本發明涉及連鑄機系統和控制方法，更具體地說，涉及一種處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制方法及系統。

背景技術：

連鑄結晶器液面控制是連鑄生產穩定和鑄坯質量控制的關鍵，隨著連鑄產品表面質量和內部夾雜物等控制要求的日趨嚴格，結晶器液面控制的穩定性越來越受到大家的重視，現代的板坯連鑄結晶器液面控制一般分結晶器液面檢測和自動控流兩個部分，液面檢測的主流設備主要是電磁渦流式液面檢測和射源檢測，自動控制系統主要是以日系為主的滑板液壓伺服系統自動控流和以歐系為主的塞棒電動缸或液壓缸自動控流。由于塞棒控流對設備結構簡單、對結晶器流場的穩定性有利，同時減少了一個滑板吸氣點，所以，塞棒控流系統目前在國內外逐步流行。

無論是滑板控流還是塞棒控流，系統設置的最終目的是在一定的通鋼速度范圍下一個中間包連續澆注過程中結晶器液面保持穩定。但在實際生產過程中，由于從中間包到結晶器內的澆注通道容易被三氧化二鋁等結瘤物堵塞而導致通道截面的不規則變化，使控流穩定性效果下降。采用塞棒自動控流時，澆注通道中最容易發生結瘤造成液面波動甚至控流失效的是塞棒頭部及上水口周圍，為此，大量的相關技術如防結堵功能耐材、塞棒吹氬技術、塞棒自動振動技術、控流pid參數的模糊化控制或前置控制等應運而生，很多技術被廣泛應用在實際生產中，取得了一定的效果。其中法國sert公司等的塞棒振動控制技術，液面前置補償技術，上水口、塞棒等位置的吹氬控制技術等應用比較廣泛，這些技術的主要功能是：

盡可能防止塞棒或澆注通道的結瘤、堵塞；

通過控制補償，減少結晶器液面的規律性周期波動。

實際上，塞棒振動技術因常規澆注下的增幅和振動頻率有限，只能起到有限的防結瘤效果，而吹氬和耐材方面的相關技術又受鑄坯內部氣泡、夾雜物等控制、以及防耐材侵蝕后控流失效的限制只能作為一種輔助作用，類似于液面前置補償、模糊控制等技術只能用于因鑄坯鼓肚或塞棒控制機構有間隙等原因造成的規律性較強的液面波動，生產過程中一個中間包連續澆注過程的中后期后液面無規律的異常波動，通道逐漸堵塞導致的塞棒開度增大等問題仍然無法解決。當結瘤實際發生后控流裝置開度逐漸增大，結晶器內鋼液面呈現一個個不規整的較大幅度波動。

眾所周知，連鑄結晶器液面異常波動是鑄坯夾渣、夾雜的主要原因之一，當澆注通道結瘤到一定的程度，控流系統全開后，控流失效，往往只能采取異常終澆的方法處理，這種異常終澆會對整個鋼廠的物流產生極大的干擾，也影響鑄機的作業效率。如果在澆注過程中發現開始出現異常波動，且控流系統開度逐漸增大而不采取及時的措施繼續澆注，后續澆注的鑄坯質量就很難保證，也很容易因液面波動導致鑄坯的夾渣、夾雜等批量性質量缺陷，甚至因結晶器彎月面斷渣發生粘結漏鋼事故、夾雜物咬入坯殼而發生漏鋼事故。所以，在澆注通道結瘤、液面異常波動后選擇繼續澆注還是終澆是一對始終存在的矛盾，但一般都以服從工序連續性要求為準而繼續生產。

為防止澆注通道結瘤、堵塞及由此導致的液面波動，在以往手動塞棒控流時也有“沖塞棒”的操作方法——一種通過人工手動急劇開閉塞棒的方式，將附著在塞棒或上水口周圍的結瘤物沖掉，或者采用大流量氬氣吹掃(塞棒吹氬或上水口吹氬)的方式去處理這種異常，有時也有用兩種方式一起進行結瘤物的清理的做法。但由于人工操作的規范性很差，特別是在較高拉速下的這些操作很容易導致諸如結晶器上口掛鋼、卷渣、夾雜物咬入等異常，會嚴重影響澆注的質量、安全、順行；而且在采用塞棒自動控流系統后，這種操作因塞棒控制機構的阻尼很大，加上自動控流的塞棒 一般均為整體式塞棒，操作不當更容易導致塞棒斷裂，所以即使切換到手工方式也幾乎無法實施手動沖棒操作。

另外，為防止塞棒周圍結瘤，目前較多采用的塞棒振動技術的塞棒振動參數在調試完成后是基本固定的，雖然可以通過修改參數的方式改變振動的幅度和頻率，但修改參數必須要有一定的時間，顯然與沖棒操作這種單次、瞬時的異常操作要求不符。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的澆注通道結瘤、堵塞及由此導致的液面波動等問題，本發明的目的是提供一種處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制方法及系統。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制方法，包括以下步驟：檢測結晶器液面；判斷液面波動是否大于預設值？若是，則繼續，若否，則返回；判斷拉速、斷面是否有變化？若是，則返回，若否，則繼續；判斷塞棒開度或塞棒氬氣背壓是否大于預設值？若是，則繼續，若否，則調整塞棒振動模式；選擇沖棒作業；等待拉速低于安全拉速；切換至氬氣異常控制模式；執行沖棒；氬氣恢復正常模式；拉速提升。

根據本發明的一實施例，若液面波動判斷為是，則發出液面波動提示。

根據本發明的一實施例，選擇沖棒作業后，發出第一品質異常信息。

根據本發明的一實施例，氬氣恢復正常模式后，發出第二品質異常信息。

根據本發明的一實施例，若塞棒開度或塞棒氬氣背壓判斷為否，則發出塞棒振動模式調整提示，并調整塞棒振動模式。

為實現上述目的，本發明還采用如下技術方案：

一種處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制系統，包括澆注通道堵塞處理控制器、結晶器液面檢測系統、鑄機主干信息系統、塞棒自動控流系統、 吹氬集成系統、鑄坯質量管理系統。澆注通道堵塞處理控制器分別接收結晶器液面檢測系統、鑄機主干信息系統、塞棒自動控流系統的監控數據，并將控制信息發送至吹氬集成系統和鑄坯質量管理系統。

根據本發明的一實施例，結晶器液面檢測系統發送液面波動檢測值；鑄機主干信息系統發送鑄流斷面、拉速信息；塞棒自動控流系統發送系統開度信息。

在上述技術方案中，本發明的處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制方法及系統用自動、安全的方法模擬以往人工沖棒和大流量氬氣沖刷的方式，防止因連鑄中間包澆注通道堵塞后的液面異常波動和控流系統全開后的控流失效等引發的鑄坯質量、連鑄事故，保證連鑄生產的安全順利。同時，通過塞棒控流參數的模式化調整，在結晶器液面控制參數不合適時，快捷調整。

附圖說明

圖1是本發明處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制系統的結構示意圖；

圖2是本發明處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。

如圖1所示，本發明首先公開一種處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制系統，利用現有的包括澆注通道堵塞處理控制器1、結晶器液面檢測系統2、鑄機主干信息系統3、塞棒自動控流系統4、吹氬集成系統5、鑄坯質量管理系統6及其中的品質異常管理模型、以及鑄機主干信息系統3中的鑄造斷面、鑄造速度等信息資源，開發一種在確保安全的前提下能用于判斷和實施沖棒或塞棒振動頻率、振幅調整，以實現清理塞棒和澆注通道內結瘤物，提高結晶器液面控制穩定性的自動控制系統、并通過增設的若干功能按鈕或軟開關實現相關的控制操作。基本的技術方案如下：

澆注通道堵塞處理控制器1分別接收結晶器液面檢測系統2、鑄機主干信息系統3、塞棒自動控流系統4的監控數據，并將控制信息發送至吹氬集成系統5和鑄坯質量管理系統6。具體來說，結晶器液面檢測系統2發送液面波動檢測值；鑄機主干信息系統3發送鑄流斷面、拉速信息；塞棒自動控流系統4發送系統開度信息。

具體來說，在正常澆注中，當結晶器液面檢測系統2檢測到液面波動大于某個范圍后，利用鑄機主干信息系統3提供的當前鑄流斷面、拉速信息，判斷澆注速度和澆注斷面是否有變化、塞棒開度趨勢是否有變化、塞棒氬氣背壓是否有變化，以綜合判斷是否發生澆注通道結瘤堵塞問題，給出相應的提示，操作人員確認后，可根據當前的生產實際情況，在控流計算機上選擇并執行不同的塞棒振動控制參數模式或沖棒作業，當選擇塞棒振動模式修改后，系統直接切換到新的塞棒振動模式中，當選擇沖棒作業時，根據系統設置和現場及控流計算機上操作可燈提示操作人員選擇一個設定的時機進行處理，內容包括處理時的鑄流的拉速為安全速度、執行開始和結束系統向質量管理系統各發送一個沖棒操作信息(品質異常代碼)、系統自動執行異常吹氬模式、自動執行行程固定的塞棒大行程沖棒操作一次、自動控制異常吹氬與沖棒之間的時間間隔、自動恢復正常吹氬模式等，在沖棒指示燈常亮情況下，操作工可根據現場實際情況選擇多次同類操作，直到鑄流拉速上升到超過安全拉速后，沖棒可操作燈熄滅，系統繼續自動判斷結晶器液面波動情況。進行沖棒操作后一般都需要進行結晶器液面點檢或更換保護渣的操作，防止沖棒過程中發生結晶器掛鋼或保護渣惡化、沖出的結瘤物卷入坯殼等異常情況。

另一方面，本發明還公開一種處理連鑄澆注通道堵塞的自動控制方法，包括以下各個步驟：

s1：執行正常澆注鑄造模式。

s2：結晶器液面自動檢測、自動控制。

s3：判斷液面波動是否大于預設值？若是，則繼續，若否，則返回。 具體來說當結液面檢測系統檢測到液面波動＞a時，執行：

s4：控流計算機發出液面異常波動提示。

s5：澆注通道堵塞處理控制器1利用鑄機主干信息系統3提供的當前鑄流斷面、拉速信息，判斷拉速、斷面是否有變化？若是，則返回，若否，則繼續。具體來說，判斷澆注速度和澆注斷面是否有變化，如果澆注斷面、拉速有變化，說明正處于調寬操作或升降速操作中，則系統繼續判斷；如果液面波動＞a，但拉速、斷面沒有變化，則：

s6：判斷塞棒開度或塞棒氬氣背壓是否大于預設值？若是，則繼續，若否，則調整塞棒振動模式。具體來說，繼續判斷塞棒開度和塞棒氬氣背壓是否有變化，如果塞棒開度和塞棒氬氣背壓均無異常，則：

s7：系統提示塞棒振動模式調整。

s8：操作工確認后，根據生產實際情況和當前的塞棒振動控制參數，調整相應的塞棒振動參數模式，選擇執行后，塞棒振動按新參數模式執行。

另一方面，如果液面波動＞a，沒有調寬和拉速變化，且塞棒開度的變化＞b或塞棒氬氣背壓變化＞c，則：

s9：澆注通道堵塞處理控制器1給出鑄流通道結堵的提示。

s10：操作人員確認后，可根據當前的生產實際情況，在控流計算機上選擇沖棒作業模式。

s11：當選擇沖棒作業時，現場或計算機中設置的沖棒可指示燈開始閃爍，但不能直接執行沖棒操作。

s12：等待拉速低于安全拉速，即只有當鑄流的拉速降低到某個安全速度(≤d)后：

s13：沖棒操作指示燈變常亮。

s14：操作工按“沖棒”按鈕一次。

s15：系統向質量管理系統發送一個沖棒操作信息(品質異常代碼1)。

s16：吹氬集成系統5改用異常吹氬模式。

s17：延時器計時1～3秒。

s18：塞棒自動控制系統執行沖棒操作一次，沖棒的行程以塞棒初始開度(0位)為準的塞棒總行程范圍的5％～90％(范圍可調)。

s19：同時，吹氬集成系統5恢復正常吹氬模式。

s20：系統自動向質量管理系統發生一個沖棒操作結束信號(品質異常代碼2)。

s21：拉速提升。

s22：一次沖棒操作結束后，在沖棒操作指示燈常亮的情況下，操作工可根據現場實際情況選擇多次同類操作。

s22：當鑄流拉速上升到超過安全拉速d后：

s23：沖棒操作可燈熄滅，系統繼續自動判斷結晶器液面波動情況。

另外，進行沖棒操作后一般都需要進行人工的結晶器液面點檢或更換保護渣的操作，防止沖棒過程中發生結晶器掛鋼或保護渣惡化、沖出的結瘤物卷入坯殼等異常情況。

上述系統配置和控制判斷流程是一種優選方案，由于各種連鑄機的液面控制系統及相關功能的配備不同，在實施本發明所述系統的過程中，因條件的限制和需求不同可進行選擇性設置，其基本原理與本發明類似，均屬本發明保護的范圍，可選方案大致如下：

在塞棒自動控流系統4中不進行塞棒振動參數的選擇，而直接選擇沖棒作業和氬氣異常模式控制的方式；

在沒有吹氬集成系統5而無法實施異常氬氣模式控制的條件下或不設置吹氬的條件下，可單使用沖棒功能而不設置氬氣異常模式控制的方式；

可單使用氬氣異常吹掃模式，模擬沖棒效果，而不采用塞棒沖棒操作的方式；

在不收集比較各種鑄造信息的情況，只能通過人工判斷執行自動沖棒或自動氬氣異常模式控制的方式。

本發明通過塞棒振動參數設置模式化修改，可有效預防因塞棒振動模式不合理引發結晶器液面檢測與控制發生共振性波動；通過自動沖棒模式 或氬氣異常模式，解決連鑄中間包澆注通道結瘤堵塞后結晶器液面異常波動和控流裝置全開的問題；通過實施自動沖棒和氬氣異常控制模式的應用與拉速、鑄坯質量管理信息連鎖，消除了手動沖棒等操作時的不規范性，預防異常鑄坯質量管理的漏洞，既可改善正常澆注過程中的液面控制穩定性，又可解決結瘤發生后后續生產的順行和質量控制問題，防止操控不合理引發的各類事故和提升異常操作過程鑄坯管理的可靠性。對結晶器液面在單個中間包內的連續穩定控制和連鑄生產的順行、事故的控制都有很大的幫助。

綜上，本發明是針對目前煉鋼連鑄的常用配置和常見問題設計的一套系統和控制方案，控制邏輯簡單、工藝成熟，對連鑄結晶器液面穩定控制，提升鑄坯質量、減少異常終澆、漏鋼等事故、勞動力優化都有很大的意義。

本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書范圍內。