专利名称：连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法
技术领域：
本发明涉及连铸机领域，特别涉及一种连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法。
背景技术：
连铸结晶器振动是用于防止连铸生产漏钢的一个重要措施，通过结晶器振动达到脱模并形成一定负滑脱率，防止铸坯坯壳与结晶器铜板的粘结。以往大部分连铸结晶器振动采用机械凸轮的振动机构实施近似正弦振动，随着结晶器振动技术的不断发展，不同振幅和波形的振动的需求促使液压振动被越来越多地被应用到连铸设计和生产所接受，而为减轻振动油缸载荷、保持振动平衡的弹簧板式的结晶器液压振动也更多地被实际应用。连铸结晶器漏钢预报技术目前主要是漏钢预报系统和热成像系统两种，这两种技术有前后继承和发展的关系；它们均利用埋植在结晶器铜板中的热电偶，测出浇注过程中·结晶器铜板各点的温度或温度变化趋势，经过一定的规则判断发生在结晶器内可能的粘结点(铸坯的坯壳与结晶器铜板粘结)，给出报警并按一定的规则进行自动降速或停车等控制。其中漏钢预报系统一般热电偶比较少，判断规则以同一列热电偶上下温差变化作为依据；而热成像系统在结晶器铜板内设置的热电偶相对较多，除了与漏钢预报系统一样能够根据温度变化趋势判断和报出可能的粘结点外，每个电偶的测温值还通过一定的计算和规则可直接用层次分明的颜色标注、反映到计算机画面模拟结晶器上，通过这种显示，操作和技术人员可很直观地观察整个实际浇注范围内结晶器铜板表面的温度分布情况，这种系统除了可以报出大部分粘结漏钢外，还可以分析浇注过程中结晶器铜板的热流分布，预报铸坯较大的纵裂可能性。但这两种漏钢预报技术也存在明显的缺点I、对热电偶及其补偿导向的完好性依赖较强，当相邻热电偶发生异常时，无法检测出温度差，就会失去预报功能。2、系统必须首先通过大量数据积累，不断调整其预报准确性。3、对大面积粘结和其它种类异常导致的漏钢没有检测、预报功能。
发明内容
本发明的目的是设计一种连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法，利用弹簧板式结晶器液压振动的工作特性，以及发生在结晶器铜板到足辊(即所有与坯壳接触的振动面)与铜板之间摩擦阻力发生变化后对振动实绩的影响，通过对结晶器振动远端振动幅度和前后、左右偏摆量的检测与比较，达到发现、预报漏钢的目的。为达到上述目的，本发明的技术方案是连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法，连铸结晶器振动采用弹簧板式液压振动，即结晶器下设置弹簧板式振动框架，振动框架的两侧宽面设置弹簧板，另两侧窄面上下设置与振动油缸连接的弹簧板；弹簧板式振动框架的两侧宽面分别各设置两只检测上下振幅的振幅位移传感器，弹簧板式振动框架的任何一侧面设置至少一只检测前后偏摆的前后偏摆位移传感器和至少一只检测左右偏摆的左右偏摆位移传感器；将各位移传感器在振动原点位置的读数作为其零位校正值，将振动控制系统设定的振幅作为标准位移量，将正常浇注过程中位移传感器的位移偏差量设置为系统标准偏差，在浇注过程中，当单只位移传感器或单个工作面的两只位移传感器的位移量同时发生突变，突变量β为即为正常位移量的2 5% ;说明这个点或这个工作面的结晶器铜板或足辊受到了异常阻力；当位移偏差量达到突变量β为5% 10%，发出差异性报警，有可能发生漏钢；系统降速，如果降速后振动位移的突变量消除，说明报警是真实的，系统记录相关的参数，作为今后报警和报警发生后应急处理的依据；当浇注速度下降后如果振动位移偏差量不能消除，则说明该处的弹簧板或弹簧板的固定螺栓发生断裂和松动现象，需要停机检修。进一步，所述的弹簧板式振动框架的其中一窄面设置至少一只检测前后偏摆的第 二位移传感器和至少一只检测左右偏摆的第三位移传感器。又，所述的弹簧板式振动框架的两个宽面各设置两只检测上下振幅的第一位移传感器。结晶器振动发生突变是导致铸坯质量缺陷甚至漏钢的重要原因。弹簧板式结晶器液压振动在振动的发生源——振动油缸的振动波形与工艺设计要求一致，但在振动结果上又与浇注的工况有非常密切的关联，不同的拉速、不同的钢种、不同的振动频率和波形会导致结晶器和足辊与铸坯接触面不同的阻力，并在板弹簧式结晶器液压振动源(振动油缸)的远端导致振动幅度的偏差，当结晶器局部铜板或足辊受到异常阻力时，振动源远端的振幅会因为阻力发生突变(变小)，而相应的前后左右的振动偏摆量波形也会因为阻力发生突变，其中靠偏摆中心点近的波峰侧为漏钢的发生位置。将这些位移传感器在振动原点位置的读数作为其零位校正值，将控制系统设定的振幅作为标准位移量，将正常浇注过程中实际传感器的位移偏差量和相位偏差设置为系统标准偏差，在浇注过程中，既可以用于监控振动弹簧板的运行状态，当单个位移传感器或单个工作面的两个位移传感器的位移量同时发生突变时(变小)，就说明这个点或这个工作面的结晶器铜板或足辊受到了异常阻力，当位移偏差量达到一定程度后可给出报警(可进行差异性报警)，系统采用自动降速，如果降速后振动位移的突变量消除，说明报警是真实的，系统记录相关的参数，作为今后报警和报警发生后应急处理的依据；当浇注速度下降后如果振动位移偏差量不能消除，则说明该处的弹簧板或弹簧板的固定螺栓发生断裂和松动现象，需要停机检修。本发明的有益效果本发明基于结晶器铜板和足辊阻力的异常导致的振幅突变，对结晶器振动异常和常规的漏钢预报系统无法检测出的开浇漏钢，挂钢漏钢，大面积粘结漏钢、甚至发生在结晶器下口的夹渣漏钢事故等都可起到预报、预警作用。结晶器振动的一般频率采用av+b的公式，其中，V为拉速，a、b为常数。在目前广泛使用的800 910mm长度的结晶器和不小于300mm的足辊范围内可检测到137. 5次振动((800+300)mm+400mm/minX (50X0. 4+30)次/min = 137. 5 次)，本发明由于采用位移传感器，上述过程中每一次振动都可以检测。而原有的漏钢预报系统在该范围内最多只能检测到三次，所以本发明的响应速度要远远高于目前的漏钢预报系统。另外，本发明采用位移传感器，其检测速度、敏感度、可检测出的漏钢种类等等都优于现有检测手段。
图I为本发明一实施例的结构示意图。
具体实施例方式参见图1，本发明的连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法，连铸结晶器振动采用弹簧板式液压振动，即结晶器下设置弹簧板式振动框架1，振动框架I的两侧宽面101 (以一侧为例，另一侧相同，下同)设置弹簧板2，另两侧窄面102 (以一侧为例，另一侧相同)上下设置与一振动油缸3连接的弹簧板4、4’ ；弹簧板式振动框架的两侧宽面分别各设置两只检测上下振幅(Y向)的第一位移传感器5，弹簧板式振动框架I的任何一侧面设置至少一只检测前后偏摆(Z向)的第二位移传感器6和至少一只检测左右偏摆(X向)的第三位移传感器7 ;将各位移传感器在振动原点位置的读数作为其零位校正值，将控制系统设定的振幅作为标准位移量，将正常浇注过程中实际传感器的位移偏差量和相位偏差设置为系统标准·偏差，在浇注过程中，当单个位移传感器或单个工作面的两个位移传感器的位移量同时发生突变，突变量β为β <5%，说明这个点或这个工作面的结晶器铜板或足辊受到了异常阻力；当位移偏差量达到突变量为5% 10%，发出差异性报警，系统降速，如果降速后振动位移的突变量消除，说明报警是真实的，系统记录相关的参数，作为今后报警和报警发生后应急处理的依据；当浇注速度下降后如果振动位移偏差量不能消除，则说明该处的弹簧板或弹簧板的固定螺栓发生断裂和松动现象，需要停机检修。在本实施例中，所述的弹簧板式振动框架的其中一窄面设置至少一只检测前后偏摆的第二位移传感器和至少一只检测左右偏摆的第三位移传感器。所述的弹簧板式振动框架的两个宽面各设置两只检测上下振幅的第一位移传感器。本发明所使用的技术、设备成熟，并通过振动检测系统在连铸机四流进行了检测试验。本发明除了对结晶器振动进行检测外，对目前的漏钢预报系统将是一个很大的补充，市场前景极为广阔。
权利要求
1.连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法，连铸结晶器振动采用弹簧板式液压振动，即结晶器下设置弹簧板式振动框架，振动框架的两侧宽面设置弹簧板，另两侧窄面上下设置与振动油缸连接的弹簧板；弹簧板式振动框架的两侧宽面分别各设置两只检测上下振幅的第一位移传感器，弹簧板式振动框架的任何一侧面设置至少一只检测前后偏摆的第二位移传感器和至少一只检测左右偏摆的第三位移传感器；将各位移传感器在振动原点位置的读数作为其零位校正值，将振动控制系统设定的振幅作为标准位移量，将正常浇注过程中位移传感器的位移偏差量设置为系统标准偏差，在浇注过程中，当单只位移传感器或单个工作面的两只位移传感器的位移量同时发生突变，突变量β为β <5%，说明这个点或这个工作面的结晶器铜板或足辊受到了异常阻力；当突变量β达到5% 10%，发出差异性报警，有可能发生漏钢；系统降速，如果降速后振动位移的突变量消除，说明报警是真实的，系统记录相关的参数，作为今后报警和报警发生后应急处理的依据；当浇注速度下降后如果振动位移偏差量不能消除，则说明该处的弹簧板或弹簧板的固定螺栓发生断裂和松动现象，需要停机检修。
2.如权利要求I所述的连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法，其特征是，所述的弹簧 板式振动框架的其中一窄面设置至少一只检测前后偏摆的第二位移传感器和至少一只检测左右偏摆的第三位移传感器。
3.如权利要求I所述的连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法，其特征是，所述的弹簧板式振动框架的两个宽面各设置两只检测上下振幅的第一位移传感器。
全文摘要
连铸结晶器振动检测和漏钢预报方法，连铸结晶器振动采用弹簧板式液压振动，即结晶器下设置弹簧板式振动框架，振动框架的两侧宽面设置弹簧板，另两侧窄面上下设置与振动油缸连接的弹簧板；弹簧板式振动框架的两侧宽面分别各设置两只第一位移传感器，弹簧板式振动框架的任何一侧面设置至少一只第二位移传感器和至少一只第三位移传感器；将各位移传感器在振动原点位置的读数作为其零位校正值，将控制系统设定的振幅作为标准位移量，将正常浇注过程中传感器的位移偏差量设为系统标准偏差。在浇注过程中，当单个位移传感器或单个工作面的两个位移传感器的位移量同时发生突变，根据突变量大小判断弹簧板工作状况，乃至浇注系统状态。
文档编号B22D11/14GK102950268SQ201110253390
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者杨建华 申请人:宝山钢铁股份有限公司