張菁文

（濟南鋼鐵集團有限公司，山東 濟南 250101）

0 概述

煉鋼結(jié)晶器專家系統(tǒng)是對煉鋼結(jié)晶器內(nèi)部鑄流漏鋼趨勢做出分析、預(yù)測以及反饋控制信號、預(yù)防鑄機漏鋼的系統(tǒng)工具。它是通過模型對計算、分析來監(jiān)測結(jié)晶器內(nèi)部鑄流的綜合情況，自動降低拉速來避免結(jié)晶器漏鋼。結(jié)晶器廠家的系統(tǒng)未充分考慮，也多次造成全線生產(chǎn)中斷，達不到準(zhǔn)確預(yù)報的要求。針對系統(tǒng)可靠性能下降進行開發(fā)勢在必行。

1 結(jié)晶器專家系統(tǒng)的檢測原理及系統(tǒng)組成

結(jié)晶器工作狀況將直接影響連鑄機的安全生產(chǎn)，為了保證生產(chǎn)的穩(wěn)定和提高鑄坯質(zhì)量，通過對生產(chǎn)過程中結(jié)晶器運行參數(shù)的處理，結(jié)合結(jié)晶器漏鋼成因與機理，進行檢測結(jié)晶器內(nèi)鑄流的漏鋼趨勢并發(fā)出有效的報警信號，同時自動地向連鑄機L1 機系統(tǒng)反饋降低拉速的信號或通過HMI 提醒操作人員手動降低拉速，從而避免結(jié)晶器漏鋼事故[1]。

2 硬件系統(tǒng)的開發(fā)

2.1 電偶與連接緩沖器

結(jié)晶器專家系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)來源是熱電偶，由于屬于微型精密產(chǎn)品，現(xiàn)場使用中經(jīng)常出現(xiàn)故障，上線后出現(xiàn)波動，為了保證正常拉鋼，被迫加以屏蔽。

針對結(jié)晶器振動劇烈特點，為克服振動臺在生產(chǎn)中帶來的振動影響，保證測量數(shù)據(jù)實時可靠，開發(fā)了統(tǒng)一尺寸的電偶與塞管連接器[2]，保證每個連接件都可以準(zhǔn)確可靠。

2.2 大容量中繼補償導(dǎo)線的開發(fā)

原有系統(tǒng)在投于生產(chǎn)半年后經(jīng)常出現(xiàn)信號衰減，有時信號丟失；為保證信號在高溫高濕度環(huán)境中傳輸可靠，自己根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化了12 種連接件，開發(fā)了國產(chǎn)微型K 信號補償導(dǎo)線，制作備用傳輸線路2條，有效的保證了上百個信號100%的準(zhǔn)確傳遞。

2.3 離線測試技術(shù)及離線仿真系統(tǒng)

為了更加真實的模擬生產(chǎn)狀態(tài)，引進蒸汽余熱式離線仿真系統(tǒng)，通過一臺離線電腦，模擬操作室監(jiān)控結(jié)晶器的熱態(tài)溫度變化。利用電纜和插頭將熱電偶與IMP 連接起來，利用網(wǎng)線將5000IMP 和便攜式編程器連接起來。在筆記本上運行IMPVIEW 軟件，進行通訊設(shè)置和熱電偶信號的監(jiān)控。這樣，維護人員可以將所有需測試的熱電偶的冷態(tài)和熱態(tài)信號記錄下來，從而對熱電偶的性能和安裝情況進行檢查和對比，實現(xiàn)離線測試功能（圖1）。

圖1 仿真系統(tǒng)功能圖

3 應(yīng)用軟件研究開發(fā)

3.1 應(yīng)用軟件程序改進漏鋼保護條件

為了避免來回切換影響操作人員對信號的觀察，對最常用的畫面參數(shù)集成，第一時間發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場問題，使結(jié)晶器專家系統(tǒng)的運行更加可靠和準(zhǔn)確。

3.2 設(shè)置結(jié)晶器發(fā)出漏鋼報警信號（Alarm=1）的條件

結(jié)晶器寬度方向和澆鑄方向布置許多熱電偶可以測得溫度并得知坯殼破裂處及其擴展。當(dāng)坯殼破裂處到達上排熱電偶時，識別此時溫度上升就可預(yù)報漏鋼，發(fā)出漏鋼報信號（Alarm=1）。

在結(jié)晶器熱流交換系統(tǒng)中，當(dāng)測定和監(jiān)控結(jié)晶器某一面的熱流值低到危險值時，發(fā)出漏鋼預(yù)報信號（Alarm=1）。

根據(jù)結(jié)晶器振動系統(tǒng)的液壓缸沖程和壓力反饋,計算出鑄坯和結(jié)晶器銅板之間的摩擦力。利用在粘結(jié)漏鋼前粘結(jié)處銅板溫度升高，摩擦力增大的特性，通過檢測裝置，按照一定的判斷模型，可以發(fā)出漏鋼預(yù)報信號（Alarm=1）。

3.3 調(diào)整結(jié)晶器發(fā)出漏鋼報警信號（Alarm=1）與鑄機自動降低拉速的關(guān)系

經(jīng)過對本課題應(yīng)用程序的分析和研究，發(fā)現(xiàn)結(jié)晶器專家系統(tǒng)發(fā)出漏鋼報警信號（Alarm=1）并不是自動降低鑄機拉速的必要條件。自動降低鑄機拉速除了與漏鋼報警信號（Alarm=1）有關(guān)之外，還與不穩(wěn)定的澆鑄條件下結(jié)晶器專家的漏鋼報警是否被禁止（status=1 或0）有關(guān)。

4 實際運行效果

新系統(tǒng)投用后，誤報警次數(shù)大大減少，平均每兩周出現(xiàn)1 次，誤報警率降低90%。同時預(yù)報警次數(shù)從投運前的每周3 次提高到每周6 次，綜合年漏鋼次數(shù)從投用前的10 次/年降低為4 次/年。新結(jié)晶器專家系統(tǒng)各項技術(shù)指標(biāo)均為國內(nèi)最高水準(zhǔn)。

5 結(jié)論

5.1 根據(jù)現(xiàn)場情況開發(fā)的的電偶、塞管連接器、微型K 信號補償導(dǎo)線，保證測量數(shù)據(jù)實時可靠。專用離線測試及仿真系統(tǒng)對熱電偶的性能和安裝線路進行數(shù)字量化性能檢測，實現(xiàn)離線測試功能。

5.2 通過畫面參數(shù)集成，合理設(shè)置漏鋼預(yù)報系統(tǒng)報警信號條件及漏鋼報警信號與鑄機自動降低拉速的關(guān)系，可使結(jié)晶器專家系統(tǒng)的運行更加可靠和準(zhǔn)確。

［1］陳家祥.連續(xù)鑄鋼設(shè)計手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1991.

［2］方震宇.結(jié)晶器銅管使用攻關(guān)[J].連鑄,2002,4:40.