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提高结晶器漏钢预报专家系统准确率的措施
发表时间:[2007-09-26]  作者:本站  编辑录入:本站  点击数：2137
 摘要:通过对影响结晶器专家系统漏钢预报准确率的原因进行分析，实施了相应的改进措施，取得了良好的效果。
　 关键词:结晶器专家；准确率；措施；效果
　 在目前高效连铸生产中，采用结晶器漏钢预报专家系统是减少粘结漏钢的最有效方式之一。济南钢铁股份有限公司第三炼钢厂(以下简称济钢三炼钢)一号连铸机采用奥钢联(VAI)开发的结晶器粘结漏钢预报专家系统，自2003年3月1日投产以来，已成功预防了多起结晶器粘结漏钢事故，取得了巨大的经济效益；但是在使用过程中专家系统存在误报、漏报的现象，影响生产的高效稳定。通过对专家系统预报准确率影响因素的研究，采取了一系列的改进措施，漏钢预报系统的准
确率得到大幅度提高。
1 漏钢预报系统组成及工作原理
　 漏钢预报系统包括：(1)温度测量系统。采用安装在结晶器铜板上的热电偶进行铜板温度的测量和传输；结晶器铜板内外弧宽边各10列，左右弧窄边各1列，每列均为2个，共44个，全部采用K型热电偶。(2)温度数据收集模块。(3)L2级计算机分析处理应用软件(包括在线监控可视化界面程序)。(4)L1级PLC基础控制程序。
　 正常浇注情况下，由于结晶器内新生高温坯壳的不断向下运动，上排热电偶温度大于下排热电偶的温度；当坯壳发生粘结被拉断时，补入的钢水直接和铜板接触，上排热电偶温度升高，拉断处会形成薄弱的坯壳并将继续向下运动，在钢水静压力的作用下紧贴铜壁，使下排的热电偶温度也随之升高。当粘结严重时，会使两个热电偶的温升达到一定值，如果温升超过允许值，系统便发出漏钢报警(报警原理如图1所示)。漏钢报警发出后，L2漏钢预报系统向L1拉矫驱动系统发出自动降速指令，拉矫驱动系统自动将拉坯速度降低为0.1m/min，从而有效地防止漏钢事故的发生。
　
图1　 粘结漏钢报警原理图
　
2 影响预报准确率的原因分析
2.1 误报
　 在连铸生产过程中，结晶器内虽然没有粘结，但是由于某些原因导致热电偶温度曲线波动过大，将会造成漏钢预报系统误报。该连铸机投产后的前10个月，共发生误报18次，严重影响了生产的顺行稳定，降低了钢水收得率。经过分析研究，误报发生的原因主要有以下几种。
　 (1)由于热电偶本身质量问题，在使用过程中性能不稳定或热电偶失去热电特性，温度曲线波动过大，造成误报。
　 (2)热电偶装配方式错误或者密封不好，进水后测量温度与实际温度偏差大，使温度曲线呈波动状，造成误报。
　 (3)在热电偶信号传输过程中发生失真现象，使温度曲线波动，造成误报。
　 (4)报警温升参数设置过低产生误报。
2.2 漏报
　 连铸生产过程中，结晶器内发生了粘结，但是由于热电偶没有检测到等原因，会造成专家系统漏报而发生漏钢事故。经过分析研究，漏报发生的原因主要有以下几种。
　 (1)由于热电偶本身质量问题或热电偶故障等原因，误报频繁被迫关闭，关闭处坯壳发生粘结时，产生漏报。
　 (2)在热电偶信号传输及处理过程中发生数据失真，造成漏报。
　 (3)报警温升参数设置过高产生漏报。
　 (4)结晶器液面设置过低，粘结点超出第2排热电偶敏感反应区而产生漏报。
　 (5)结晶器保护渣熔点高，在第2排热电偶以下产生粘结而产生漏报。
3 改进措施
　 (1)提高热电偶质量，改进装配方式
　 热电偶质量和信号的传输过程至关重要。要求对每个进厂热电偶，都要进行认真检测，严把质量关，以减少使用过程中由于性能不稳定带来的影响；在装配过程中，要求每个热电偶都要和结晶器铜板严密接触，相互垂直，并且把固定螺栓紧固好，不能松动(装配如图2所示)。采用高质量的密封垫圈和屏蔽套，防止热电偶内进水和受到其他信号的干扰。
　
图2　 热电偶装配示意图
　
　 (2)制订严格的结晶器验收和使用制度
　 将热电偶完好率作为结晶器验收的1个重要标准，对于有热电偶故障的结晶器，一般不允许上线使用。在使用过程中，如果有一列热电偶发生故障被关闭，相关人员要严格监视结晶器摩擦力的变化曲线及相临热电偶温度曲线，遇到摩擦力突变或相邻热电偶温度曲线发生较大波动，都要进行降速处理，以防止在故障热电偶附近发生粘结现象，导致漏报。如果同时有两列热电偶发生故障，必须更换结晶器。
　 (3)对不同故障热电偶的处理
　 正常的热电偶，在浇注过程中温度曲线稳定，上下两排温差变化很小。对于温度曲线呈波浪形的故障热电偶，误报频繁导致无法正常生产，一般要关闭。对于失去热电特性造成上下两个热电偶测温不准，和实际温度偏差较大，但是温度曲线稳定的热电偶，一般不会影响正常浇注，有时也可能给出正确的漏钢报警，所以不要关闭。
　 (4)根据连铸机断面、拉速、钢种的不同，设计合适的保护渣性能参数，保证坯壳不在热电偶检测区以下发生粘结。
　 (5)结晶器液面设定在(90±10)mm之间，防止粘结点超出热电偶的检测区域。
　 (6)根据连铸机浇注断面、拉速的不同，设定合理的报警参数值，以保证实现既能减少误报率，又能避免漏报的目的。
4 实施效果
　 通过对结晶器漏钢预报专家系统的不断分析研究，找到了产生误报、漏报的主要影响因素，采取相应措施后，预报准确率得到很大提高。2002年7月至2004年6月的误报为21次、漏报2次；2004年7月至2005年6月误报5次，无漏报。
5 结语
　 (1)热电偶性能稳定，装配方式正确，信号传输、处理正常是减少结晶器专家系统产生误报、漏报的基础。
　 (2)执行严格的结晶器验收、使用管理制度，是结晶器专家系统充分发挥作用的基础。
　 (3)根据不同的连铸工艺设置合理的报警工艺参数是减少结晶器专家系统产生误报、漏报的关键，是连铸生产高效稳定的重要保证。