基于连铸中间包浸入式水口结脱落瘤物的铸坯质量评价方法及系统与流程

1.本发明属于连铸技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于连铸中间包浸入式水口结脱落瘤物的铸坯质量评价方法及系统。


背景技术：

2.连铸生产低碳铝镇静钢、低碳铝硅镇静钢或其他低合金钢的过程中经常发生中间包浸入式水口堵塞现象，水口赌塞的成因主要是由于中间包浸入式水口有非金属夹杂物al2o3沉积，水口结瘤物来源主要为悬浮于钢液中未排除得脱氧产物al2o3，部分二次氧化生成得al2o3夹杂和耐材侵蚀造成得夹杂物。随着浇注的进行，非金属夹杂越积越多，形成结瘤物使塞棒的开口度不断提高，可能导致连铸断浇；水口下部结瘤物造成流经sen注入结晶器得钢液偏流，造成结晶器液面波动和钢液偏流。同时，部分水口头部结瘤物有可能突然被冲入结晶器内的钢液中，造成铸坯大颗粒夹杂增多，恶化铸坯质量，经过多次轧制，最终导致产品夹杂超标引起质量异议。
3.结瘤物从水口下部脱落得同时，塞棒开口度会发生突降，目前钢厂都是通过人工观测塞棒开口度，基于塞棒开口度的变化进行结瘤物脱落的判断，结瘤物脱落判断存在一定的主观性，且无法获知塞棒开口度下降的程度。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物位置的铸坯质量评价方法，自动将脱落的结瘤物匹配到铸坯上，并基于塞棒开口度突降最大值来对铸坯进行质量评估和处置。
5.本发明是这样实现的，一种基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价方法，所述方法具体包括如下步骤：
6.s1、实时采集塞棒位置曲线及铸坯浇注长度曲线；
7.s2、确定各铸坯的头部起始位置及尾部结束位置，并对应到铸坯浇注长度曲线中，获得各铸坯形成的起始时间t0和结束时间t1；
8.s3、基于各铸坯形成的起始时间t0和结束时间t1对塞棒位置曲线进行截取，获得各铸坯的塞棒位置曲线；
9.s4、基于各铸坯的塞棒位置变化对对应铸坯质量做出评估。
10.进一步的，各铸坯的塞棒位置变化的确定方法具体如下：
11.s41、基于不同的采样步长对各铸坯的塞棒位置曲线进行采样，获取每个采样步长下的采样点序列；
12.s42、计算采样点序列中后一采样点与前一采样点的差值，形成不同采样步长下的递差曲线；
13.s43、获取各递差曲线的最小值a，输出最小值a中最小值a的绝对值|a|，绝对值|a|
用于表征铸坯的塞棒位置变化。
14.进一步的，铸坯质量的评估方法具体如下：
15.检测绝对值|a
min
|是否大于设定值x1，若检测结果为否，则判定铸坯为铸坯正常，若检测结果为是，则判定绝对值|a
min
|是否大于设定值x2，若检测结果为是，则对铸坯的质量等级进行降级，若检测结果为否，则对铸坯进行扒皮，设定值x1小于设定值x2。
16.本发明是这样实现的，一种基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价系统，所述系统包括：
17.连铸一级plc控制器，连铸二级plc控制器，与连铸一级plc控制器，连铸二级plc控制器通讯连接的数采服务器，数采服务器与管理应用平台服务器连接，管理应用平台服务器与连铸三级plc控制器输出单元连接；
18.其中，连铸一级plc控制器采集塞棒位置曲线及铸坯浇注长度曲线，并上传至数采服务器进行存储；
19.连铸二级plc控制器计算各铸坯的头部起始位置x0和位置结束位置 x1，并上传至数采服务器；
20.在铸坯切割完成后，连铸三级plc控制器向管理应用平台服务器发送触发信号，管理应用平台服务器向数采服务器请求塞棒位置曲线及铸坯浇注长度曲线，管理应用平台服务器基于权利要求1至3任一权利要求所述基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价方法来对铸坯质量进行评估，通过输出单元输出。
21.管理应用平台服务器基于铸坯的塞棒位置曲线能快速、准确的匹配到铸坯上，同时基于塞棒开口度突降最大值来对对应铸坯进行质量评估和处置，极大的提高了铸坯处理的实时性和准确性。
附图说明
22.图1为本发明提供的基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价方法流程图；
23.图2为本发明实施例提供的基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价系统的结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的2130013266塞棒位置曲线示意图。
具体实施方式
25.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
26.图1为本发明提供的基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
27.s1、实时采集塞棒位置曲线及铸坯浇注长度曲线；
28.塞棒位置曲线是以时间为横坐标，以塞棒位置为纵坐标轴的曲线，而铸坯浇注长度曲线是以时间为横坐标，以铸坯浇注长度为纵坐标的曲线，通过编码器跟踪铸坯长度，进而生成铸坯浇注长度曲线。
29.s2、确定各铸坯的头部起始位置及尾部结束位置，并对应到铸坯浇注长度曲线中，获得各铸坯形成的起始时间t0和结束时间t1；
30.在本发明实施例中，各铸坯的头部起始位置及尾部结束位置的确定方法是已有的，在本专利申请中，不再进行详细的说明，在确定了铸坯的头部起始位置x0和位置结束位置x1后，从铸坯浇注长度曲线中读取位置x0和位置x1对应的时间，分为各铸坯形成的起始时间t0和结束时间t1。
31.s3、基于各铸坯形成的起始时间t0和结束时间t1对塞棒位置曲线进行截取，获得各铸坯的塞棒位置曲线；
32.在本发明实施例中，在塞棒位置曲线中读取起始时间t0到结束时间t1的塞棒位置曲线，该塞棒位置曲线反映了该铸坯形成过程中的塞棒位置变化。
33.s4、基于各铸坯的塞棒位置的变化对对应铸坯质量做出评估。
34.在本发明实施例中，针对每个铸坯的塞棒位置曲线做如下处理：
35.s41、基于不同的采样步长对各铸坯的塞棒位置曲线进行采样，获取每个采样步长下的采样点序列；
36.s42、计算采样点序列中后一采样点与前一采样点的差值，形成不同采样步长下的递差曲线；
37.s43、获取各递差曲线的最小值a，输出最小值a中最小值a的绝对值|a|；
38.s44、基于该绝对值|a|对对应铸坯指令做出相应的评估。
39.假定采样步长分别设为δt1、δt2、δt3，δt4、δt5、δt6六个不同的时间间隔，且δt1《δt2《δt3《δt4《δt5《δt6，对每个铸坯的塞棒位置曲线通过这六个采样步长进行采样，形成六个采样点序列，针对每个采样点序列而言，依次计算后一个采样点与前一个采样点的差值，基于上述方法形成六条递差曲线f(x1)、f(x2)、f(x3)、f(x4)、f(x5)及f(x6)，递差曲线是以一采样点的时间为横坐标，差值为纵坐标形成的曲线，获取上述六条递差曲线中的最小值，依次为a1、a2、a3、a4、a5、a6，再从a1、a2、a3、a4、 a5及a6取出最小值a，计算最小值a的绝对值|a|，该绝对值|a|对对应铸坯做出相应的评估。
40.在本发明实施例中，铸坯质量的评估方法具体如下：
41.检测绝对值|a
min
|是否大于设定值x1，若检测结果为否，则判定铸坯为铸坯正常，若检测结果为是，则判定绝对值|a
min
|是否大于设定值x2，若检测结果为是，则对铸坯的质量等级进行降级，若检测结果为否，则对铸坯进行扒皮，设定值x1小于设定值x2；
42.在绝对值|a
min
|大于设定值x1时，认定当前铸坯发生了结瘤脱落，在判定其中，设定值x1的范围为5～15mm，设定值x2的范围为15～35mm。
43.图2为本发明实施例提供的基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出于本发明实施例相关的部分。
44.该系统包括：
45.连铸一级plc控制器，连铸二级plc控制器，与连铸一级plc控制器，连铸二级plc控制器通讯连接的数采服务器，数采服务器与管理应用平台服务器连接，管理应用平台服务器与连铸三级plc控制器输出单元连接；
46.其中，连铸一级plc控制器采集塞棒位置曲线及铸坯浇注长度曲线，并上传至数采服务器进行存储；
47.连铸二级plc控制器计算各铸坯的头部起始位置x0和位置结束位置 x1，并上传至数采服务器；
48.在铸坯切割完成后，连铸三级plc控制向管理应用平台服务器触发信号，管理应用平台服务器向数采服务器请求塞棒位置曲线及铸坯浇注长度曲线，管理应用平台服务器基于上述基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价方法来对铸坯质量进行评估，通过输出单元输出。
49.本发明提供的基于连铸中间包浸入式水口脱落结瘤物的铸坯质量评价方法具有如下有益技术效果：
50.管理应用平台服务器基于铸坯的塞棒位置曲线能快速、准确的匹配到铸坯上，同时基于塞棒开口度突降最大值来对对应铸坯进行质量评估和处置，极大的提高了铸坯处理的实时性和准确性。
51.以铸坯2130013266为例进行说明：铸坯切割完成后，连铸三级收到铸坯相关信息，并通讯给qms管理应用平台，同时触发qms管理应用平台向数采平台请求铸坯曲线及塞棒位置曲线，qms管理应用平台收到数采平台的塞棒位置曲线后，在qms管理应用平台显示，且计算出当前铸坯有结瘤物脱落导致的塞棒开口度突降最大值为19.6mm，需要扒皮处理，塞棒位置如3图所示。本实施例在某板坯连铸机生产运行，实现了趋线监控向数字统计的转变，使指标量化更加直观。通过快速、准确定位结瘤物脱落位置并自动计算严重程度，给后续的质量偏差(铸坯扒皮、铸坯降级)处理提供量化数据支持，减少轧后产品质量损失。
52.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。