[发明专利]薄带连铸活套的控制方法及装置

说明书

本申请公开了一种薄带连铸活套的控制方法、装置、计算机设备及计算机存储介质，涉及冶金技术领域，所述方法包括：建立活套姿态的近似数学模型；计算活套近似模型最低点的运动轨迹；对计算出的活套最低点运动轨迹进行一次拟合，并据此计算活套扫描仪安装位置与角度；对活套扫描仪采集的数据进行数据处理，避免数据跳变，同时使数据变化平滑；设计带前馈的PID控制器，精确控制活套位置。使用该方法中的计算方法来确定的活套安装位置利于维护，抗干扰能力强，小套量时检测准确；使用该方法中的控制方法对活套进行控制，活套稳定，速度波动小，提高了生产过程中铸带运行的稳定性，以使得稳定状态下活套误差在预设范围以内。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其是涉及薄带连铸活套的控制方法、装置、计算机设备及计算机存储介质。

背景技术

与常规连铸相比，薄带连铸省去了铸锭加热、开坯以及多道次轧制等工序，节省了大量人力成本以及能源成本；节省了铸锭铣面的流程，减少了热轧后切头切尾，提高了成材率；占地面积小，设备简单集中，前期投资小；具有独特的亚快速凝固特性，微观组织特殊，性能优越；得到的铸带厚度接近最终产品厚度，对于某些低塑性材料、难加工材料及功能材料的制取存在明显的优势。

因为薄带连铸生产工艺的特殊性，为了生产出质量合格，且性能稳定的带钢，需要严格控制生产过程中的各项参数，其中活套的控制更是关键环节之一。图1为薄带连铸活套示意图，其中1为钢液熔池，2、3为铸辊，4为带钢形成的活套，5为铸机出口辊道。为了防止水平设备速度变化导致高温钢带张力突变产生断带问题，在铸机内部，钢带由垂直状态转向水平状态的区域需要预留一定的活套量。与常规的活套相比，薄带连铸活套在铸机内部缺少限制，属于自由状态。在不同套量下，活套最低点的位置在水平方向上也有所变化，因此需要寻找合适的活套安装位置与安装角度，以满足薄带连铸活套检测的需要。

在实际生产中，需要将活套量稳定在一定的范围内，这是因为如果活套量波动较大，为了让活套稳定，水平区域设备的速度就会随之大幅度地波动，这会进一步导致水平区域设备轧制力波动，造成产品质量失控。因此需要设计一种控制方法，使得活套的调节量变化尽可能地平缓，同时又能在最大程度上稳定活套。

现有技术中，提出了在活套底部设置两台活套扫描仪，沿产线方向进行扫描，从而对活套进行检测与控制的方法。该方法存在以下弊端：安装位置靠近地坑，人员维护困难，生产过程中扫描仪一旦出现故障，无法及时处理，且维护时存在人员窒息的风险；开浇阶段未导引出铸机的热带钢堆叠后易对活套扫描产生干扰，造成数据失真；在小套量时检测精度较低，为了保证控制稳定，套量会控制在较大的范围，对带钢的质量产生负面的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种薄带连铸活套的控制方法、装置、计算机设备及计算机存储介质，主要目的在于将活套值控制在一定范围之内，同时还能够使系统速度变化尽可能地平滑，最大程度上提高生产过程中铸带运行的稳定性。

依据本发明一个方面，提供了一种薄带连铸活套的控制方法，该方法包括：

建立活套姿态的近似数学模型；

计算所述活套近似模型最低点的运动轨迹；

对计算出的活套最低点运动轨迹进行一次拟合，并根据拟合结果计算活套扫描仪安装位置与角度；

对所述活套扫描仪采集的活套数据进行数据处理；

将处理后活套数据作为反馈值，利用预先设计带前馈的PID控制器控制活套的位置信息。

进一步地，所述建立活套姿态的近似数学模型，具体包括：

以带钢轧制运行方向为X轴，以垂直水平向上方向为Y轴，建立平面坐标系；

以铸辊中心线连线中间所处位置为坐标原点，确定辊道外表面在平面坐标系上的投影圆；