CN108160965A - 一种钢包内钢水的净重测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种钢包内钢水的净重测量方法，包括计录钢包的浇注时间；检测拉钢机的拉钢速度作为倾倒出的钢水的流速模拟量；检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度分别作为倾倒出的钢水的宽度模拟量与厚度模拟量；根据倾倒出的钢水的流速模拟量、宽度模拟量、厚度模拟量、浇注时间以及钢水密度，实时计算已倾倒出的钢水净重。本申请提供的钢包内钢水的净重测量方法解决了在称重传感器无效或误差较大的情况下，无法准确采集钢水净重的问题。同时，本申请的测量方法对钢包内倾倒出的钢水的净重进行实时监控，确保了钢水净重测量数据的准确性，从而确保了现场浇注工艺的稳定运行，也避免了钢水下渣，提高了钢水成坯率和铸坯合格率，从而提高了经济效益。

Description

一种钢包内钢水的净重测量方法

技术领域

本申请涉及钢铁行业控制技术领域，尤其涉及一种钢包内钢水的净重测量方法。

背景技术

在连铸机生产过程中，钢包内钢水的净重值(以下简称钢水净重)是关系连铸顺利生产的关键参数。若钢水净重发生严重失真，将影响连铸机的正常浇注以及钢包的正常下渣。

钢水净重一般是指钢包内钢水向外倾倒后用于制作钢坯的钢水总重量，目前，多采用钢包称重***采集的钢水净重。钢包称重***至少包括4个称重传感器，4个称重传感器分别设置在钢包的两个转臂上，每个转臂上各安装两个称重传感器，且分别安装在沿转臂长度方向的不同位置。称量钢水净重时，将4个称重传感器的测量值加和、取平均，得到最终的平均值，将该平均值作为钢水净重。

但是，在实际运行中，行车带动钢包进行放包或吊包等运行动作时，容易碰撞到称重传感器或称重传感器的连接线路，造成称重传感器或其线路的损坏，从而影响称重传感器自身测量数据的准确度，进而严重影响测得的钢水净重的准确度。

发明内容

本申请提供了一种钢包内钢水的净重测量方法，以解决现有的钢水净重采集过程中，容易碰撞称重传感器或其线路，造成称重传感器或其线路损坏，进而影响钢水净重的测量准确度的问题。

本申请提供了一种钢包内钢水的净重测量方法，用于测量钢包在浇注过程中倾倒出的钢水的净重，钢包倾倒出的钢水通过拉钢机形成钢坯，所述方法包括：

当接收到钢包的滑动开口的开口度信号时，开始计时，计录钢包的浇注时间；

在钢包浇注过程中，实时检测拉钢机的拉钢速度，并将所述拉钢速度作为倾倒出的钢水的流速模拟量；

在钢包浇注过程中，实时检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度，将钢坯的宽度与厚度分别作为倾倒出的钢水的宽度模拟量与厚度模拟量；

根据倾倒出的钢水的流速模拟量、宽度模拟量、厚度模拟量、浇注时间以及钢水密度，实时计算已倾倒出的钢水净重。

优选地，实时计算已倾倒出的钢水净重之后，所述方法还包括：

判断已倾倒出的钢水净重是否达到预设的钢水最大倾倒量；

若已倾倒出的钢水净重达到预设的钢水最大倾倒量，则向钢包的滑动开口发送闭合开口信号，使钢包的滑动开口的开口度变为零。

优选地，已倾倒出的钢水净重的计算公式为：

钢水净重＝钢水密度×流速模拟量×宽度模拟量×厚度模拟量×浇注时间。

优选地，所述实时检测拉钢机的拉钢速度，具体包括，通过固设在拉钢机上的速度传感器检测拉钢机的拉钢速度。

优选地，所述拉钢机包括设置在拉钢机辊道上的光电开关，所述实时检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度，具体包括，

利用光电开关检测拉钢机上的钢坯的宽度与厚度。

优选地，所述实时检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度，具体包括，

获取需要铸钢的钢坯的规格；

根据所述钢坯的规格，获取与钢坯的规格相对应的钢坯的宽度和厚度。

优选地，当接收到钢包的滑动开口的开口度信号时，开始计时，计录钢包的浇注时间，包括：

当拉钢机开始拉钢时，计时器记录钢包倾倒钢水的起始时间；

当拉钢速度、钢坯的宽度或钢坯的厚度发生变化时，计时器记录钢包倾倒钢水的参数调整时间；

当钢包的滑动开口的开口度为零时，计时器记录钢包倾倒钢水的终止时间。

本申请提供一种钢包内钢水的净重测量方法，具体包括，当接收到钢包的滑动开口的开口度信号时，开始计时，计录钢包的浇注时间；在钢包浇注过程中，实时检测拉钢机的拉钢速度，并将所述拉钢速度作为倾倒出的钢水的流速模拟量；在钢包浇注过程中，实时检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度，并将钢坯的宽度与厚度分别作为倾倒出的钢水的宽度模拟量与厚度模拟量；根据倾倒出的钢水的流速模拟量、宽度模拟量、厚度模拟量、浇注时间以及钢水密度，实时计算已倾倒出的钢水净重。本申请提供的钢包内钢水的净重测量方法通过模拟倾倒出的钢水的流速、宽度与厚度，计算钢包倾倒出的钢水的净重，解决了在称重传感器无效或误差较大的情况下，无法准确采集钢水净重的问题。同时，本申请的测量方法对钢包内倾倒出的钢水的净重进行实时监控，确保了钢水净重测量数据的准确性，从而确保了现场浇注工艺的稳定运行，也避免了钢水下渣，提高了钢水成坯率和铸坯合格率，从而提高了经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请钢包内钢水的净重测量方法的流程图。

具体实施方式

相关技术中提及,采用称重传感器称量钢水净重时，行车带动钢包进行放包或吊包等运行动作容易碰撞到称重传感器或称重传感器的连接线路，造成称重传感器或其连接线路的损坏，从而影响称重传感器自身测量数据的准确度，进而严重影响测得的钢水净重的准确度。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种钢包内钢水的净重测量方法。图1为本申请钢包内钢水的净重测量方法的流程图，如图1所示，该测量方法包括：

步骤s1，当接收到钢包的滑动开口的开口度信号时，开始计时，计录钢包的浇注时间。本申请中，计录钢包的浇注时间的具体过程包括，

步骤s11，当钢包的滑动开口接收到开口度信号时，钢包开始浇注，同时，拉钢机开始拉钢，采用计时器记录此时的时刻，并将其作为钢包倾倒钢水的起始时间Ts。

步骤s12，当拉钢速度、钢坯的宽度或钢坯的厚度发生变化时，计时器记录钢包倾倒钢水的参数调整时间Ti。

在钢包浇注过程中，若检测到拉钢速度、钢坯的宽度或钢坯的厚度发生变化，则计时器记录此时的时刻，并将其作为钢包倾倒钢水的参数调整时间Ti。本申请中，按照出现的先后顺序，将多个参数调整时间分别记为第一参数调整时间T1、第一参数调整时间T2…以及第n参数调整时间Tn。例如，始时间Ts时，拉钢速度为v0，钢坯的宽度为b0，钢坯的厚度h0；当拉钢速度由v0变为v1时，记录此时时间为第一参数调整时间T1；当钢坯的宽度与厚度分别由b0与h0变为b1与h1时，记录此时时间为第二参数调整时间T2；当拉钢速度由v1变为v2时，记录此时时间为第三参数调整时间T3。

步骤s13，当钢包的滑动开口的开口度为零时，计时器记录钢包倾倒钢水的终止时间Te。

步骤s2，在钢包浇注过程中，实时检测拉钢机的拉钢速度，并将拉钢速度作为倾倒出的钢水的流速模拟量。

为测量钢包在浇注过程中倾倒出的钢水的净重，需要获知浇注过程中钢包倾倒的钢水的流速。但是，在实际中，钢水流速不容易测量，因此，本申请中，测量拉钢机的拉钢速度，并将其作为钢包倾倒出的钢水的流速模拟量。

将拉钢机的拉钢速度作为钢水的流速模拟量的理论依据在于，钢包内钢水首先注入到中间包，流入中间包的钢水再流到拉钢机上，由拉钢机将其铸成钢坯；在实际运行中，控制钢包的滑动开口的开口度，使得钢包注入中间包的钢水量和中间包流到拉钢机上的钢水量达到平衡，此时，拉钢机的拉钢速度与钢包倾倒钢水的流速成正比，即拉钢速度加快，则钢水的流速加快；拉钢速率减慢，则钢水的流速减慢。因此，本申请中，将拉钢机的拉钢速度作为钢水的流速模拟量。

目前，测量拉钢机的拉钢速度的方法有多种，本申请中，测量拉钢机的拉钢速度的方法为：通过固设在拉钢机上的速度传感器检测拉钢机的拉钢速度Vi。当然，当拉钢机的拉钢速度出现变化时，将依次记录变化的拉钢速度，并按照其出现的先后顺序，将多个拉钢速度分别记为起始拉钢速度V0、第一拉钢速度V1、第二拉钢速度V2…以及第n拉钢速度Vn。

步骤s3，在钢包浇注过程中，实时检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度，并将钢坯的宽度与厚度分别作为倾倒出的钢水的宽度模拟量与厚度模拟量。

为测量钢包在浇注过程中倾倒出的钢水的净重，需要获知浇注过程中钢包倾倒的钢水的宽度与厚度。但是，在实际中，钢水的宽度与厚度不容易测量，因此，本申请中，检测拉钢机上形成的钢坯的宽度与厚度，并将钢坯的宽度与厚度分别作为倾倒出的钢水的宽度模拟量与厚度模拟量。

将钢坯的宽度与厚度分别作为钢包倾倒出的钢水的宽度模拟量与厚度模拟量的理论依据在于，单位时间内，钢包倾倒出的钢水量为：钢包倾倒出的钢水的宽度×钢包倾倒出的钢水的厚度×钢水密度；单位时间内，拉钢机铸成的钢坯量为：钢坯的厚度×钢坯的宽度×钢坯密度；而钢包倾倒出的钢水量与从中钢包内流出的进入拉钢机形成的钢坯量一致，且钢水密度与钢坯密度均为常数，因此，本申请中，可将钢坯的宽度与厚度分别作为钢包倾倒出的钢水的宽度模拟量与厚度模拟量。

目前，测量钢坯的宽度与厚度的方法有多种。本实施例中，测量钢坯的宽度与厚度具体包括：步骤s31，获取需要铸钢的钢坯的规格；

步骤s32，根据钢坯的规格，获取拉钢机上与钢坯的规格相对应的钢坯的宽度和厚度。

另外，也可在拉钢机的辊道上设置光电开关，通过光电开关测量钢坯的宽度与厚度。

在浇注过程中，若检测到钢坯的宽度与厚度发生变化时，将依次记录变化的钢坯的宽度与厚度，按照其出现的先后顺序，将多个钢坯宽度分别记为起始钢坯宽度b0、第一钢坯宽度b1、第二钢坯宽度b2…以及第n钢坯宽度bn，将多个钢坯厚度分别记为起始钢坯厚度h0、第一钢坯厚度h1、第二钢坯厚度h2…以及第n钢坯厚度hn。

步骤s4，根据倾倒出的钢水的流速模拟量、宽度模拟量、厚度模拟量、浇注时间以及钢水密度，实时计算已倾倒出的钢水净重。

本申请中，已倾倒出的钢水净重的计算公式为：钢水净重＝钢水密度×流速模拟量×宽度模拟量×厚度模拟量×浇注时间。其中，本领域技术人员可根据钢水的实际情况，预设钢水密度的数值，例如，钢水密度为7.85g/cm³。

步骤s5，判断已倾倒出的钢水净重是否达到预设的钢水最大倾倒量。

为了避免钢渣的倒出，将根据步骤s4中计算的钢水净重，判断已倾倒出的钢水净重是否达到预设的钢水最大倾倒量。

步骤s51，若已倾倒出的钢水净重达到预设的钢水最大倾倒量，则向钢包的滑动开口发送闭合开口信号，使钢包的滑动开口的开口度变为零，停止倾倒钢水。

步骤s52，若已倾倒出的钢水净重未达到预设的钢水最大倾倒量，则保持钢包的滑动开口的开口度，继续倾倒钢水，并持续对倾倒出的钢水净重进行测量，直至已倾倒出的钢水净重达到预设的钢水最大倾倒量。

以下将通过一个实例，说明本申请的钢包内钢水的净重测量方法的具体实现过程。

当钢包的滑动开口接收到开口度信号时，钢包开始浇注，同时，拉钢机开始拉钢，采用计时器记录此时的时刻，并将其作为钢包倾倒钢水的起始时间Ts，为便于计算，本实施例中，令起始时间Ts＝0；在起始时间Ts的时刻，起始拉钢速度V0＝0.3m/s,起始钢坯宽度b0＝1.5m，起始钢坯厚度h0＝0.02m。

在浇注过程中，通过速度传感器检测到拉钢机的拉钢速度由0.3m/s增大至1.1m/s，记第一拉钢速度＝1.1m/s；同时，计时器记录此时时刻为第一参数调整时间T1，本实施例中，第一参数调整时间T1＝30s。当然，在Ts-T1时间段内，未检测到钢坯的宽度与厚度发生变化，因此，在Ts-T1时间段内，钢坯的宽度与厚度仍分别为起始钢坯宽度b0＝1.5m、起始钢坯厚度h0＝0.02m。

在浇注过程中，通过速度传感器检测到拉钢机的拉钢速度由1.1m/s增大至2m/s，记第二拉钢速度＝2m/s；同时，计时器记录此时时刻为第二参数调整时间T2，本实施例中，第二参数调整时间T2＝100s。当然，在T1-T2时间段内，未检测到钢坯的宽度与厚度发生变化，因此，在T1-T2时间段内，钢坯的宽度与厚度仍分别为起始钢坯宽度b0＝1.5m、起始钢坯厚度h0＝0.02m。

在浇注过程中，通过光电开关检测到拉钢机上的钢坯的宽度与厚度发生变化，钢坯的宽度由1.5m增大至1.8m，钢坯的厚度由0.02m增大至0.03m，记第一钢坯宽度b1＝1.8m、第一起始钢坯厚度＝0.03m；同时，计时器记录此时时刻为第三参数调整时间T3，本实施例中，第三参数调整时间T3＝200s。当然，在T2-T3时间段内，未检测到拉钢机的拉钢速度发生变化，因此，在T2-T3时间段内，拉钢机的拉钢速度仍为第二拉钢速度＝2m/s。

在之后的浇注过程中，未检测到拉钢机的拉钢速度发生变化，也未检测到钢坯的宽度与厚度发生变化，即浇注过程以第二拉钢速度＝2m/s、第一钢坯宽度b1＝1.8m、第一起始钢坯厚度＝0.03m进行稳定浇注。

在浇注过程中，利用计算公式，钢水净重＝钢水密度×流速模拟量×宽度模拟量×厚度模拟量×浇注时间，实时计算已倾倒出的钢水净重，其中钢水密度为7.85g/cm³。

例如，计算Ts-T1时间内，倾倒出的钢水净重M1＝7.85g/cm³×0.3m/s×1.5m×0.02m×30s＝2.1t。判断Ts-T1时间内倾倒出的钢水净重是否达到预设的钢水最大倾倒量G＝130t，经计算，M1<G，因此，可继续进行浇注。

再例如，计算Ts-T2时间内，倾倒出的钢水M2＝M1+7.85g/cm³×1.1m/s×1.5m×0.02m×(100-30)s＝(2.1+18.1)t＝20.2t。判断Ts-T2时间内倾倒出的钢水净重是否达到预设的钢水最大倾倒量G＝130t，经计算，M2<G，因此，可继续进行浇注。

再例如，计算Ts-T3时间内，倾倒出的钢水净重M3＝M2+7.85g/cm³×2m/s×1.5m×0.02m×(200-100)s＝(20.2+47.1)t＝67.3t。判断Ts-T1时间内倾倒出的钢水净重是否达到预设的钢水最大倾倒量G＝130t，当然，M3<G，因此，可继续进行浇注。

再例如，任取一时刻T4＝274s，计算Ts-T4时间内，倾倒出的钢水净重M4＝M3+7.85g/cm³×2m/s×1.8m×0.03m×(274-200)s＝(67.3+62.7)t＝130.03t。判断Ts-T4时间内倾倒出的钢水净重是否达到预设的钢水最大倾倒量G＝130t，经计算，M4>G，因此，向钢包的滑动开口发送闭合开口信号，使钢包的滑动开口的开口度变为零，停止浇注。

当钢包的滑动开口的开口度为零时，计时器记录钢包倾倒钢水的终止时间Te，本实例中，终止时间Te＝274s。

当然，为了提高对钢水净重测量的准确性，可将本申请的钢水净重测量方法与传统的采用称重传感器测量钢水净重的方法一并使用。两种方法检测的钢水净重可进行相互的校验，从而提高对钢水净重测量的准确性。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (7)

1.一种钢包内钢水的净重测量方法，用于测量钢包在浇注过程中倾倒出的钢水的净重，钢包倾倒出的钢水通过拉钢机形成钢坯，其特征在于，所述方法包括：

当接收到钢包的滑动开口的开口度信号时，开始计时，计录钢包的浇注时间；

在钢包浇注过程中，实时检测拉钢机的拉钢速度，并将所述拉钢速度作为倾倒出的钢水的流速模拟量；

在钢包浇注过程中，实时检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度，将钢坯的宽度与厚度分别作为倾倒出的钢水的宽度模拟量与厚度模拟量；

根据倾倒出的钢水的流速模拟量、宽度模拟量、厚度模拟量、浇注时间以及钢水密度，实时计算已倾倒出的钢水净重。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实时计算已倾倒出的钢水净重之后，所述方法还包括：

判断已倾倒出的钢水净重是否达到预设的钢水最大倾倒量；

若已倾倒出的钢水净重达到预设的钢水最大倾倒量，则向钢包的滑动开口发送闭合开口信号，使钢包的滑动开口的开口度变为零。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，已倾倒出的钢水净重的计算公式为：

钢水净重＝钢水密度×流速模拟量×宽度模拟量×厚度模拟量×浇注时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时检测拉钢机的拉钢速度，具体包括，通过固设在拉钢机上的速度传感器检测拉钢机的拉钢速度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拉钢机包括设置在拉钢机辊道上的光电开关，所述实时检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度，具体包括，

利用光电开关检测拉钢机上的钢坯的宽度与厚度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时检测拉钢机上钢坯的宽度与厚度，具体包括，

获取需要铸钢的钢坯的规格；

根据所述钢坯的规格，获取与钢坯的规格相对应的钢坯的宽度和厚度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当接收到钢包的滑动开口的开口度信号时，开始计时，计录钢包的浇注时间，包括：

当拉钢机开始拉钢时，计时器记录钢包倾倒钢水的起始时间；

当拉钢速度、钢坯的宽度或钢坯的厚度发生变化时，计时器记录钢包倾倒钢水的参数调整时间；

当钢包的滑动开口的开口度为零时，计时器记录钢包倾倒钢水的终止时间。