一种连铸机结晶器钢水液位检测方法与流程

1.本技术涉及冶金技术领域，特别地，涉及一种连铸机结晶器钢水液位检测方法。


背景技术：

2.在冶金行业炼钢连铸领域，连铸机结晶器内钢水液位的精准控制是连铸机实现高水平运行的关键。结晶器钢水液位的不稳定，会造成板坯卷渣等质量问题，严重时造成漏钢事故。目前，在国内薄板坯连铸机的液位检测中，主要有射源式传感器、涡流式传感器两种检测方式，这两种方式的传感器均有一定的缺陷。
3.在放射源式检测装置中，其工作原理是安装在结晶器铜板一侧的柱状放射源持续不断的发出γ射线，射线穿透结晶器内的钢液，通过在结晶器铜板另一侧的接收器检测接收到的射线并计算出结晶器钢液的高度。放射源液位检测装置可以检测距离结晶器上口260mm的位置，检测范围相对较大。由于结晶器钢液上方有熔融的结晶器保护渣，射线穿透熔融保护渣过程会损失部分能量，造成了放射源检测到的钢液高度不够准确。
4.在电磁涡流式检测装置中，其工作原理是检测传感器内有两个线圈，安装在结晶器上方，第一个线圈得电后在结晶器内产生电磁场，结晶器钢水高度在电磁场内产生涡电流，从而在传感器第二个线圈内产生感应电信号，经过信号放大处理计算出结晶器钢液的高度。该液位检测装置的测量范围距离结晶器上口200mm以内位置，检测范围较小，且距离越远越不准确，无法满足薄板坯连铸机开浇过程液位快速上涨时的液位精准检测，无法实现自动开浇。
5.在薄板坯连铸机领域，结晶器液位控制系统均采用放射源式检测装置，检测范围大的优势。但随着薄板坯连铸机拉速的不断提升，尤其是无头轧制技术对连铸机拉速有了最低的要求，为了实现薄板坯高拉速，对结晶器钢水液位的控制要求越来越苛刻，而放射源液位检测装置无法屏蔽熔融保护渣的影响，实现精准的控制液位，已经无法满足高拉速生产的需求。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种连铸机结晶器钢水液位检测方法，采用双液位检测装置相结合的方式，实现了薄板坯连铸机结晶器液位的精准控制，满足了高拉速的生产，也满足了新一代无头轧制技术通钢量的需求。
7.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
8.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种连铸机结晶器钢水液位检测方法，所述连铸机结晶器包括第一检测装置和第二检测装置，所述方法包括：连铸机开始浇钢，所述第一检测装置检测结晶器内的钢液位置；当钢液位置到达预设高度值时，连铸机拉矫机启动；所述连铸机拉矫机工作后，所述连铸机拉矫机的拉速在预设速度值内时，可通过所述第一检测装置或第二检测装置检测钢液；所述连铸机拉矫机工作后，所述连铸机拉矫机拉速
超过预设速度值时，切换至所述第二检测装置检测钢液。
9.根据一些实施例，获取所述第一检测装置和第二检测装置实时状况，当检测到其中一个检测装置故障时，自动切换为另一检测装置工作，并发出故障提示。
10.根据一些实施例，每间隔10ms获取所述第一检测装置和第二检测装置实时状况。
11.根据一些实施例，所述第一检测装置采用放射源检测。
12.根据一些实施例，所述第二检测装置采用vuhz电磁涡流检测。
13.根据一些实施例，当连铸机拉矫机工作后使用vuhz电磁涡流检测时，所述方法还包括：接收实时液位信息，将液位信息通过扩展卡尔曼算法计算分析得出波动频率及幅度值；根据不同的波动频率及幅度值计算出对应的塞棒补偿量；将所述塞棒补偿量与塞棒基本控制信号进行叠加，并通过叠加后的控制信号控制塞棒起闭。
14.根据一些实施例，当所述波动频率及幅度值在0.3-0.6hz时，采用第一塞棒补偿量；当所述波动频率及幅度值在0.7hz时，采用第二塞棒补偿量；当所述波动频率及幅度值在0.8-1.2hz时，采用第三塞棒补偿量。
15.根据一些实施例，所述预设高度值为100mm。
16.根据一些实施例，所述预设速度值为4.5m/min。
17.由以上本技术的技术方案，与现有技术相比，其显著的有益效果在于：1、设置两种不同的检测装置，提高了结晶器液位检测的准确性；
18.2、vuhz电磁涡流检测时，通过扩展卡尔曼算法计算，根据不同的波动频率及幅度值计算出对应的塞棒补偿量，提高了结晶器钢液波动的稳定性；
19.3、两个检测装置可以实施自动切换，避免因为其中一个检测装置故障而引发的生产事故。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
21.通过参照附图详细描述其示例性实施例，本技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
22.图1示出了本技术的流程框图。
具体实施方式
23.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
24.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本技术的各方面。
25.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。
即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
26.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
27.根据一些实施例，如图1所示，本技术提供了一种连铸机结晶器钢水液位检测方法，所述连铸机结晶器包括第一检测装置和第二检测装置，所述方法包括：连铸机开始浇钢，所述第一检测装置检测结晶器内的钢液位置；当钢液位置到达预设高度值时，连铸机拉矫机启动；所述连铸机拉矫机工作后，所述连铸机拉矫机的拉速在预设速度值内时，可通过所述第一检测装置或第二检测装置检测钢液；所述连铸机拉矫机工作后，所述连铸机拉矫机拉速超过预设速度值时，切换至所述第二检测装置检测钢液。
28.基于上述实施例，在一些实施例中，所述第一检测装置采用放射源检测，所述第二检测装置采用vuhz电磁涡流检测。放射源检测包括放射源和放射源接收器。放射源持续不断的发出γ射线，放射源接收器接收穿透结晶器内的钢液的射线并计算出结晶器钢液的高度。放射源检测可以检测到距离结晶器上口260mm的位置。vuhz电磁涡流检测采用两个检测传感器，两个传感器分别布置在结晶器的两侧，每个传感器内有两个线圈，第一个线圈得电后在结晶器内产生电磁场，结晶器钢水高度在电磁场内产生涡电流，从而在传感器第二个线圈内产生感应电信号，经过信号放大处理计算出结晶器钢液的高度。vuhz电磁涡流检测装置的测量范围距离结晶器上口200mm以内位置。在薄板坯连铸机开浇，连铸机中间包内的钢水填充满结晶器，结晶器内液位达到距上口预设高度值时，铸机拉矫机启动，其中预设高度值可以根据需求设定，在一些实施例中，预设高度值设置为100mm。之后，铸机拉速由零开始上升。由于放射源检测装置检测范围比较广，更能提前检测开浇时中间包钢水填充结晶器的过程，更有利于提前检测到结晶器的液位并进行自动开浇的控制，应用于薄板坯连铸机的开浇阶段。在薄板坯连铸机开浇的开浇由零开始上升拉速、停浇降拉速阶段，拉速都比较低，两种检测装置均可以投入使用。vuhz电磁涡流检测装置可以屏蔽熔融保护渣的干扰，更加精准的检测结晶器内钢水液位的波动情况，在薄板坯连铸机由零开始上升拉速到拉速大于预设速度值时，通钢指数满足无头轧制的最低要求时，使用vuhz电磁涡流检测。在一些实施例中，预设速度值设置为4.5m/min，当超过4.5m/min时为高拉速，低于4.5m/min时为底拉速。
29.根据一些实施例，获取所述第一检测装置和第二检测装置实时状况，当检测到其中一个检测装置故障时，自动切换为另一检测装置工作，并发出故障提示。.
30.基于上述实施例，在一些实施例中，每间隔10ms获取第一检测装置和第二检测装置实时状况的实时状况，在其中一个检测装置故障时，自动切换至另一个检测装置，且还设置有提示，以便于在检测装置故障时，能够及时发现并进行维修。
31.根据一些实施例，当连铸机拉矫机工作后使用vuhz电磁涡流检测时，所述方法还包括：接收实时液位信息，将液位信息通过扩展卡尔曼算法计算分析得出波动频率及幅度值；根据不同的波动频率及幅度值计算出对应的塞棒补偿量；将所述塞棒补偿量与塞棒基本控制信号进行叠加，并通过叠加后的控制信号控制塞棒起闭。
32.基于上述实施例，使用vuhz电磁涡流检测系统检测值，通过扩展卡尔曼滤波计算，
分析结晶器钢水液位的波动规律，识别出其频率和振幅。当所述波动频率及幅度值与预先设定的特征频率和幅值匹配上时，自动触发相应频率的棒位前馈修正进行补偿。当所述波动频率及幅度值在0.3-0.6hz时，采用第一塞棒补偿量；当所述波动频率及幅度值在0.7hz时，采用第二塞棒补偿量；当所述波动频率及幅度值在0.8-1.2hz时，采用第三塞棒补偿量。通过模型计算，对于不同波动频率进行塞棒补偿后，结晶器钢水液位得到了显著的改善，结晶器钢水液位波动的稳定性提升了80％以上，更有利于高拉速的生产。
33.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
34.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。