[发明专利]一种结晶器液面异常波动判别方法及系统

说明书

本发明属于金属连铸技术领域，具体为一种结晶器液面异常波动判别方法及系统，既可以应用于离线的历史数据分析，也可以适用于结晶器液面波动情况的在线评估，减少结晶器液面波动对铸坯质量带来的影响，降低铸坯质量损失，提高连铸生产效益。利用结晶器液面波动数据，基于快速傅立叶变换和小波熵相结合的分析法，可全面分析一段时间内(不同炉次或不同浇次)结晶器中钢液的波动情况，精确定位出液面异常波动产生的时间并快速追溯其产生的原因。

技术领域

本发明涉及金属连铸技术领域，具体为一种结晶器液面异常波动判别方法及系统。

背景技术

结晶器是连铸机的核心部件，是连铸工艺中最重要的设备之一，被称为连铸机的心脏。它的工况直接会对连铸机的生产效率和铸坯质量产生影响，因此，国内外众多钢铁企业都十分重视研发和应用高效的结晶器技术。连铸过程通常是限制钢产量的重要环节，要提高连铸产量，就需要较高的拉坯速度。众所周知，在连铸时，液态钢水通过浸入式水口进入结晶器内，由于注流分散，会在结晶器自由表面产生波动。结晶器液面波动不仅影响连铸生产的稳定，还会对铸坯质量产生很大影响。现场连铸过程提拉速试验表明：随着拉坯速度的提高，浸入式水口向结晶器内注入钢液的速度也随之增大，其结果是从浸入式水口流出的钢水流速明显增大，导致结晶器内钢液的流速和弯月面湍动的急剧增加，随着结晶器液面波动的加剧，铸坯皮下非金属夹杂物的含量显著增加，进而恶化了最终产品的表面质量。同时液面的波动也会带来结晶器钢水的卷渣，造成铸坯内部夹杂物含量超标，严重时会造成铸坯纵裂漏钢、或夹渣。特别是在超低碳钢生产过程中，由液面波动引起的卷渣而导致的铸坯缺陷已成为影响铸坯质量的重要因素。

当下普遍认为在较小幅度内的液面波动不会产生有害的影响，根据经验目前一般认为板坯结晶器液面波动应控制在±3mm以内。同时为了跟踪铸坯和最终产品的质量，越来越多的钢铁企业开始将结晶器液面的波动情况作为铸坯和产品质量判定的关键过程控制点。但目前一般仅限于将结晶器液面波动超出一定范围(例如＞±3mm或＞±5mm)的时刻进行标记，将此块或此炉铸坯进行标记检查或降级。除此之外，缺乏进一步全面地评估结晶器液面控制水平的手段，尤其是在大数据分析逐步进入冶金领域之时，海量的结晶器液面数据缺乏有效利用。因此，针对现场结晶器液面波动及其相关数据采集，研究结晶器液面异常波动并追溯其产生的原因，对于获得良好的铸坯质量，提高连铸生产效率以及生产洁净钢均具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种结晶器液面异常波动判别方法及系统，可以利用结晶器液面波动数据，判别结晶器液面是否异常波动并追溯异常波动产生原因。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种结晶器液面异常波动判别方法，包括如下步骤：

S1、采用快速傅立叶变换分析法分析结晶器液面波动数据，得到结晶器液面波动的频率及幅值等信息；

S2、采用小波熵分析法对结晶器液面波动的频率及幅值等信息做出精确表征；

S3、将所述精确表征的信息与历史信息对比，判别结晶器液面波动是否异常。

作为本发明所述的一种结晶器液面异常波动判别方法的优选方案，所述结晶器液面异常波动判别方法还包括，

S4、将结晶器液面异常波动的小波熵值对应的工艺参数与结晶器液面正常波动的小波熵值对应的工艺参数进行比对，找出导致结晶器液面异常波动的原因。

作为本发明所述的一种结晶器液面异常波动判别方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，所述结晶器液面波动数据包括，离线的历史数据以及在线采集的数据。

作为本发明所述的一种结晶器液面异常波动判别方法的优选方案，其中：所述步骤S1中，所述结晶器液面波动数据包括，结晶器液面波动实际值、结晶器液面波动设定值等。