一种甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法
【专利摘要】一种甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，属冶金领域。其根据工艺要求，采集有关生产控制数据，然后以每块板坯为单位，来建立甄别不锈钢板坯发生夹渣或裂纹缺陷的方程式，计算其各项生产工艺数据均值和标准差，每块板坯经过切割工序后，通过甄别结果来得到板坯是否存在缺陷的结论，进而可有效地控制板坯路径，将无缺陷板坯热送至下道工序以节约能耗，同时尽最大可能将有缺陷板坯“下线”而避免轧制后产生产品的质量问题。可广泛用于不锈钢板坯连续铸造工艺的生产控制和产品质量监控领域。
【专利说明】一种甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金领域，尤其涉及一种用于不锈钢板坯连续铸造的生产控制方法。【背景技术】
[0002]不锈钢连铸生产过程中，夹渣、裂纹是板坯表面常见的缺陷。如果这些缺陷发生而又没有被及时清除，就直接将板坯送到下道工序进行轧制，将产生不可避免的产品缺陷。
[0003]而在目前提倡减少能源损失的现代连铸生产中，许多不锈钢的板坯在切割完毕后就直接通过辊道热送至下道工序，而不经过炼钢厂下线进行仔细的检查。
[0004]为了能在热送过程中甄别出有缺陷的板坯并将其下线，在实际生产过程中，通常采用人工在板坯表面目视结合根据工艺经验对拉速、结晶器液位进行超标报警的办法。
[0005]人工在板坯表面目视检查缺陷存在漏检率高的问题，由于热送途中板坯处于高温状态，检查人员对板坯上表面、左右侧面的检查也做不到非常仔细，更不能检查紧贴辊道的板还下表面。
[0006]根据现有工艺经验对拉速、结晶器液位进行超标报警，是在拉速或结晶器液位超过经验值后认为将发生夹渣、裂纹缺陷。但在实际应用中发现，报警位设定的较松，漏检率也非常高；报警位设定的较严格，会发生许多的虚假报警，即误报率高；对有缺陷的板坯进行观察拉速或结晶器液位的数据，发现有许多属于正常范围。
[0007]板坯表面常见缺陷的甄别，是板坯质量管理的重要环节。
[0008]在提倡节能减排的大环境下，对不锈钢板坯“热送”以节省热量的散失是各大钢厂着力推进的方向之一。但在“热送”过程中，板坯质量出现的表面缺陷在热态下人工不易发现，一般都是还有结合缺陷甄别规则进行路径管理。这就是说，板坯切割后，无缺陷的板坯应继续“热送”;而有缺陷的板坯将被“下线”留在本工序。这个甄别的准确程度影响了热送是否能正常进行，同时最大程度地防止缺陷板坯流到下工序发生产品的质量事故。
[0009]利用工艺上提供的影响夹渣或裂纹缺陷的拉速和结晶器液位的标准值进行预警，其缺点在于这种方法将过程参数孤立起来，割裂了它们之间的相互影响。即使有些钢厂考虑了其他过程参数对缺陷的影响，但这种甄别方法仍然是孤立的。实际生产过程是各种过程参数是同时影响板坯的形成及其质量的，这就是为什么有时工艺参数都在标准值范围内，但缺陷却仍然以一定的比率发生。因此，在实际生产控制过程中，迫切需要一种方式将各种关键的过程参数联系起来，才能进一步降低其漏检率。
[0010]再进一步，除了考虑某一时刻各过程参数及其关系对缺陷的影响外，还应该考虑一段时间内工艺生产参数的变化情况对当前时刻板坯质量的影响。这是因为实际生产前后过程是连续的，前面的某一时刻的工艺参数状态，对后面的产品质量也产生影响，因此，找到一个能反映波动情况的特征值进行计算/控制，可以使产品缺陷的甄别工作更准确和便于控制。
【发明内容】
[0011]本发明所要解决的技术问题是提供一种甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其根据工艺要求，采集有关生产控制数据，然后以每块板坯为单位，来建立甄别不锈钢板坯发生夹渣或裂纹缺陷的方程式，计算其各项生产工艺数据均值和标准差，每块板坯经过切割工序后，通过甄别结果来得到板坯是否存在缺陷的结论，进而可有效地控制板坯路径，将无缺陷板坯热送至下道工序以节约能耗，同时尽最大可能将有缺陷板坯“下线”而避免轧制后产生产品的质量问题。
[0012]本发明的技术方案是:提供一种甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，包括对连续生产过程中的各段板坯进行生产过程中各项参数的测量和记录，其特征是所述的甄别方法至少包括下列步骤:
[0013]A、根据不锈钢板坯的种类，列出影响不锈钢板坯某种缺陷发生的工艺过程参数数据项；
[0014]B、测量每块板坯生产过程中的各项工艺参数数据，并传输到过程控制计算机；
[0015]C、每块板坯切割后，过程控制计算机根据A步骤中所确定的各项生产过程工艺参数的实际测量数据，以板坯为单位计算一定周期内各项生产过程工艺参数数据的平均值；
[0016]D、将每个生产过程工艺参数数据的平均值分别与某种对应的缺陷进行对数回归分析；
[0017]E、根据对数回归分析的结果，剔除对数回归分析结果P-Value值大于0.25的数据项，得到某种对应缺陷发生的显著影响因素；
[0018]F、将剩余的数据项组合起来，与该种缺陷进行多元对数回归分析，得到某种缺陷的甄别缺陷发生的方程式；
[0019]G、过程控制计算机根据甄别缺陷发生的方程式，计算每块板坯实时的P值；
[0020]H、如果某一块板坯的P值大于0.5，过程控制计算机标定该板坯下线，发出该板坯的下线信号，将该块板坯留在本工序清理或挽救；
[0021]1、如果某一块板坯的P值小于0.5，过程控制计算机保持该板坯的原有行进路径；
[0022]J、通过现有的生产控制系统，控制各块板坯的行进路径，将无缺陷的板坯热送至下道工序，将有缺陷的板坯下线，从而避免产生产品质量问题。
[0023]其中，所述的不锈钢板坯缺陷种类，包括夹渣缺陷和裂纹缺陷。
[0024]进一步的，在所述的C步骤中，过程控制计算机对所测得的各项生产过程工艺参数的实际测量数据，以板坯为单位计算一定周期内各项生产过程工艺参数数据的平均值和标准差，以进一步提闻爾别的命中率。
[0025]具体的，所述产生不锈钢板坯缺陷的影响因素为浇铸拉速fl、结晶器水量f2、钢水温度f3、结晶器液位f4、塞棒开口度f5和结晶器水温差f6，统称为实际测量数据或过程数据；
[0026]其中，所述的结晶器水量f2又分为结晶器前宽面水量f21、结晶器后宽面水量f22、结晶器左窄面f23水量和结晶器右窄面f24水量；
[0027]其中，所述的结晶器水温差又分为结晶器前宽面温差f61、结晶器后宽面温差f62、结晶器左窄面温差f63和结晶器右窄面温差f64。
[0028]进一步的，C步骤中计算平均值的过程如下:
[0029]首先，发给过程计算机是以0.1s为周期的过程数据，考虑数据量太大，因此以一定周期计算这些数据的平均值来作为实际过程的代表值；周期的确定以减少300倍数据为宜，以便降低计算机系统的计算工作量负担；
[0030]然后，由于判定是以板坯为单位的，所以用每块板坯所包含的各个周期平均值再来计算平均值来表示产生这块板坯时这个参数的数据值水平；
[0031]计算其平均值来作为这段周期代表值，其平均值计算公式为
[0032]
【权利要求】
1.一种甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，包括对连续生产过程中的各段板坯进行生产过程中各项参数的测量和记录，其特征是所述的甄别方法至少包括下列步骤: A、根据不锈钢板坯的种类，列出影响不锈钢板坯某种缺陷发生的工艺过程参数数据项； B、测量每块板坯生产过程中的各项工艺参数数据，并传输到过程控制计算机； C、每块板坯切割后，过程控制计算机根据A步骤中所确定的各项生产过程工艺参数的实际测量数据，以板坯为单位计算一定周期内各项生产过程工艺参数数据的平均值； D、将每个生产过程工艺参数数据的平均值分别与某种对应的缺陷进行对数回归分析； E、根据对数回归分析的结果，剔除对数回归分析结果P-Value值大于0.25的数据项，得到某种对应缺陷发生的显著影响因素； F、将剩余的数据项组合起来，与该种缺陷进行多元对数回归分析，得到某种缺陷的甄别缺陷发生的方程式； G、过程控制计算机根据甄别缺陷发生的方程式，计算每块板坯实时的P值； H、如果某一块板坯的实时P值大于0.5，过程控制计算机标定该板坯下线，发出该板坯的下线信号，将该块板坯 留在本工序清理或挽救； 1、如果某一块板坯的实时P值小于0.5，过程控制计算机保持该板坯的原有行进路径； J、通过现有的生产控制系统，控制各块板坯的行进路径，将无缺陷的板坯热送至下道工序，将有缺陷的板坯下线，从而避免产生产品质量问题。
2.按照权利要求1所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是所述的不锈钢板坯缺陷种类，包括夹渣缺陷和裂纹缺陷。
3.按照权利要求1所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是在所述的C步骤中，过程控制计算机对所测得的各项生产过程工艺参数的实际测量数据，以板坯为单位计算一定周期内各项生产过程工艺参数数据的平均值和标准差，以进一步提高甄别的命中率。
4.按照权利要求1所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是所述产生不锈钢板坯缺陷的影响因素为浇铸拉速fl、结晶器水量f2、钢水温度f3、结晶器液位f4、塞棒开口度f5和结晶器水温差f6，统称为实际测量数据或过程数据； 其中，所述的结晶器水量f2又分为结晶器前宽面水量f21、结晶器后宽面水量f22、结晶器左窄面f23水量和结晶器右窄面f24水量； 所述的结晶器水温差又分为结晶器前宽面温差f61、结晶器后宽面温差f62、结晶器左窄面温差f63和结晶器右窄面温差f64。
5.按照权利要求1所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是所述C步骤中计算平均值的过程如下: 首先，发给过程计算机是以0.1s为周期的过程数据，考虑数据量太大，因此以一定周期计算这些数据的平均值来作为实际过程的代表值；周期的确定以减少300倍数据为宜，以便降低计算机系统的计算工作量负担； 然后，由于判定是以板坯为单位的，所以用每块板坯所包含的各个周期平均值再来计算平均值来表示产生这块板坯时这个参数的数据值水平；计算其平均值来作为这段周期代表值，其平均值计算公式为
6.按照权利要求1或5所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是根据所述的平均值，进一步得出以板坯为单位的一定周期内各项生产过程工艺参数数据的平均值的计算公式为
7.按照权利要求3所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是所述标准差的计算公式为
8.按照权利要求1所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是所述各个过程参数计算和整理的数据不能少于50组。
9.按照权利要求1所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是所述甄别缺陷发生的方程式为
10.按照权利要求1所述的甄别不锈钢板坯表面夹渣、裂纹缺陷的方法，其特征是所述的多元对数回归分析，按照下列步骤进行: 将得到的各个显著影响数据项全部选择进行多元对数回归后，若其结果没有收敛，说明这些影响因素之间可能存在相关性； 将这些影响因素按P-Value值从小到大排序，逐一增加进行多元回归运算，若某个数据项加入后如导致算法发散，则先剔除该数据项，如此得到最终合适的数据项； 若多元回归结果P_Value〈0.05，表明系数有效。
【文档编号】B22D11/16GK103706774SQ201210379914
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年9月29日 优先权日:2012年9月29日
【发明者】苏锦, 王立江 申请人:宝钢不锈钢有限公司