降低結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)的誤報(bào)率

羅霄

摘 要： 結(jié)合馬鋼四鋼軋實(shí)際生產(chǎn)情況，基于SMS-DEMAG的漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)（BPS）的基本原理，分析了影響該廠BPS誤報(bào)的原因主要是溫度梯度報(bào)警值、結(jié)晶器保護(hù)渣、結(jié)晶器銅板厚度、結(jié)晶器熱電偶漏水等。通過(guò)優(yōu)化溫度梯度報(bào)警門檻值，優(yōu)化保護(hù)渣性能，采用銅板厚度補(bǔ)償功能，優(yōu)化熱電偶密封墊圈性能等措施后，BPS誤報(bào)率月平均值由0.80%下降到0.11%。

關(guān)鍵詞： 漏鋼預(yù)報(bào)；報(bào)警值；保護(hù)渣；銅板厚度；熱電偶密封

目前鋼鐵行業(yè)已步入微利時(shí)代，鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)降本增效已成為鋼鐵企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的主要措施之一。結(jié)晶器漏鋼預(yù)防系統(tǒng)（BPS）是為了預(yù)防連鑄生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)粘接漏鋼事故的重要措施，但是系統(tǒng)誤報(bào)警不僅嚴(yán)重影響連鑄生產(chǎn)順行，還會(huì)造成連鑄非穩(wěn)態(tài)澆鑄，增加連鑄坯夾雜物含量，降低鑄坯等級(jí)，造成額外的經(jīng)濟(jì)損失，因此降低BPS系統(tǒng)誤報(bào)具有非常重要的意義。

1生產(chǎn)現(xiàn)狀

2013年馬鋼第四鋼軋總廠1、2#機(jī)BPS系統(tǒng)的平均報(bào)警率為0.80%，但其中誤報(bào)次數(shù)占報(bào)警總次數(shù)的比例平均高達(dá)96.25%，系統(tǒng)誤報(bào)已經(jīng)嚴(yán)重制約了提高鑄坯質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，馬鋼第四鋼軋總廠基于SMS-DEMAG的BPS的基本原理[1]，找出影響其誤報(bào)的主要原因，制定工藝改善措施，降低其誤報(bào)率。

2影響B(tài)PS誤報(bào)的因素分析

2.1BPS的基本原理

添加BPS報(bào)警的基本原理

系統(tǒng)每250ms對(duì)熱電偶進(jìn)行一次取值計(jì)算，熱電偶每次所測(cè)溫度值與前一次所測(cè)溫度值的差值若超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的溫度梯度報(bào)警值，則引起B(yǎng)PS系統(tǒng)報(bào)警。

2.2溫度梯度的報(bào)警值

溫度梯度是BPS系統(tǒng)中一個(gè)重要的參數(shù)，溫度梯度報(bào)警值設(shè)置過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致不能對(duì)有效的起到漏鋼預(yù)報(bào)作用，反之則會(huì)增加大量誤報(bào)警次數(shù)，所以合理的溫度梯度報(bào)警值對(duì)BPS的誤報(bào)影響明顯[2～3]。

2.3結(jié)晶器保護(hù)渣

結(jié)晶器保護(hù)渣是鑄坯向結(jié)晶器傳熱的重要介質(zhì)，對(duì)結(jié)晶器均勻傳熱，形成均勻生長(zhǎng)的坯殼有著至關(guān)重要的作用[3]。如果結(jié)晶器保護(hù)渣性能較差，會(huì)造成結(jié)晶器傳熱不均勻，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致鑄坯和銅板間的固態(tài)渣膜脫落，使得渣膜脫落區(qū)溫度產(chǎn)生較大波動(dòng)，極易造成BPS誤報(bào)警，如果渣膜脫落嚴(yán)重后會(huì)使得坯殼與銅板直接接觸形成真粘接，系統(tǒng)發(fā)出真粘接報(bào)警。

2.4結(jié)晶器銅板厚度

隨著結(jié)晶器銅板的磨損、修理，結(jié)晶器銅板會(huì)越來(lái)越薄，而結(jié)晶器銅板厚度會(huì)影響熱電偶的測(cè)溫，結(jié)晶器銅板厚度一般為33～45mm，統(tǒng)計(jì)分析2013年1～3月份的BPS誤報(bào)數(shù)據(jù)，得到銅板厚度與BPS的誤報(bào)次數(shù)的關(guān)系圖，見圖1所示。

圖1銅板厚度與BPS誤報(bào)次數(shù)的關(guān)系圖

由圖1可以看出，銅板厚度的增加，每100塊鑄坯的BPS誤報(bào)次數(shù)明顯降低。銅板厚度低于37mm時(shí)，誤報(bào)次數(shù)顯著升高，主要原因?yàn)榻Y(jié)晶器冷卻水量隨著銅板厚度的減少而顯著減少，水量的減少增加了熱電偶測(cè)溫的敏感性，從而導(dǎo)致熱電偶測(cè)溫的波動(dòng)性較大，容易造成誤報(bào)警。

2.5結(jié)晶器熱電偶密封

BPS測(cè)溫?zé)犭娕嫉陌惭b螺栓所使用的密封圈，容易在高溫下出現(xiàn)變形、斷裂甚至熔化等問(wèn)題，使得熱電偶安裝螺栓內(nèi)滲入結(jié)晶器冷卻水，造成熱電偶所測(cè)溫度出現(xiàn)異常波動(dòng)，造成溫度梯度波動(dòng)較大且頻繁，從而造成BPS誤報(bào)警。

3減少BPS誤報(bào)的控制措施

3.1溫度梯度報(bào)警值優(yōu)化

報(bào)警門檻值可以用下式表示：

（1）

（2）

上述公式中，A表示BPS系統(tǒng)的溫度梯度報(bào)警門檻值，λ表示溫度梯度波動(dòng)范圍系數(shù)，i表示系統(tǒng)使用同一排熱電偶的個(gè)數(shù)，與生產(chǎn)斷面大小及是否損壞有關(guān)。

要優(yōu)化鋼種的報(bào)警門檻值A(chǔ)，主要是要確定每個(gè)鋼種的λ值，λ值一般取2～3.5。

3.2不同鋼種組保護(hù)渣的優(yōu)化

以生產(chǎn)碳含量為0.08-0.16的鋼種為例，因?yàn)樵搹S在生產(chǎn)此類鋼種時(shí)一直都共用一種保護(hù)渣A，但在生產(chǎn)碳含量為0.14-0.16的鋼種時(shí)發(fā)現(xiàn)BPS報(bào)警較多，后期針對(duì)此種情況對(duì)生產(chǎn)碳含量為0.14-0.16的鋼種試驗(yàn)保護(hù)渣B，其物化指標(biāo)及每生產(chǎn)100塊鑄坯的報(bào)警數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2中碳鋼使用A、B兩種保護(hù)渣報(bào)警數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

從圖3可以看出，通過(guò)銅板厚度補(bǔ)償后不僅總體誤報(bào)大幅降低，且銅板厚度對(duì)誤報(bào)的影響也沒(méi)有之前明顯。

3.3優(yōu)化熱電偶密封

更換為耐高溫的高性能密封圈，對(duì)密封面進(jìn)行清理，杜絕雜質(zhì)的進(jìn)入，保證熱電偶和結(jié)晶器銅板的緊密接觸。

3.4屏蔽邊緣熱電偶

經(jīng)過(guò)觀察測(cè)量發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)斷面為1400mm和1600mm時(shí)，其窄面銅板邊緣正好落在寬面銅板的熱電偶安裝點(diǎn)上，造成寬面4列接觸點(diǎn)熱電偶測(cè)量失真，熱電偶測(cè)溫波動(dòng)大，容易造成誤報(bào)警，對(duì)其進(jìn)行了屏蔽即對(duì)其測(cè)量值不納入系統(tǒng)報(bào)警計(jì)算。

4結(jié)論

實(shí)施上述措施后，BPS誤報(bào)比例由0.69～1.41%下降到0.08～0.19%，平均值由0.80%下降到0.11%，下降幅度達(dá)到89%，BPS誤報(bào)率降低明顯?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 王志政，劉啟龍，王吉.板坯連鑄漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].連鑄，2009.6.

[2] 楊曉剛，蔡志軍.馬鋼新區(qū)板坯連鑄結(jié)晶器監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化提高[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010.4.

[3] 楊曉剛，蔡志軍.板坯連鑄結(jié)晶器監(jiān)控系統(tǒng)在馬鋼新區(qū)的應(yīng)用[J].甘肅冶金，2011.10.