一种自动跟踪单支连铸坯质量的方法与流程

本发明涉及一种自动跟踪单支连铸坯质量的方法，属于转炉炼钢术领域。

背景技术：

目前，各炼钢厂的小方坯连铸坯均采用整炉喷号的方法，对铸坯的质量跟踪只能以炉号为单位，无法精确跟踪到单支铸坯，不能为连铸坯缺陷过程质量诊断、在线质量预测、批次及过程质量评价、在线质量预警、在线质量判定、过程质量服务等提供数据基础支撑。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种自动跟踪单支连铸坯质量的方法，通过模型计算对各流铸坯进行动态跟踪，实现铸坯生产过程质量信息的准确跟踪，进而实现单支铸坯生产全过程质量管控，实现对单根铸坯过程质量追溯，为连铸坯缺陷过程质量诊断、在线质量预测、批次及过程质量评价、在线质量预警、在线质量判定、过程质量服务等提供数据基础支撑，解决背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

一种自动跟踪单支连铸坯质量的方法，其特别之处是：转炉工序和精炼工序，以炉号为单位实现数据采集；连铸工序，以每支连铸坯为单位实现数据采集，通过采集铸坯自动喷号机的喷号时刻，以铸机恒拉速为基础，结合定尺信息以及出坯辊道运转速度，实现对本支铸坯在结晶器内的液面波动、拉速及对应的中包温度的自动跟踪，实现对单支铸坯个生产过程的可追溯性。

具体步骤如下：第一，对一级自动化plc内部数据的采集；第二，应用无线通讯技术，对天车的定位及天车的重量数据进行采集；第三，对单支铸坯流数及支数的跟踪，并用高级语言编写程序，生成单支连铸坯的序号，该序号包括炉号、流数、支数信息；第四，自动喷号机对连铸坯进行逐支喷号；第五，利用数据库技术、网页技术，根据每支铸坯的切割时间，推理每支铸坯头部进入结晶器至尾部出结晶器这段时间内的与铸坯质量相关的关键的工艺参数的可追溯性。

本发明利用数据库技术、无线通讯技术、plc技术、激光定位技术、网页技术等自动化技术，以单支铸坯进行标识为基础，打造面向生产管控的多层级、多口径的企业级数据中心，建立大数据应用平台，在转炉、精炼工序实现以单炉号为单位的生产工艺过程参数监控，在连铸工序实现以单支铸坯为单位的生产工艺过程参数监控。

因为实际生产的复杂性，在实际生产的过程中，必然会遇到在出坯辊道上坯子对不齐、出坯辊道上坯子在切割后因某种原因异常下线等问题，针对此类问题，在喷号机的软件界面上设定人工纠正窗口，采取人为干预的方式对系统的运行进行修订。

本发明实现对现场设备的运行情况实时动态跟踪；实现对各工序的质量关键点跟踪管理管理，各工序量关键点如下：

①转炉工序：装入量，入炉条件，终点控制，出钢量，物料加入，出钢时间，挡渣操作，在线吹氩，起吊温度。

②精炼工序：进站成分，进、出站温度，进、出站氧活度，进、出站时间，加热时间，造渣料及辅料加入量，合金料加入量，铝线、钙铁线喂线量，软吹时间，进、出站及熔炼成分，单炉电耗。

③连铸工序：结晶器振动频率，结晶器振动幅度，工作拉速，结晶器水量，结晶器总管水压，液面波动，二冷段足辊段冷却水，二冷段各段冷却水，中包测温，烘烤中间包时间，开浇前中间包温度，结晶器寿命，结晶器锥度，电磁搅拌，拉矫机电流，铸坯定尺。

实现本发明的关键环节：

连铸铸坯自动喷号，是实现单支铸坯质量跟踪的关键环节，利用数据库技术、通讯技术、无线定位技术实现铸坯生产过程的跟踪并实现自动喷号，并可追溯到相应的转炉工序、精炼工序。钢水从转炉工序到精炼工序的实时准确可靠跟踪，因生产组织较为复杂，转炉到精炼炉的炉号跟踪采取精炼班组人工录入的模式；岗位人员必须严格遵守录入规则，才能保证炉号的正确跟踪。

本发明的有益效果是：通过模型计算对各流铸坯进行动态跟踪，实现铸坯生产过程质量信息的准确跟踪，进而实现单支铸坯生产全过程质量管控，实现对单根铸坯过程质量追溯，为连铸坯缺陷过程质量诊断、在线质量预测、批次及过程质量评价、在线质量预警、在线质量判定、过程质量服务等提供数据基础支撑，适合在各钢铁企业推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例的单支铸坯质量数据的跟踪曲线界面示意图；

图2为本发明实施例的单支铸坯质量参数实时参数显示界面示意图；

图3为本发明实施例的单支铸坯结晶液面查询界面示意图；

图4为本发明实施例的单支铸坯拉速查询界面示意图；

图5为本发明实施例的通讯系统示意图；

图6为本发明实施例的防火墙结构示意图；

图7为本发明实施例的铸坯距离位置识别窗口示意图；

图8为本发明实施例的铸坯电子标签窗口示意图；

图9为本发明实施例的自动喷号机运行界面示意图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步说明。

一种自动跟踪单支连铸坯质量的方法，其特别之处是：转炉工序和精炼工序，以炉号为单位实现数据采集；连铸工序，以每支连铸坯为单位实现数据采集，通过采集铸坯自动喷号机的喷号时刻，以铸机恒拉速为基础，结合定尺信息以及出坯辊道运转速度，实现对本支铸坯在结晶器内的液面波动、拉速及对应的中包温度的自动跟踪，实现对单支铸坯个生产过程的可追溯性。

本实施例的具体实施过程：

利用自动化plc控制技术，数据库技术、无线通讯技术、网页技术，实现对单支铸坯头部进入结晶器至尾部出结晶器这段时间内中包温度、结晶器液面、拉速、二冷水参数、结晶器水参数、电磁搅拌参数的实时显示和历史数据查询，从而实现在连铸环节对单支铸坯的质量跟踪；在转炉、精炼环节，以炉号为单位，在转炉工序实现单炉化学成分、装入量，入炉条件，终点控制，出钢量，物料加入，出钢时间，挡渣操作，在线吹氩，起吊温度的记录。在精炼工序：进站成分，进、出站温度，进、出站氧活度，进、出站时间，加热时间，造渣料及辅料加入量，合金料加入量，铝线、钙铁线喂线量，软吹时间，进、出站及熔炼成分，单炉电耗的记录。

第一、对副原料、合金料、吹氧量、出钢温度等参数的采集。此类数据都在一级自动化的plc数据块内。与各plc进行通讯，采集数据。

第二、钢铁料的数据采集。包括铁水、半钢和废钢的重量采集。此部分采用无线通讯技术，每台天车分站负责采集天车秤数据和位置数据，采集方式采用分时复用，主站轮询采集天车分站数据，通过采集服务器上的应用程序驱动和处理，将数据存放到关系数据库中。关系型数据库服务器和web服务器安置在机房，经由防火墙连入炼钢厂生产网，防火墙控制天车物流网络和生产网之间的数据访问方式。其通讯系统参见附图5。

第三、对检化验数据的采集。与检化验分析仪通讯，以炉号为单位采集检化验信息。

第四、网络安全设计。关系型数据库服务器和web服务器安置在机房，经由防火墙连入生产网，防火墙控制物流网络和生产网之间的数据访问方式。防护墙结构参见附图6。

第五、连铸坯流数和支数序号的自动跟踪，并生成单支连铸坯的标识，标识共八位，包括炉号（六位）+流数（1位）+支数（1位）。

1、铸坯距离位置识别窗口，参见附图7。

该窗口图像由工业以太网接口相机检测显示，上面的标定线为实际尺寸，铸坯6或7支铸坯到位后，分析其位置，宽度及铸坯与铸坯之间的间隙。

2、铸坯电子标签窗口，参见附图8。

此窗口为显示当前某流铸坯到指定限位，通过铸坯移动方向辅助判断当前流铸坯支数及流数排序并实时跟踪，铸坯到位后窗口中对应流号位置有虚拟的铸坯图像显示。

第六、自动喷号机。

单支铸坯的坯号生成后，系统发给自动喷号机，自动喷号机即在连铸坯端部打印铸坯号。自动喷号机安装在出坯辊道的侧边，移坯车将出坯辊道上的坯子推到侧面后集中，自动喷号机对七根铸坯进行集中依次喷号。自动喷号机主要有喷嘴、喷墨管及吹扫装置、伺服电机组成。附图9是自动喷号机运行界面。

流序号为初始设置该铸流的第几支铸坯，针对中途有铸坯吊走情况通过增大减小按钮可以调节；实时亮度为铸坯位置识别框中的图像亮度显示0-255范围；储墨量为涂料罐中涂料的剩余量，方便提示岗位工添加涂料；铸流切割时间为每流的每支铸坯的开始切割结束时间，通过1级网读取，精确到分秒。

第七、连铸坯头部进入结晶器至连铸坯尾部出结晶器时间段的计算。取火切机的切割时间，对拉速进行积分，推算出此根铸坯经过结晶器的时间。

第八、纠错方式。若坯子在切割后，因故在辊道上剔除，那么出坯岗位人员及时正确的将此根坯子对应的切割时间删除。

本发明在某钢铁企业120吨系统二号连铸机投入使用，实现了单支连铸坯的自动喷号以及对单支连铸坯质量的准确跟踪，效果显著。