熱電偶測(cè)溫漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)在6#連鑄機(jī)中的應(yīng)用

摘要:通過(guò)對(duì)熱電偶測(cè)溫漏鋼預(yù)報(bào)探測(cè)及其運(yùn)算原理的分析與說(shuō)明,介紹了熱電偶測(cè)溫漏鋼預(yù)報(bào)在酒鋼6'連鑄機(jī)上的配置及其應(yīng)用。
1引言
　　漏鋼是連鑄生產(chǎn)中的重大事故,不僅對(duì)連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)備的損壞，同時(shí)影響產(chǎn)量給鋼廠造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。就漏鋼的種類可分為:粘結(jié)漏鋼懸掛漏鋼、開(kāi)澆漏鋼裂紋漏鋼夾渣漏鋼、切斷漏鋼等,而其中最為常見(jiàn)、也不易控制的就是粘結(jié)漏鋼。為避免漏鋼事故的發(fā)生,就需要事故發(fā)生之前，能夠預(yù)知漏鋼征兆,并及時(shí)提醒操作人員,或采取自動(dòng)降低拉速的手段。目前,國(guó)內(nèi)漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)--般采用:監(jiān)測(cè)摩擦力進(jìn)行漏鋼預(yù)報(bào);依據(jù)結(jié)晶器的熱傳遞變化進(jìn)行漏鋼預(yù)報(bào);銅板熱電偶測(cè)溫漏鋼預(yù)報(bào)3種預(yù)報(bào)手段。而銅板熱電偶測(cè)溫漏鋼預(yù)報(bào)方式由于其正確率較高,目前已成為普遍采取的方法。本文就針對(duì)熱電偶測(cè)溫漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)在6'連鑄機(jī)中的應(yīng)用做簡(jiǎn)述。
2熱電偶測(cè)溫漏鋼預(yù)報(bào)探測(cè)及運(yùn)算原理
2.1漏鋼預(yù)報(bào)原理
　　在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，鋼坯坯殼由于某種原因，超過(guò)其機(jī)械強(qiáng)度而破裂,如果該坯殼破裂處未能凝固,則破裂處會(huì)以低于拉坯速度向下和橫向擴(kuò)展,當(dāng)坯殼破裂處到達(dá)結(jié)晶器底部時(shí)，就發(fā)生拉漏。當(dāng)坯殼破裂時(shí),鋼水直接與結(jié)晶器壁接觸,因而該處會(huì)有溫升,如果在結(jié)晶器的寬面和窄面的結(jié)晶器壁上安裝有熱電偶,就可以從熱電偶檢測(cè)到的溫度上得知坯殼破裂處的位置及變化的方向,從而提醒操作人員采用降低拉速的措施。
　　當(dāng)坯殼破裂處到達(dá)上排熱電偶時(shí),上排熱電偶溫度上升,該點(diǎn)溫度就會(huì)明顯高于同一排其余點(diǎn)的溫度,從而得到一個(gè)粘接點(diǎn)的預(yù)報(bào)。當(dāng)坯殼破裂處經(jīng)過(guò)一定時(shí)間下移到下排熱電偶時(shí),下排熱電偶溫度和上排熱電偶同樣上升,識(shí)別這一溫度的變化趨勢(shì)及變化速率就可預(yù)報(bào)拉漏。
2.2粘鋼探測(cè)及運(yùn)算原理
2.2.1在寬面,上的粘鋼探測(cè)原理
如圖1所示:
 
　　將彎月面溫度值與同一列內(nèi)其它熱電偶的溫度值相比較,看是否出現(xiàn)反應(yīng)粘鋼特征的溫度逆增狀況。在正常情況下,彎月面處熱電偶的溫度會(huì)高于同列其它排熱電偶的溫度，如果發(fā)生粘鋼,則會(huì)出現(xiàn)溫度逆增現(xiàn)象，即結(jié)晶器下部區(qū)域的溫度比彎月面處的溫度還要高。可以用如下兩個(gè)公式進(jìn)行運(yùn)算,比較結(jié)晶器寬面上每--列熱電偶在彎月面溫度值及低于彎月面的溫度值。
OT_寬面>粘鋼檢查值,OT_寬面=TC_檢查值-TC_M(式1)
其中:△T_寬面:寬面溫差
TC_檢查值:檢查點(diǎn)熱電偶溫度
TC_M:彎月面溫度
TS._M>粘鋼偏差極限,TS.M=[TC_M(現(xiàn)在)-TC.M(以前)]+[時(shí)間(現(xiàn)在)-時(shí)間(以前)](式2)
其中:TS_M:彎月面溫度梯度
TC__M(現(xiàn)在):彎月面熱電偶實(shí)際溫度
TC__M(以前):彎月面熱電偶前次檢測(cè)溫度
　　如果低于彎月面的熱電偶符合上面兩個(gè)條件,則被標(biāo)注為“粘鋼ON"且每個(gè)寬面的“粘鋼ON計(jì)數(shù)器"都要增加。如果寬面上“粘鋼ON"熱電偶的總和≥粘鋼警告計(jì)數(shù)極限,則生成一個(gè)粘鋼警告;如果寬面上“粘鋼ON"熱電偶的總和≥粘鋼報(bào)警計(jì)數(shù)極限，則生成-個(gè)粘鋼報(bào)警。粘鋼警告計(jì)數(shù)極限和粘鋼報(bào)警計(jì)數(shù)極限是在畫面由工藝工程師進(jìn)行手動(dòng)設(shè)定。
2.2.2在窄面上的粘鋼探測(cè)原理
　　如下圖2所示:
 
　　與其它排進(jìn)行,前三排的作用與寬面算法中彎月面的作用相同。把每-列前三排的熱電偶溫度值X與同一列其它熱電偶的溫度值Y相比較,然后看是否出現(xiàn)帶有粘鋼特征的溫度逆增現(xiàn)象發(fā)生。
OT_窄面>10C,OT_窄面=TC_Y-TC._X(式3)
其中:OT_窄面:窄面溫差
TC_Y:熱電偶Y溫度
TC_X:熱電偶X溫度
TS_窄面>粘鋼偏差極限,TS_窄面=[TC_X(現(xiàn)在)-TC._X(以前)]+[時(shí)間(現(xiàn)在)-時(shí)間(以前)](式4)
其中:TS_窄面:窄面溫度梯度
TC__X(現(xiàn)在):熱電偶X實(shí)際溫度
TC_X(以前):熱電偶X前次檢測(cè)溫度:
　　每列的X在1至3內(nèi)變化,而Y在X+1到X+6內(nèi)變化。如果在同--列上兩個(gè)相臨的熱電偶符合以上條件,例如(X=1,Y=2)(X=2,-.....,則生成一個(gè)粘鋼警告;如果在同一列上兩個(gè)不相臨的熱電偶符合以上條件,例如(X=1,Y=3)(X=,Y-=.....,則生成一個(gè)粘鋼報(bào)警。
2.3局部過(guò)熱點(diǎn)探測(cè)及運(yùn)算原理
　　對(duì)于某點(diǎn)熱電偶進(jìn)行判斷是否為局部過(guò)熱,應(yīng)由如下圖3所示進(jìn)行檢查:
 
TC_.梯度(X,Y)(現(xiàn)在)=[TC_溫度(X,Y)(現(xiàn)在)-TC_溫度(X,Y)(以前)]+[時(shí)間(現(xiàn)在-時(shí)間(以前)](式5)
其中:TC_溫度(X,Y)(現(xiàn)在):熱電偶(X,Y)的實(shí)際溫度
TC_溫度(X,Y(以前):熱電偶(X,)在前一個(gè)回路的溫度
　　對(duì)于兩個(gè)連續(xù)的回路,當(dāng)溫度梯度大于漏鋼偏差極限時(shí),即(TC_梯度(X,Y)(現(xiàn)在)>漏鋼偏差極限),同時(shí)(TC_梯度(X,Y)(以前)>漏鋼偏差極限)，則說(shuō)明熱電偶探測(cè)到過(guò)熱點(diǎn),如果兩個(gè)相臨的熱電偶探測(cè)到過(guò)熱點(diǎn),則生成-一個(gè)漏鋼報(bào)警信號(hào)。
3漏鋼預(yù)報(bào)在6*連鑄機(jī)的應(yīng)用
3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件配置
　　6'連鑄機(jī)漏鋼預(yù)報(bào)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件配置圖如圖4所示。
 
　　上位工控機(jī)采用MBDS軟件,下位采用了西門子S7-400的控制系統(tǒng),上、下位通過(guò)以太網(wǎng)采用DCACom軟件進(jìn)行通訊，設(shè)備層采用Poibus-_DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),通過(guò)Profibus-DP采集現(xiàn)場(chǎng)熱電偶的溫度信息,在S7-400系統(tǒng)進(jìn)行處理,然后在上位軟件中進(jìn)行運(yùn)算和記錄數(shù)據(jù),并以圖形和數(shù)字的方式顯示在上位畫面中。
3.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置
　　PLC系統(tǒng)主要功能是實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)熱電偶溫度數(shù)據(jù);MBDS(結(jié)晶器漏鋼探測(cè)系統(tǒng)的圖形接口)軟件主要功能是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)的顯示和進(jìn)行漏鋼預(yù)報(bào),在上位畫面中可以將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像模式進(jìn)行不同顏色的顯示，并進(jìn)行粘鋼和漏鋼預(yù)防算法描述;DCACom是用于與PLC進(jìn)行通訊的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。系統(tǒng)數(shù)據(jù)及存儲(chǔ)方式如下圖5所示:
 
3.3熱電偶配置
　　在結(jié)晶器的寬面和窄面的結(jié)晶器壁上安裝有熱電偶，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度數(shù)據(jù)，從而得知坯殼破裂處的位置及變化的方向。如下圖6所示,6'連鑄機(jī)寬面和窄面的結(jié)晶器壁共安裝有154個(gè)熱電偶,寬面每面安裝有63個(gè)熱電偶，分布為7行9列的矩陣上,窄面每面安裝有14個(gè)熱電偶,分布為7行2列的矩陣上,寬面和窄面各有兩面。
 
5結(jié)束語(yǔ)
　　6"連鑄機(jī)采用的結(jié)晶器銅板熱電偶測(cè)溫漏鋼預(yù)報(bào)技術(shù)，正確率相對(duì)較高，隨著外圍設(shè)備缺陷的逐漸完善和熱電偶采集的正確性的提高,已多次預(yù)報(bào)漏鋼事件,有效地防止了漏鋼事故的發(fā)生.既減少了設(shè)備和人身的傷害,又減少了不必要的經(jīng)濟(jì)損失,為6'連鑄機(jī)的正常生產(chǎn)提供了保障、為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗創(chuàng)造了條件。目前該技術(shù)對(duì)熱電偶的要求很高，必須有可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)才能進(jìn)行判斷，如果有更好的檢測(cè)手段，相信會(huì)為每次結(jié)晶器檢修都需要更換-批熱電偶而節(jié)省開(kāi)支。