多流连铸尾坯动态拉速优化方法及系统与流程

本申请属于钢铁冶金连铸生产领域，具体涉及一种多流连铸尾坯动态拉速优化方法及系统。

背景技术：

1、在连铸生产过程中，当大包或中包钢水即将耗尽时，进入尾坯阶段。传统做法是各流按原定拉速继续浇铸，直至钢水浇完。由于剩余钢水量通常不是定尺坯重量的整数倍，各流最后均会留下一段长度小于定尺的短坯，该短坯无法作为成品，需切废处理。对于四流以上的连铸机，每炉钢水尾坯阶段可能产生多根短坯，造成金属收得率下降、生产成本升高。

2、目前各钢厂会通过部分铸流提前停浇、人工估算等方法来减少废尾坯，但通常需人工干预，难以精确协调，且容易使拉速不稳定，影响生产节奏和钢坯质量。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种多流连铸尾坯动态拉速优化方法，以及一种多流连铸尾坯动态拉速优化系统，本申请仅一个铸流产生尾坯废料，能保持总拉速不变，能实现全自动尾坯优化。

2、本申请所采用的技术方案是：

3、一种多流连铸尾坯动态拉速优化方法，获取连铸生产过程的工艺参数和实时状态数据，根据剩余钢水总质量和单根定尺坯质量计算剩余钢水可浇铸的总等效根数，并将总等效根数按照铸流总数进行均分，得到每流分配的基础根数和余数根数；根据各铸流当前已浇铸但尚未切割的铸坯长度以及结晶器液面至火切机的距离，计算各铸流当前已拉出的等效根数，并根据各铸流当前已拉出的等效根数，分别计算各铸流补足至整根定尺坯所需的补足根数；选定一个调节铸流，其它作为非调节铸流，将基础根数、调节铸流的补足根数以及余数根数相加，得到调节铸流的总分配根数，将基础根数分别与各非调节铸流的补足根数相加，得到各非调节铸流的总分配根数；在维持当前总拉速不变的基础上，根据各铸流的总分配根数占所有铸流总分配根数之和的比例，分别分配各铸流的目标拉速；将各铸流的当前拉速调整为对应的目标拉速，以使各非调节铸流在钢水耗尽时均产出完整定尺坯，仅调节铸流产生尾坯废料。

4、优选地，剩余钢水可浇铸的总等效根数的计算公式为：

5、

6、其中，为剩余钢水可浇铸的总等效根数，为剩余钢水总质量，为单根定尺坯质量；

7、单根定尺坯质量的计算公式为：

8、

9、其中，为铸坯断面面积；为铸坯密度；为定尺长度；

10、基础根数和余数根数的计算公式为：

11、

12、

13、其中，为铸流总数；为基础根数，由向下取整得到；为余数根数，由减去得到。

14、优选地，各铸流当前已拉出的等效根数的计算公式为：

15、

16、其中，为第流当前已拉出的等效根数；为第流当前已浇铸但尚未切割的铸坯长度；为结晶器液面至火切机的距离；为定尺长度。

17、优选地，各铸流补足至整根定尺坯所需的补足根数的计算公式为：

18、

19、其中，为第流的补足根数；为第流当前已拉出的等效根数；表示对向上取整。

20、优选地，各非调节铸流的总分配根数的计算公式为：

21、

22、调节铸流的总分配根数的计算公式为：

23、

24、其中，为第流的总分配根数；为基础根数；为第流的补足根数；为余数根数。

25、优选地，各铸流的目标拉速的计算公式为：

26、

27、其中，为第流的目标拉速；为当前总拉速，，为第流的当前拉速，为铸流总数；为第流的总分配根数。

28、优选地，在将各铸流的当前拉速调整为对应的目标拉速之前，进行约束条件判断：

29、判断各铸流的目标拉速相对于当前拉速的波动量是否均在预设允许范围内；

30、判断调节铸流在调整后产生的尾坯废料长度是否在预设允许范围内；

31、判断当前剩余钢水数量是否满足预设的最小允许条件；

32、若上述条件均满足，则执行拉速调整；否则，不执行拉速调整并发出提示信息。

33、一种多流连铸尾坯动态拉速优化系统，包括：

34、数据采集模块，用于获取连铸生产过程的工艺参数和实时状态数据；

35、数据处理模块，用于接收数据采集模块的数据并进行以下数据处理：根据剩余钢水总质量和单根定尺坯质量计算剩余钢水可浇铸的总等效根数，并将总等效根数按照铸流总数进行均分，得到每流分配的基础根数和余数根数；根据各铸流当前已浇铸但尚未切割的铸坯长度以及结晶器液面至火切机的距离，计算各铸流当前已拉出的等效根数，并根据各铸流当前已拉出的等效根数，分别计算各铸流补足至整根定尺坯所需的补足根数；将基础根数、调节铸流的补足根数以及余数根数相加，得到选定的调节铸流的总分配根数，将基础根数分别与各非调节铸流的补足根数相加，得到其它的各非调节铸流的总分配根数；在维持当前总拉速不变的基础上，根据各铸流的总分配根数占所有铸流总分配根数之和的比例，分别分配各铸流的目标拉速；

36、拉速控制模块，用于将各铸流的当前拉速调整为对应的目标拉速，以使各非调节铸流在钢水耗尽时均产出完整定尺坯，仅调节铸流产生尾坯废料。

37、优选地，还包括约束判断模块：用于在拉速控制模块执行拉速调整之前，判断各铸流的目标拉速相对于当前拉速的波动量是否均在预设允许范围内、判断调节铸流在调整后产生的尾坯废料长度是否在预设允许范围内、以及判断当前剩余钢水数量是否满足预设的最小允许条件，当以上条件均满足时，向拉速控制模块发送执行指令，否则不发送执行指令并发出提示信息。

38、优选地，还包括显示模块：用于显示连铸生产过程的工艺参数和实时状态数据、调节前后的各铸流拉速变化数据以及尾坯废料量数据。

39、本发明的有益效果是：

40、本申请通过分配各流拉速使仅调节铸流产生尾坯废料（其余铸流在钢水耗尽时均产出完整定尺坯），金属收得率显著提高；本申请能保持总拉速不变，各流拉速调整后整体浇铸时间与原计划一致，不影响前后工序衔接；本申请基于实时数据进行实时计算，可由人工或设定条件后自动投入，能实现全自动尾坯优化；本申请可推广至任意铸流数量≥2的连铸机，对断面无要求，适用于方坯、板坯、圆坯、异形坯等断面。

1.一种多流连铸尾坯动态拉速优化方法，其特征在于，获取连铸生产过程的工艺参数和实时状态数据，根据剩余钢水总质量和单根定尺坯质量计算剩余钢水可浇铸的总等效根数，并将总等效根数按照铸流总数进行均分，得到每流分配的基础根数和余数根数；根据各铸流当前已浇铸但尚未切割的铸坯长度以及结晶器液面至火切机的距离，计算各铸流当前已拉出的等效根数，并根据各铸流当前已拉出的等效根数，分别计算各铸流补足至整根定尺坯所需的补足根数；选定一个调节铸流，其它作为非调节铸流，将基础根数、调节铸流的补足根数以及余数根数相加，得到调节铸流的总分配根数，将基础根数分别与各非调节铸流的补足根数相加，得到各非调节铸流的总分配根数；在维持当前总拉速不变的基础上，根据各铸流的总分配根数占所有铸流总分配根数之和的比例，分别分配各铸流的目标拉速；将各铸流的当前拉速调整为对应的目标拉速，以使各非调节铸流在钢水耗尽时均产出完整定尺坯，仅调节铸流产生尾坯废料。

2.如权利要求1所述的多流连铸尾坯动态拉速优化方法，其特征在于，剩余钢水可浇铸的总等效根数的计算公式为：

3.如权利要求1所述的多流连铸尾坯动态拉速优化方法，其特征在于，各铸流当前已拉出的等效根数的计算公式为：

4.如权利要求1所述的多流连铸尾坯动态拉速优化方法，其特征在于，各铸流补足至整根定尺坯所需的补足根数的计算公式为：

5.如权利要求1所述的多流连铸尾坯动态拉速优化方法，其特征在于，各非调节铸流的总分配根数的计算公式为：

6.如权利要求1所述的多流连铸尾坯动态拉速优化方法，其特征在于，各铸流的目标拉速的计算公式为：

7.如权利要求1所述的多流连铸尾坯动态拉速优化方法，其特征在于，在将各铸流的当前拉速调整为对应的目标拉速之前，进行约束条件判断：

8.一种多流连铸尾坯动态拉速优化系统，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的多流连铸尾坯动态拉速优化系统，其特征在于，还包括约束判断模块：用于在拉速控制模块执行拉速调整之前，判断各铸流的目标拉速相对于当前拉速的波动量是否均在预设允许范围内、判断调节铸流在调整后产生的尾坯废料长度是否在预设允许范围内、以及判断当前剩余钢水数量是否满足预设的最小允许条件，当以上条件均满足时，向拉速控制模块发送执行指令，否则不发送执行指令并发出提示信息。

10.如权利要求8所述的多流连铸尾坯动态拉速优化系统，其特征在于，还包括显示模块：用于显示连铸生产过程的工艺参数和实时状态数据、调节前后的各铸流拉速变化数据以及尾坯废料量数据。