[發明專利]連鑄鋼包澆注末期抑制卷渣控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201610942959.6
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN107983928B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 申屠理鋒;胡繼康;奚嘉奇
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18
• 代理公司: 31117 上海科琪專利代理有限責任公司
• 代理人: 鄭明輝;夏永興<國際申請>=<國際公布>

1.一種連鑄鋼包澆注末期抑制卷渣控制方法，其特征是：包括如下步驟：

(1)采集當前正在澆注的鋼種代碼和鋼包的自身重量，獲得鋼水的粘度特性和鋼包自重；

(2)測量鋼包總重量，減去鋼包自重后得到鋼水凈重，根據鋼包的形狀尺寸，計算出鋼包內鋼水的實際液位高度；

(3)根據鋼水液位高度判斷澆注過程是否進入需要進行卷渣控制過程，如果滿足條件則進入到下一步驟，否則返回步驟(2)繼續測量；

(4)通過鋼水流場分布測量裝置，測量得到當前鋼水渦面尺寸和漩渦高度；

(5)通過鋼包滑動水口開度測量裝置，測量得到水口開度大小；

(6)通過鋼渣檢測裝置，測量得到當前鋼渣含量；

(7)根據鋼渣含量判斷是否已下渣，如果滿足已經下渣的條件則進入步驟(9)破壞漩渦控制過程，否則進入步驟(8)的抑制漩渦型控制過程；

(8)抑制漩渦控制過程，即在出鋼口上方剛生成表面凹渦開始到形成貫通漩渦這段時間內的優化控制過程；根據測量到的渦面尺寸、漩渦高度、水口開度大小和鋼渣含量的數據，結合鋼水粘度特性，通過抑制漩渦優化模型計算出控制量并驅動電磁力制動裝置產生與鋼流方向相反的擾動力，抑制剛形成的表面凹渦，延遲貫通漩渦的形成，也就延遲了下渣的發生，減少了鋼包內的殘留鋼水；

(9)破壞漩渦控制過程，即在貫通漩渦形成之后的優化控制過程；根據測量到的渦面尺寸、漩渦高度、水口開度大小的數據，結合鋼水粘度特性，通過破壞漩渦優化模型計算出滑動水口控制量和電磁作用力，并聯合控制滑動水口和驅動電磁力制動裝置動作打散或移位已經形成的貫通漩渦并減弱漩渦的吸附力，避免卷渣的發生，使鋼渣留在包中而使鋼水流出。

2.根據權利要求1所述的連鑄鋼包澆注末期抑制卷渣控制方法，其特征是：所述抑制漩渦優化模型中的擾動力控制量計算公式如下：

式中：F為當前擾動力控制量；

K為擾動力計算修正系數；

D_v為當前漩渦的渦面直徑大小；

H_v為當前漩渦高度大小；

h為當前鋼包內鋼水液位高度；

O_s為當前滑動水口開度大小；

s為當前流過出水口的鋼渣含量；

μ為當前澆注的鋼水粘度；

m、n、a、b、c分別為渦面直徑、漩渦高度、水口開度、鋼渣含量、鋼水粘度修正系數。

3.根據權利要求1所述的連鑄鋼包澆注末期抑制卷渣控制方法，其特征是：所述破壞漩渦優化模型中的滑動水口控制量計算公式如下：

式中：L為滑動水口振蕩控制移動幅度；

M為水口控制量計算修正系數；

D_v為當前漩渦的渦面直徑大小；

H_v為當前漩渦高度大小；

O_s為當前滑動水口開度大小；

μ為當前澆注的鋼水粘度；

i、j、e、f、g分別為渦面直徑、漩渦高度、水口開度、水口開度補償、鋼水粘度修正系數。

4.根據權利要求1或3所述的連鑄鋼包澆注末期抑制卷渣控制方法，其特征是：所述破壞漩渦優化模型中的電磁作用力計算公式如下：

F'＝N·(pD_v+qH_v)·hO_s·rs·tμ

式中：F’為當前電磁作用力控制量；

N為電磁作用力計算修正系數；

D_v為當前漩渦的渦面直徑大小；

H_v為當前漩渦高度大小；

O_s為當前滑動水口開度大小；

s為當前流過出水口的鋼渣含量；

μ為當前澆注的鋼水粘度；

p、q、h、r、t分別為渦面直徑、漩渦高度、水口開度、鋼渣含量、鋼水粘度修正系數。

5.一種連鑄鋼包澆注末期抑制卷渣控制裝置，其特征是：包括：

鋼包重量檢測器(4)、鋼水流場分布檢測器(5)、電磁力制動器(6)、鋼渣檢測器(7)、滑動水口控制器(8)、滑動水口開度檢測器(9)、工藝信號接口單元(10)、優化控制模型計算單元(11)；

所述鋼包重量檢測器(4)是一種測量重量的傳感器，安裝在鋼包(1)回轉臺上，用于實時測量當前正在澆注的鋼包重量，同時將重量值輸出到優化模型計算單元(11)；

所述鋼水流場分布檢測器(5)是一種測量裝置，設置在鋼包(1)內，用于測量當前鋼包內鋼水漩渦的形成情況，測量漩渦渦面尺寸和漩渦高度，并將測量結果實時傳輸到優化控制模型計算單元(11)；

所述電磁力制動器(6)是一種產生電磁力的裝置，安裝在鋼包(1)出鋼口附近，用于產生和鋼流方向相反的作用力，接受優化控制模型計算單元(11)輸出控制；

所述鋼渣檢測器(7)是一種測量鋼渣百分比含量的傳感器，安裝在滑動水口(2)上方，用于實時測量當前流過滑動水口的鋼流中所含鋼渣的量，同時將測量結果輸出到優化控制模型計算單元(11)；

所述滑動水口控制器(8)是一種驅動滑動水口(2)運動的裝置，用于控制滑動水口開和關動作，其接受優化控制模型計算單元(11)輸出控制；

所述滑動水口開度檢測器(9)是一種測量當前滑動水口開度大小的裝置，檢測結果也實時輸送到優化控制模型計算單元(11)；鋼水是通過滑動水口(2)從鋼包(1)流到中間包(3)，滑動水口開度的大小就是指鋼水流過的通量的大小；

所述工藝信號接口單元(10)是一種信號轉換裝置，其有二個作用，一是將當前澆注的鋼種信號信息轉換為代碼，二是接收當前澆注鋼包的凈重量信號，并將這些信息輸出給優化控制模型計算單元(11)；

所述優化控制模型計算單元(11)是一種具有數據采集、優化模型計算、控制輸出功能的計算機設備，其接收鋼包重量檢測器(4)、鋼水流場分布檢測器(5)、鋼渣檢測器(7)、滑動水口開度檢測器(9)、工藝信號接口單元(10)傳來的相關信號和數據，通過優化控制模型計算分析，得出相應的優化控制策略并輸出到電磁力制動器(6)和滑動水口控制器(8)進行抑制卷渣控制。