZ0之间的差值大小控制。
5.如权利要求1所述的控制方法：设置用于调节大包水口开度的执行单元；
6.如权利要求1所述的控制方法：采用模糊控制理论产生所述时间脉冲信号。
7.如权利要求6所述的控制方法：大包水口可滑动；
8.如权利要求1所述的控制方法：根据中包钢水重量W与中包钢水目标重量WZ0的偏差，中包钢水重量可分为四个区：死区、微控区、中控区、快控区；
9.如权利要求1所述的控制方法：在死区中，若中包钢水重量变化率小于或者等于中包钢水重量
10.如权利要求1所述的控制方法：中包钢水重量位于所述快控区中，依据浇铸流数、浇铸拉速V拉速及中包钢水重量变化率的变化，产生控制时间脉冲的占空比，同时根据中包钢水重量W与中包钢水重量目标值WZ0之间的差值大小控制控制时间脉冲的周期。
11.连铸机，包括大包、中包与结晶器，其特征是：在浇铸过程中，中包钢水液位控制方法采用权利要求1至10中任一权利要求所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.连铸机在浇铸过程中的中包钢水液位控制方法，钢水通过大包水口流入中包，通过中包水口流入结晶器铸坯；其特征是：
2.如权利要求1所述的控制方法：中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值为负值时，所述时间脉冲信号为正脉冲信号，通过所述时间脉冲信号控制大包水口开度增加；
3.如权利要求1所述的控制方法：通过所述时间脉冲信号的脉冲宽度控制大包水口开度的大小。
4.如权利要求1所述的控制方法：所述时间脉冲的周期由中包钢水重量w与中包钢水重量目标值wz0之间的差值大小控制。
5.如权利要求1所述的控制方法：设置用于调节大包水口开度的执行单元；
6.如权利要求1所述的控制方法：采用模糊控制理论产生所述时间脉冲信号。
7.如权利要求6所述的控制方法：大包水口可滑动；
8.如权利要求1所述的控制方法：根...
【专利技术属性】
技术研发人员：李柄宏，肖海健，董福生，黄文华，幸伟，张冬平，
申请(专利权)人：中冶南方连铸技术工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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