连铸生产中的自动化检测控制技术

连铸生产中的自动化检测控制技术连铸自动化系统包括了信息级、生产管理级、过程控制级和设备 控制级的四个功能。信息级主要的功能是进行生产过程中的数据进行 搜集和统计并据供给企业管理人员进行决策所用；生产管理级的功能 主要是针对企业进行生产计划而进行统筹规划和管理实施，进行指挥 过程通过计算机执行和布置生产任务；过程控制级的功能主要是针对 接收设备控制级提供的各类数据和设备状态进行检测和对生产设备 控制流程进行优化；设备控制级的功能主要是体现指挥现场的各种设 备是否按照连铸工艺的要求而完成相应的生产操作。连铸自动化系统中以设备控制级和过程控制级为系统关键，这两 个功能的控制直接关系到连铸机在生产过程中是否顺畅以及连铸坯 的质量好坏。当前，应用的连铸机自动化控制系统已经成功应用，连 铸自动化系统的检测和自动化控制技术主要有以下几种：一、钢流夹渣检测和中间包连续测温技术（一）钢流夹渣检测技术当大包到中间包的长水口或中间包到结晶器的浸入式水口中央 带渣子时，表明大包或中间包中的钢水即将浇完，需尽快关闭水口， 否则钢渣会进入中间包或结晶器中。当前在大型钢铁企业应用中较为 常见的夹渣检测装置分为光导纤维式和电磁感应式两种。这些检测装 置可与塞棒或者滑动水口的控制装置形成有效的闭环控制系统，一旦 检测到下渣信号连铸系统就会自动关闭水口，以确保渣子不能进入中 间包或结晶器中。（二）中间包连续测温技术测定中间包内钢水温度的传统方法是操作人员将快速测温热电 偶插人中间包钢液中，由二次仪表显示温度。热电偶为一次性使用， 一般每炉测温35次。如果采用中间包加热技术，加热过程中需随 时监测中间包内钢液温度，必须设置连续测温装置进行监测温度。二、结晶器检测技术结晶器当前进行钢水液面检测系统的常用的方式主要有：射源型 涡流型、红外型以及电磁型四种检测技术。射源型检测技术是当前钢铁企业中应用最为普遍的一种方法，该 检测方法适用于各种形状的铸坯检测；该检测方法适用于较大断面的 矩形坯和板坯。因涡流检测装置容易受到安装条件的限制，因此，涡 流型检测方法适用于有较小断面的连铸机上应用； 红外型检测技术 比较适用于不加保护渣时的敞开浇注方式。由于易受到水汽、烟雾等 影响，因此，在实际应用中较少采用该检测方法；电磁型检测技术通 过传感器安装于结晶器铜板上，其原理与涡流型检测方法相似。三、冷水自动控制系统当同一台连铸机在进行连续开浇、浇铸不同钢种以及拉速发生变 化时，就需要对二冷水量及时进行必要的调整。当前钢铁企业应用中 二冷水的自动控制方法主要可分为静态和动态控制两种方法。静态控制通过利用数学模型推导，再根据所浇铸的铸坯的断面、 钢种以及拉速和过热度等连铸工艺条件进行分析的基础上进行冷却 水量的计算，然后将计算的二冷水数据存入计算机控制系统中，当连 铸工艺发生变化时，控制系统会根据已存入的数据进行换算从而找出 合理比例的二冷水控制量从而进行二冷强度的调整。静态控制成为目 前钢铁企业中广泛被采用的二冷水控制方法。动态控制主要是根据二冷区铸坯的实际情况及时对二冷水进行 控制的措施。由于连铸工艺中能够测得的铸坯温度只是铸坯的表面温 度，另外，由于铸坯表面覆盖的氧化铁皮、水膜以及在二冷区存在的 大量水蒸气会严重影响其进行测量结果的准确性。因此，在实践应用 中根据实测铸坯的表面温度进行动态控制的方法较少采用。四、铸胚质量检测技术（一）铸坯表面缺陷自动检测 由于连铸坯的表面缺陷将会直接影响轧制成品的表面质量，另外 由于对于热装热送或直接轧制工艺要求的铸坯进行加热炉工艺前必 须确保铸坯无缺陷。因此，在连铸工艺过程中必须对铸坯表面进行相 应的质量在线检测，确保及时将有缺陷的铸坯进行筛选和清理出来， 对于铸坯表面缺陷严重的直接进行判废。当前在铸坯表面检测中较为 成熟的检测方法有光学检测法和涡流检测法。工艺操作人员通过两种 检测方法对铸坯表面质量做出判断，并决定切割尺寸并决定是否可直 接热送。当铸坯裂纹大于规定的要求值时，应尽可能进行调整切割长 度将其切除。（二）铸坯质量跟踪与判定 对铸坯生产过程中进行质量跟踪与判定是确保铸坯质量得到控 制的有效措施。铸坯质量跟踪与判定系统对生产环节中所有可能影响 到铸坯质量的工艺参数进行各项数据的收集和汇总，并通过对这些工 艺数据的进行合理分析并控制在可控的范围内，然后将合格的工艺数 据进行相应的参数编制存入计算机控制系统中。并通过计算机对生产 浇筑工艺全程进行进行跟踪，根据相应的浇筑标准和规则给出铸坯的 质量指标，工艺操作人员再根据这些对应的数据信息对铸坯进行相应 的质量评价。从连铸自动化机应用的现实情况来看，二冷自动配水已被很多钢 铁企业的大多数铸机所采用，另外部分企业实现了为结晶器液面进行 检测的自动化控制。并且国内少数的连铸机开始逐渐采用中间包连续 测温技术，但随之配套的相关检测技术应用仍旧严重失衡。特别是钢 流夹渣检测技术、结晶器检测技术、铸坯质量检测技术等应用情况比 例极度失衡。未来，随着自动化连铸机的应用以及自动化连铸机的产 量增高，铸坯质量也将越来越好，另外，自动化连铸机在进行人机操 作方面将越来越少，甚至实现无人操作，这也是连铸机实现自动化、 智能化必然发展的趋势和结果。