连铸钢包下渣量的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种连铸钢包下渣量的测量方法，包括步骤1：分类钢水种类M，在钢水重量低于Ws后，且在水口全开的条件下计算M类钢水的流量F并标定M类钢水的钢种流量系数K

【技术实现步骤摘要】
连铸钢包下渣量的测量方法
本专利技术涉及一种连铸生产中渣量测量方法，尤其涉及一种连铸钢包下渣量的测量方法。
技术介绍
连铸生产中，钢水首先由钢包流入中间包，再由中间包将钢水分配到各个结晶器，然后经结晶器凝固结晶并拉铸成铸坯。钢水从钢包流入中间包过程中，随着浇注的进行，钢包内部的钢水液面会逐渐下降，到浇注快结束的时候，包内的钢渣会混着钢水经长水口流入中间包，形成下渣。过量的钢渣不仅会降低钢水的洁净度，影响铸坯质量，甚至导致拉漏事故；而且会加速中间包耐火材料的腐蚀，缩短其使用寿命，增加中间包渣壳重量，影响连铸生产的进行。目前，一些现有技术的钢包钢水下渣的检测方法和设备已经在连铸生产中应用，如：1、中国专利技术专利ZL201010510263.9公开了一种连铸钢包下渣自动控制系统及控制方法，通过检测钢包钢流冲击振动特征信号，判断是否下渣，从而控制连铸生产。2、中国专利技术专利ZL201010249403.1公开了一种连铸钢包下渣检测方法和检测系统，通过设置于与长水口相连的操作臂上的加速度传感器和位移传感器分别采集由连铸长水口传导至钢包操作臂的振动加速度信号和位移偏摆信号，从而生成下渣信号进行控制。3、中国专利技术专利ZL201110418584.0公开了一种电磁式下渣检测控制系统，通过埋设在水口内的电磁线圈产生感应信号，检测钢流内钢渣的情况，判断是否出渣。上述专利采用的方法和装置是定量评判钢包是否出渣，或者瞬时的渣量情况，不能测量出下渣总量，操作技术人员也难以评估钢包出渣对中间包的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连铸钢包下渣量的测量方法，能够精确计算流入中间包的总渣量，有利于评估钢包出渣对中间包的影响。本专利技术是这样实现的：一种连铸钢包下渣量的测量方法，该方法基于连铸钢包下渣量的测量装置实现，该测量装置包括与安装在钢包回转台上的测量压头连接的钢包重量检测器、安装在滑动水口上方的钢渣检测器、安装在滑动水口上的水口开度检测器、工艺信号接口和数据处理计算模块；钢包重量检测器、钢渣检测器、水口开度检测器和工艺信号接口的输出端分别与数据处理计算模块的输入端连接，工艺信号接口的输入端外接输入设备，数据处理计算模块的输出端外接显示设备；所述的测量方法包括如下步骤：步骤1：分类钢水种类M，在钢水重量低于Ws后，且在滑动水口全开的条件下计算M类钢水的流量F，并标定M类钢水的钢种流量系数K1；步骤2：标定水口开度流量修正系数K2；步骤3：通过工艺信号接口读取钢水种类编号C并根据步骤1中的标定得到其对应的钢种流量系数K1，通过水口开度检测器读取水口开度O并根据步骤2中的标定计算其对应的水口开度流量系数K2，通过钢渣检测器读取的瞬时钢渣含量p，数据处理计算模块计算水口流量f和总渣量G。所述的M类钢水的种类编号为C1,C2,…,C(M-1),CM，每一类钢水中取典型的钢包，在滑动水口全开的条件下，标定其对应的钢水流量F为FC1,FC2,…,FC(M-1),FCM。所述的M类钢水对应的钢种流量系数K1标定为K1C1,K1C2,…,K1C(M-1),K1CM；钢种流量系数K1的计算公式如下：其中：F为钢水流量，ρS为钢水密度，P为钢包内钢水压力，钢水压力P的计算公式如下：其中：L1、L2分别为倒置圆台结构的钢包的上、下底直径。所述的步骤2还包括如下分步骤：步骤2.1：滑动水口的水口开度范围为O0-100，在滑动水口的水口开度范围内取N个标定点O1,O2,…,O(N-1),ON，其中，N不小于3；步骤2.2：在水口开度O1,O2,…,O(N-1),ON下分别取典型的钢包，测量得到水口开度对应的该钢包的流量FO为FO1,FO2,…,FO(N-1),FON；步骤2.3：标定N个水口开度标定点对应的水口开度流量修正系数K2为K2O1,K2O2,…,K2O(N-1),K2ON，计算水口开度流量修正系数K2，计算公式如下：其中，j∈[1,2,…,N-1,N]，N为水口开度标定点数。所述的步骤3还包括如下分步骤：步骤3.1：通过水口开度检测器读取水口开度O，计算水口开度流量修正系数K2，计算公式如下：其中，N为水口开度标定点数；步骤3.2：计算水口流量f；I)当在水口处钢水流出时处于自由落体状态时，水口流量f的计算公式如下：其中：K是水口的流量系数，K＝K1K2，O是水口开度，ρS是钢水密度，d是滑动水口的直径，g是重力加速度，h是钢包内钢水液面高度；II)当钢水中混有钢渣时，混有钢渣时的水口流量f的计算公式如下：其中，O为水口开度检测器读取的水口开度，K1为钢种流量系数，K2为水口开度流量系数，ρS为钢水密度，d为水口直径，h为钢包内钢水液面高度，Ei为当前第i步计算过后的自校正系数，E的初始值为0，g是重力加速度；步骤3.3：从出渣开始到当前时刻的总渣量G的计算公式如下：其中，T为从出渣开始到当前时刻的总时间，p为钢渣含量，f为水口流量，ρg为钢渣密度，t为时间。所述的自校正系数E的计算方法具体是：S1：中间包到达设定重量之后，钢包重量下降到WS之前，水口开度不变的时间段为△t；S2：浇注经过△t之后，计算钢水实际流量fE；钢水实际流量fE的计算公式如下：其中，W1为钢包的起始重量，W2为钢包的终止重量，ρS为钢水密度；S3：计算自校正系数E，当前水口流量fC的第i+1次学习后的自校正系数Ei+1的计算公式为：Ei+1＝Ei+α(fE-fC)其中：α是滤波系数，α不大于0.1。本专利技术通过综合采集的连铸产线工艺和浇注相关设备参数动态在线计算钢包下渣量，能够比较精确地评估流入中间包的总渣量，为连铸生产精确控制提供基础，并为生产操作人员提供参考。附图说明图1是连铸钢包下渣量的测量装置的原理图；图2是本专利技术连铸钢包下渣量的测量方法的流程图。图中，1钢包，2滑动水口，3中间包，4测量压头，5钢包重量检测器，6钢渣检测器，7水口开度检测器，8工艺信号接口，9数据处理计算模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。请参见附图1，本专利技术连铸钢包下渣量的测量方法基于连铸钢包下渣量的测量装置实现，该测量装置包括钢包重量检测器5、钢渣检测器6、水口开度检测器7、工艺信号接口8和数据处理计算模块9；钢包重量检测器5是一种测量重量的传感器，通过与安装在钢包回转台上的测量压头4连接实现对当前正在浇注的钢包1重量的实时测量，同时将钢包1的重量值输出到数据处理计算模块9，钢包1采用上宽下窄的倒置圆台结构；钢渣检测器6是一种测量钢渣的传感器，其安装在滑动水口2上方，用来实时测量当前流过滑动水口2的钢流中所含钢渣的含量，同时将测量结果输出到数据处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连铸钢包下渣量的测量方法，其特征是：该方法基于连铸钢包下渣量的测量装置实现，该测量装置包括与安装在钢包回转台上的测量压头(4)连接的钢包重量检测器(5)、安装在滑动水口(2)上方的钢渣检测器(6)、安装在滑动水口(2)上的水口开度检测器(7)、工艺信号接口(8)和数据处理计算模块(9)；钢包重量检测器(5)、钢渣检测器(6)、水口开度检测器(7)和工艺信号接口(8)的输出端分别与数据处理计算模块(9)的输入端连接，工艺信号接口(8)的输入端外接输入设备，数据处理计算模块(9)的输出端外接显示设备；/n所述的测量方法包括如下步骤：/n步骤1：分类钢水种类M，在钢水重量低于Ws后，且在滑动水口(2)全开的条件下计算M类钢水的流量F，并标定M类钢水的钢种流量系数K

【技术特征摘要】
1.一种连铸钢包下渣量的测量方法，其特征是：该方法基于连铸钢包下渣量的测量装置实现，该测量装置包括与安装在钢包回转台上的测量压头(4)连接的钢包重量检测器(5)、安装在滑动水口(2)上方的钢渣检测器(6)、安装在滑动水口(2)上的水口开度检测器(7)、工艺信号接口(8)和数据处理计算模块(9)；钢包重量检测器(5)、钢渣检测器(6)、水口开度检测器(7)和工艺信号接口(8)的输出端分别与数据处理计算模块(9)的输入端连接，工艺信号接口(8)的输入端外接输入设备，数据处理计算模块(9)的输出端外接显示设备；
所述的测量方法包括如下步骤：
步骤1：分类钢水种类M，在钢水重量低于Ws后，且在滑动水口(2)全开的条件下计算M类钢水的流量F，并标定M类钢水的钢种流量系数K1；
步骤2：标定水口开度流量修正系数K2；
步骤3：通过工艺信号接口(8)读取钢水种类编号C并根据步骤1中的标定得到其对应的钢种流量系数K1，通过水口开度检测器(7)读取水口开度O并根据步骤2中的标定计算其对应的水口开度流量系数K2，通过钢渣检测器(6)读取的瞬时钢渣含量p，数据处理计算模块(9)计算水口流量f和总渣量G。


2.根据权利要求1所述的连铸钢包下渣量的测量方法，其特征是：所述的M类钢水的种类编号为C1,C2,…,C(M-1),CM，每一类钢水中取典型的钢包(1)，在滑动水口(2)全开的条件下，标定其对应的钢水流量F为FC1,FC2,…,FC(M-1),FCM。


3.根据权利要求2所述的连铸钢包下渣量的测量方法，其特征是：所述的M类钢水对应的钢种流量系数K1标定为K1C1,K1C2,…,K1C(M-1),K1CM；
钢种流量系数K1的计算公式如下：



其中：F为钢水流量，ρS为钢水密度，P为钢包(1)内钢水压力，钢水压力P的计算公式如下：



其中：L1、L2分别为倒置圆台结构的钢包(1)的上、下底直径。


4.根据权利要求1所述的连铸钢包下渣量的测量方法，其特征是：所述的步骤2还包括如下分步骤：
步骤2.1：滑动水口(2)的水口开度范围为O0-100，在滑动水口(2)的水口开度范围内取N个标定点O1,O2,…,O(N-1),ON，其中，N不小于3；
步骤2.2：在水口开度O1,O2,…,O(N-1),ON下分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：申屠理锋，职建军，胡继康，徐国栋，蒋鹏，奚嘉奇，姜立新，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31