專利名稱：一種大方坯連鑄機結晶器液面自動控制方法
技術領域：
本發明涉及一種大方坯連鑄機結晶器液面自動控制方法，尤其是涉及一種降低大方坯浸入式水口侵蝕速率、延長連澆時間，活躍大方坯結晶器液面、改善連鑄坯表面質量的新型結晶器液面自動控制方法，屬于冶金煉鋼技術領域。
背景技術：
在冶金煉鋼技術領域，背景技術的液面控制原理是液面設定值是一個常數，液面的實際值根據設定值進行PID調節，以達到穩定結晶器液面的功能。由于設定液位為一個恒定值，容易出現渣線侵蝕范圍窄，水口熔損速率大的現象，特別是使用整體水口澆注時， 水口壽命直接決定中包使用壽命，水口熔損速率大，嚴重制約了中包的使用壽命，大大增加了中包耐材成本。另外彎月面位置結晶器銅管壁長時間受鋼渣界面沖刷腐蝕易造成彎月面銅管內壁鍍層脫落、錐度變化從而影響鑄坯表面及皮下質量。由于大方坯斷面大，存在拉速相對較低，結晶器液面不活躍的特點，浸入式水口侵蝕速度快及鑄坯的表面質量較差的問題尤其突出。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種大方坯連鑄機結晶器液面自動控制方法， 通過編寫程序及設置控制模塊使結晶器的液面實際值根據液面設定值及其周期、振幅實現結晶器液位正弦控制，可以有效的減少大方坯浸入式水口侵蝕速率、提高連澆時間及改善鑄坯表面質量。本發明的技術方案是一種大方坯連鑄機結晶器液面自動控制方法，包含如下工藝步驟首先，將液面輸出值設定為一個正弦變化曲線，其次，計算機液面控制程序中的 PID控制模塊控制液面的實際值來根據液面輸出設定值進行變化，最后，實現結晶器液位正弦控制。所說的將液面輸出值設定為一個正弦變化曲線，根據人機接口來設定液面正弦變化曲線的參數，包括液面測量量程、設定值、周期、振幅等。對于300mmX 360mm斷面大方坯，本發明所述結晶器液面控制參數為液面測量量程為120mm ；液面設定值為90mm (75%)；振幅為士5mm ；周期為5min。本發明的原理
根據正弦公式Y=Sin( x + c^+b，在此數學模型中Φ=0，b=0，所以我們使用的正弦公式為Y=Sin(co χ)。根據液面控制技術原理我們需要聲明一些變量液面設定值In_ktLV液面輸出值IOjetLV液面振幅In_UD (單位mm)液面變化周期In_CT (單位分鐘)。執行本程序的PLC為西門子S7-300，其掃描周期為100ms，所以我們將設定的變化周期分為In_CTX600變化點，聲明變化點為TempMart，則每個變化點對應的液面變化量 TempStep 為TempStep= In_UD X Sin((2 π +(In_CT X600)) XTempStart)。根據以上我們可以得出每個變化點對應的液位值IOJietLV為 I0_SetLV =In_SetLV+ TempStep
液面輸出值是一個正弦變化趨勢，程序中的PID控制模塊控制液面的實際值來根據液面輸出設定值進行變化，這樣就實現了結晶器液位正弦控制。本發明的有益效果通過編寫程序及設置控制模塊使結晶器的液面實際值根據液面設定值及其周期、振幅實現結晶器液位正弦控制，可以有效的減少大方坯浸入式水口侵蝕速率、提高連澆時間及改善鑄坯表面質量。通過統計使用數據表明，本發明對延長水口的使用壽命、提高連澆時間起到明顯的效果，同時因結晶器液面活躍，保護渣化渣良好，因表面缺陷造成的(鑄)坯、(鋼)材送修率有所降低。


附圖1為背景技術液面控制示意圖； 附圖2為本發明液面控制示意附圖3為本發明實施例一個周期的變化趨勢圖。
具體實施例方式本實施例為300mmX360mm斷面大方坯，本發明所述結晶器液面控制參數為液面測量量程為120mm ；液面設定值為75% (液位高度90mm)；結晶器液面最佳檢測范圍是 70^80% (液位高度范圍84 96mm)，目標值75% (液位高度90mm);振幅依據結晶器液位最佳檢測高度范圍(8壙96讓)，設定振幅為士5mm，即高度范圍為85 95mm，在結晶器液位最佳檢測范圍內；周期根據實驗情況，周期設定在Hmin時，結晶器液面變化(上升、下降速度快 )速度快，液面波動大，結晶器內容易產生渣條，影響澆注；周期設定> 5min時，結晶器液位變化緩慢，正弦液面控制的效果不明顯，通過現場實際情況總結，周期設定為5min。實施例的一個周期變化趨勢圖，參照附圖2。通過統計使用數據表明，本發明對延長水口的使用壽命、提高連澆時間起到明顯的效果，同時因結晶器液面活躍，保護渣化渣良好，因表面缺陷造成的(鑄)坯、(鋼)材送修率有所降低。使用前后對比數據見表一
權利要求
1.一種大方坯連鑄機結晶器液面自動控制方法，其特征在于包含如下工藝步驟首先，將液面輸出值設定為一個正弦變化曲線，其次，計算機液面控制程序中的PID控制模塊控制液面的實際值來根據液面輸出設定值進行變化，最后，實現結晶器液位正弦控制。
2.根據權利要求1所述之一種大方坯連鑄機結晶器液面自動控制方法，其特征在于所說的將液面輸出值設定為一個正弦變化曲線，根據人機接口來設定液面正弦變化曲線的參數，包括液面測量量程、設定值、周期、振幅。
3.根據權利要求2所述之一種大方坯連鑄機結晶器液面自動控制方法，其特征在于對于300mmX360mm斷面大方坯，本發明所述結晶器液面控制參數為液面測量量程為 120mm ；液面設定值為90mm (75%)；振幅為士5mm ；周期為5min。
全文摘要
本發明涉及一種大方坯連鑄機結晶器液面自動控制方法，屬冶金煉鋼技術領域。技術方案是首先，將液面輸出值設定為一個正弦變化曲線，其次，計算機液面控制程序中的PID控制模塊控制液面的實際值來根據液面輸出設定值進行變化，最后，實現結晶器液位正弦控制。本發明的有益效果通過編寫程序及設置控制模塊使結晶器的液面實際值根據液面設定值及其周期、振幅實現結晶器液位正弦控制，可以有效的減少大方坯浸入式水口侵蝕速率、提高連澆時間及改善鑄坯表面質量。通過統計使用數據表明，本發明對延長水口的使用壽命、提高連澆時間起到明顯的效果，同時因結晶器液面活躍，保護渣化渣良好，因表面缺陷造成的(鑄)坯、(鋼)材送修率有所降低。
文檔編號B22D11/18GK102328044SQ20111022258
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月4日 優先權日2011年8月4日
發明者李國棟, 董大西, 趙戰強, 陳良勇, 韓偉, 高晗 申請人:河北鋼鐵集團有限公司, 石家莊鋼鐵有限責任公司