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宝钢板坯连铸漏钢预报系统BBPS的开发与应用

放大字体??缩小字体 发布日期:2017-10-17??来源:中国无缝钢管网??浏览次数:119
核心提示:  (上海宝钢炼钢部,201900)(上海宝钢软件有限公司)漏钢预报是连铸的一项重要技术介绍宝钢自行开发的漏钢预报系统BBPS的机理、系统构成和预报模型。该系统从1999年9月投入现场应用以来,已完全

  (上海宝钢炼钢部,201900)(上海宝钢软件有限公司)漏钢预报是连铸的一项重要技术介绍宝钢自行开发的漏钢预报系统BBPS的机理、系统构成和预报模型。该系统从1999年9月投入现场应用以来,已完全取代了引进技术在提高连铸机的产能、改善铸坯质量,减少漏钢事故等方面发挥了重要作用。

  1刖言在连铸生产中,漏钢是最具危害性的意外事故,不仅直接降低产量,影响整个炼钢生产过程,而且对结晶器以及辊道等构成了一定的危害,间接影响铸坯的质量,因此漏钢一直是影响连铸生产及其设备寿命的一个重大因素。在各种原因造成的漏钢中,粘结性漏钢占绝大比例,因此减少粘结性漏钢是降低连铸漏钢率的关键所在。

  解决粘结性漏钢问题,除了改善保护渣质量,精心操作以确保拉速,保持结晶器内钢液面稳定等,开发漏钢预报装置用于预先警告漏钢的发生是较有效的措施。为了能够预报粘结性漏钢的发生,近年来国外开发的技术主要有热电偶测温、振波分析、摩擦阻力等三种方法,其中热电偶测温法技术比较成熟,准确性相对较高,在工业大生产中应用得非常普遍。

  宝钢1930连铸机配备的逻辑漏钢预报系统是全套引进日本新日铁的技术,硬件设备由日本可公司制造」a!宝钢连铸的不断发展,新开发的钢种越来越多,加之工况条件的变化,这套引进日本的基于逻辑判断原理的漏钢预报系统越来越不适应宝钢的连铸生产,主要表现在误报大幅度多,并有漏报发生,操作界面落后,操作程序较为繁琐,操作人员无法快速查看热电偶温度的曲线特征,急降速、停车等异常情况频频发生,给质量和产量都带来了严重的不良后果,严重影响了连铸机产能的充分发挥。

  为了解决这个难题,宝钢炼钢部与宝钢软件公司合作开发研制了一套新的漏钢预报系统BBPS(BaossteelBreakoutPredictionSystem,简称为BBPS)应用于2号连铸机,以取代原来引进日本的漏钢预报系统。

  2粘结性漏钢形成的机制及特征粘结性漏钢首先是由于某种原因造成弯月面附近钢水与铜板的直接接触而粘结,随结晶器的振动及坯壳的下移,在粘结部的下方被拉断,破断处钢液流入而修复,但在下一次振动中重新拉断,这样,随着凝固的进行,断口不断下移,到结晶器下移的同时,也不断向两边扩展而形成破断线,宽边中央的粘结破断源可扩展到窄边,甚至到另一个宽边。若粘结发生时能够预报并采取措施则可防止漏钢的发生。热电偶测温法漏钢预报技术就是根据结晶器铜板温度的特征来进行预报的,在结晶器铜板内埋入一定数量的热电偶,当浇铸过程中发生坯壳与铜板粘结时,可以观察到粘结时热电偶温度的典型特征(见c)当系统报警后,通过降低铸造速度,增加负滑脱时间而使粘结脱离铜板,断口复合并在出结晶器之前形成一定厚度的坯壳,使漏钢得以避免。

  近几年,随着神经网络技术的出现,日本一家公司开发了基于神经网络技术的漏钢预报系统,也取得了较好的效果。

  BBPS的系统概要为BBPS的系统简图,结晶器热电偶的信号通过连接盒与补偿导线引入仪表室的端子盘,I/O控制单元接收来自端子盘的热电偶温度信号和其他相关连铸过程参数,并通过RS485与控制器相连,控制器通过了ARCNET与漏钢预报PC机相连接。

  系统配置相应的工控软件来完成用户界面、数据管理、报警管理等功能,在此基础上开发、研制了由逻辑判断模型、神经网络判断模型、空间网络判断模型三个模块组成的漏钢预报应用软件。

  与原引进日本的漏钢预报装置相比,BBPS具有如下特点:操作简便,连铸开浇前不需要人工预先输入较多数据;操作界面尽量采用中文化:信息存储量大;各点热电偶温度曲线调用方便;历史曲线查询便捷;发生报警时相关的热电偶温度曲线自动弹出,并有警报提示;报警相关信息自动存储管理;更重要的是BBPS综合运用了逻辑判断、神经元网络技术以及空间网络判断模型,提高了报警准确率。

  4BBPS预报模型预报模型的研制和开发及优化是BBPS系统的一个技术关键。通过运用神经网络技术和基于数据的知识发现方法,独立开发和研制了BBPS系统的预报模型,并在试运行阶段进行了优化和改进,最终达到理想的效果。BBPS系统的预报模型由神经网络模型、空间网络模型以及逻辑判断模型综合而成。神经网络模型主要完成对单点漏钢的空间传递性进行判别,逻辑判断模型用于对原始数据的预处理,进而缩小前两个模型的输入数据范围,提高报警的准确率。

  该模型的特点在于,完全依赖历史数据建立神经网络模型和空间网络模型,不存在任何经验性的阈值;综合逻辑判断模型,不依赖单一方法;成功实现了大容量数据的快速周期计算,提高了快速扫描周期下的计算复杂度,实现了高速的实时的复杂判断。

  该预报模型的主要的算法步骤如下:逻辑判断模型进行数据预处理对单点温度进行神经网络计算得到温度特征值对温度特征值组成的矢量进行空间网络计算若判断为漏钢特征,则进行报警;否则,正常(6)进行下一轮周期的计算5现场使用效果装,6月开始了试运行阶段,经过两个多月的在线跟踪,对有关参数进一步做了优化,9月底开始正式运行,同时拆除了原漏钢预报装置。BBPS投入现场应用以来,漏报次数为0,误报指数仅为0.09%表1为BBPS与国外先进指标的比较情况。由于误报次数的大幅度减少,急降速、停车情况也明显减少,因而平均拉速有了明显的提高,连铸坯质量有较大的改善,双浇、裂纹、夹渣等原因引起的废品率也相应减少,如所示。

  表1 BBPS与国外先进指标的比较浇铸炉数误报指数/%漏报率/%宝钢一连铸宝钢二连铸日本川铁日本新日铁德国蒂森热电偶的温度特征识别ad空间网络模型对粘结Iblish指指数:浇铸炉钢的误报警次Ittp宝钢自主开发的板坯连铸漏钢预报系统BBPS成功应用于2号连铸机,完全取代了原来日本进口的漏钢预报装置,目前己经对1号机实施同样的技术改造。由于BBPS综合采用了逻辑判断、神经元网络技术以及空间网络判断模型,误报警大幅度减少,报警准确率有很大的提高。

  投入现场应用以来,减少了漏钢事故的发生和铸坯废品量,改善了连铸坯的质量,同时使连铸机的产能得到充分发挥。

  新日铁开发出新型冷轧用工作辊钢轧辊技术为基础,开发出新型冷轧用工作辊,并己用于该公司轧机上,发挥出很高的性能。

  以前的冷轧用工作辊大多采用锻钢轧辊(5%Cr锻钢轧辊),为了大从换辊到下一次换辊的轧制量,提高生产率,进行了锻钢轧辊的半高速化试验,虽然实现了宽度逆向轧制(从窄到宽轧制,冷轧中一般轧制计划设定为宽到窄),但不能改善轧辊表面的耐磨性,所以其使用受到限制。另外,锻造轧辊由于组织粗大不均匀使得韧性变坏。

  此次,新日铁开发的新型冷轧用工作辊,其轴部是高强度铬钼锻钢,用于轧制的辊身在原来的CPC法基础上(其特点是通过快速凝固得到微细均匀的结晶组织),采用感应加热装置进行特殊热处理,大大改善了微观组织,成功开发出冷轧用新型材质,并由此大大改善了冷轧工作辊的表面耐磨性,实现宽度逆向轧制的同时,有望大大提高轧辊的寿命。

  新曰铁公司广田制铁所镀锡厂的连轧机轧制实绩表明,与5%锻钢轧辊相比,新型工作辊的耐磨性提高了5倍以上,每一批的连续轧制量也大到3~5倍,宽度逆向轧制的效果也非常好。从这一点看也进一步加强了冷轧工序的适应能力,并可望降低成本。新日铁公司己决定在广田厂普遍使用这种冷轧用CPC高速工具钢轧辊。

  转炉无渣炼钢据NKKNews报道,由于3座氧气转炉的稳定运行,NKK公司的Fukuyama钢厂的粗钢生产能力己达10⑴万t/a.对此作出重大贡献的是该钢厂所采用的转炉无渣炼钢工艺。

  作为常规的转炉炼钢工艺,高炉出铁后,铁水用铁水罐车运输到氧气转炉车间,在转炉中脱碳、去除杂质。

  铁水的脱硅、脱磷过程在铁水包和以转炉为基础的炉子中进行,这种工艺使转炉炼钢所产生的副产品渣的量为最少,达到100%无渣操作。

  转炉无渣炼钢工艺的主要的优点是加快了炼钢的速度,提高了产量。借助于无渣炼钢工艺,使转炉出钢到出钢时间缩短了徐行南摘译自MBM,Feb.,2001,57在NKK所采用的新型转炉无渣炼钢工艺中,

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