熱電偶測溫漏鋼預報技術(shù)在6#連鑄機中的應用

摘要:通過(guò)對熱電偶測溫漏鋼預報探測及其運算原理的分析與說(shuō)明,介紹了熱電偶測溫漏鋼預報在酒鋼6'連鑄機上的配置及其應用。
1引言
　　漏鋼是連鑄生產(chǎn)中的重大事故,不僅對連鑄機結晶器設備的損壞，同時(shí)影響產(chǎn)量給鋼廠(chǎng)造成重大的經(jīng)濟損失。就漏鋼的種類(lèi)可分為:粘結漏鋼懸掛漏鋼、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,國內漏鋼預報系統--般采用:監測摩擦力進(jìn)行漏鋼預報;依據結晶器的熱傳遞變化進(jìn)行漏鋼預報;銅板熱電偶測溫漏鋼預報3種預報手段。而銅板熱電偶測溫漏鋼預報方式由于其正確率較高,目前已成為普遍采取的方法。本文就針對熱電偶測溫漏鋼預報技術(shù)在6'連鑄機中的應用做簡(jiǎn)述。
2熱電偶測溫漏鋼預報探測及運算原理
2.1漏鋼預報原理
　　在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，鋼坯坯殼由于某種原因，超過(guò)其機械強度而破裂,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展,當坯殼破裂處到達結晶器底部時(shí)，就發(fā)生拉漏。當坯殼破裂時(shí),鋼水直接與結晶器壁接觸,因而該處會(huì )有溫升,如果在結晶器的寬面和窄面的結晶器壁上安裝有熱電偶,就可以從熱電偶檢測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。
　　當坯殼破裂處到達上排熱電偶時(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)的預報。當坯殼破裂處經(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,識別這一溫度的變化趨勢及變化速率就可預報拉漏。
2.2粘鋼探測及運算原理
2.2.1在寬面,上的粘鋼探測原理
如圖1所示:
 
　　將彎月面溫度值與同一列內其它熱電偶的溫度值相比較,看是否出現反應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 )出現溫度逆增現象，即結晶器下部區域的溫度比彎月面處的溫度還要高?？梢杂萌缦聝蓚€(gè)公式進(jìn)行運算,比較結晶器寬面上每--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(現在)-TC.M(以前)]+[時(shí)間(現在)-時(shí)間(以前)](式2)
其中:TS_M:彎月面溫度梯度
TC__M(現在):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,則被標注為“粘鋼ON"且每個(gè)寬面的“粘鋼ON計數器"都要增加。如果寬面上“粘鋼ON"熱電偶的總和≥粘鋼警告計數極限,則生成一個(gè)粘鋼警告;如果寬面上“粘鋼ON"熱電偶的總和≥粘鋼報警計數極限，則生成-個(gè)粘鋼報警。粘鋼警告計數極限和粘鋼報警計數極限是在畫(huà)面由工藝工程師進(jìn)行手動(dòng)設定。
2.2.2在窄面上的粘鋼探測原理
　　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,然后看是否出現帶有粘鋼特征的溫度逆增現象發(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(現在)-TC._X(以前)]+[時(shí)間(現在)-時(shí)間(以前)](式4)
其中:TS_窄面:窄面溫度梯度
TC__X(現在):熱電偶X實(shí)際溫度
TC_X(以前):熱電偶X前次檢測溫度:
　　每列的X在1至3內變化,而Y在X+1到X+6內變化。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)粘鋼報警。
2.3局部過(guò)熱點(diǎn)探測及運算原理
　　對于某點(diǎn)熱電偶進(jìn)行判斷是否為局部過(guò)熱,應由如下圖3所示進(jìn)行檢查:
 
TC_.梯度(X,Y)(現在)=[TC_溫度(X,Y)(現在)-TC_溫度(X,Y)(以前)]+[時(shí)間(現在-時(shí)間(以前)](式5)
其中:TC_溫度(X,Y)(現在):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
　　對于兩個(gè)連續的回路,當溫度梯度大于漏鋼偏差極限時(shí),即(TC_梯度(X,Y)(現在)>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)明熱電偶探測到過(guò)熱點(diǎn),如果兩個(gè)相臨的熱電偶探測到過(guò)熱點(diǎn),則生成-一個(gè)漏鋼報警信號。
3漏鋼預報在6*連鑄機的應用
3.1計算機系統硬件配置
　　6'連鑄機漏鋼預報計算機控制系統硬件配置圖如圖4所示。
 
　　上位工控機采用MBDS軟件,下位采用了西門(mén)子S7-400的控制系統,上、下位通過(guò)以太網(wǎng)采用DCACom軟件進(jìn)行通訊，設備層采用Poibus-_DP現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù),通過(guò)Profibus-DP采集現場(chǎng)熱電偶的溫度信息,在S7-400系統進(jìn)行處理,然后在上位軟件中進(jìn)行運算和記錄數據,并以圖形和數字的方式顯示在上位畫(huà)面中。
3.2計算機系統數據配置
　　PLC系統主要功能是實(shí)時(shí)采集現場(chǎng)熱電偶溫度數據;MBDS(結晶器漏鋼探測系統的圖形接口)軟件主要功能是進(jìn)行現場(chǎng)溫度數據的顯示和進(jìn)行漏鋼預報,在上位畫(huà)面中可以將溫度數據轉換為圖像模式進(jìn)行不同顏色的顯示，并進(jìn)行粘鋼和漏鋼預防算法描述;DCACom是用于與PLC進(jìn)行通訊的標準軟件包。系統數據及存儲方式如下圖5所示:
 
3.3熱電偶配置
　　在結晶器的寬面和窄面的結晶器壁上安裝有熱電偶，用于實(shí)時(shí)檢測溫度數據，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'連鑄機寬面和窄面的結晶器壁共安裝有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結束語(yǔ)
　　6"連鑄機采用的結晶器銅板熱電偶測溫漏鋼預報技術(shù)，正確率相對較高，隨著(zhù)外圍設備缺陷的逐漸完善和熱電偶采集的正確性的提高,已多次預報漏鋼事件,有效地防止了漏鋼事故的發(fā)生.既減少了設備和人身的傷害,又減少了不必要的經(jīng)濟損失,為6'連鑄機的正常生產(chǎn)提供了保障、為實(shí)現節能降耗創(chuàng )造了條件。目前該技術(shù)對熱電偶的要求很高，必須有可靠的檢測數據，計算機控制系統才能進(jìn)行判斷，如果有更好的檢測手段，相信會(huì )為每次結晶器檢修都需要更換-批熱電偶而節省開(kāi)支。