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CN116159976B - 一种铸坯跟踪方法及系统 - Google Patents

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CN116159976B
CN116159976B CN202310096514.0A CN202310096514A CN116159976B CN 116159976 B CN116159976 B CN 116159976B CN 202310096514 A CN202310096514 A CN 202310096514A CN 116159976 B CN116159976 B CN 116159976B
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CISDI Engineering Co Ltd
CISDI Research and Development Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种铸坯跟踪方法及系统，该方法包括：首先将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；然后根据位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；再计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量作为目标铸坯体积通量；最后根据目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。本发明在不增加成本的前提下，通过应用连铸机上现有设备及传感器的信号，就可以实现更准确跟踪铸坯长度的目的，进而提高控制模型的精度，达到提高铸坯质量的目的。

Description

一种铸坯跟踪方法及系统
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种铸坯跟踪方法及系统。
背景技术
连铸是液态钢水通过结晶器、扇形段单元等导向装置时冷却形成为一定形状的铸坯，并通过驱动辊的驱动将其以一定的速度连续拉出扇形段单元的过程。其中，铸坯长度的跟踪关系到过程控制模型的控制精度，如铸坯的液芯跟踪、喷淋冷却水的控制、动态轻压下的控制等，直接影响到连铸坯产品的质量。
对于铸坯浇铸长度的跟踪，传统上一般采用某个编码器加在末端扇形段单元出口的位置，编码器随对应扇形段单元驱动电机同步旋转并分别各自产生计数脉冲，换算为铸坯的长度，进行铸流跟踪，这种方案由于过于依赖一台电机设备及编码器，精度差且积累误差大，容易造成跟踪紊乱甚至失去跟踪目标，这在浇铸过程中是非常危险。
针对上述技术问题，虽然现有技术中提出了对于连铸机铸流跟踪方案，但是其仍然存在如下缺陷：未考虑不同扇形段单元的辊缝开口度对驱动辊转速的影响，即不同位置铸坯厚度对驱动辊转速的影响。根据质量守恒原理，铸坯在连铸机的每个扇形段单元中的质量通量相等，由于每个扇形段单元的铸坯厚度不同，因此，每个扇形段单元内的铸坯速度及单位时间内的铸坯长度增量也有所区别，直接取驱动辊编码器脉冲换算为铸坯长度的增量不够准确，导致铸坯长度的跟踪值和铸坯长度的实际值存在偏差，且该偏差随着连续生产的进行逐渐累积，越来越大；也会直接影响了过程控制模型的精度，如铸坯的液芯跟踪，喷淋冷却水的控制、动态轻压下的控制等，进而影响到连铸生产的顺行和铸造产品的质量。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铸坯跟踪方法及系统，用于解决现有技术中存在的技术问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种铸坯跟踪方法，包括以下步骤：
将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；
根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；
基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；
根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。
可选地，若每个扇形段单元上设置有四个位置传感器，则根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度的过程包括：
获取第i个扇形段单元上四个位置传感器所对应的数据，分别记为第一位置传感器数据第二位置传感器数据第三位置传感器数据和第四位置传感器数据
根据所述第一位置传感器数据第二位置传感器数据第三位置传感器数据和第四位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度，有：
式中，i表示扇形段单元编号，i的取值为1～n，n为扇形段单元编号的最大值；
hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度。
可选地，基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量的过程包括：
获取第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度，记为vi；
根据第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度、第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度、铸坯宽度，计算第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，有：
Vi＝hiwvi；
式中，Vi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；
w表示铸坯宽度；
hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度。
可选地，可选地，基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量的过程包括：
获取每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；
从所有铸坯体积通量中过滤掉最大铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；以及，从所有铸坯体积通量中过滤掉最小铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；并将过滤后剩余的铸坯体积通量作为目标铸坯体积通量。
可选地，根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量的过程包括：
根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯平均体积通量，有：
选择剩余扇形段单元中最靠连铸机出口的扇形段单元，记为扇形段单元k；
获取扇形段单元k出口的位置传感器平均值，有：
根据扇形段单元k出口的位置传感器平均值、铸坯宽度和铸坯平均体积通量，计算铸坯长度增量，有：
式中，表示铸坯平均体积通量；
Δl表示铸坯长度增量；
t表示计算周期。
可选地，将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度的过程包括：
获取上一时刻的铸坯长度，记为lt-1；
将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算当前时刻的铸坯长度，有：lt＝lt-1+Δl；
式中，lt表示当前时刻的铸坯长度。
本发明还提供一种铸坯跟踪系统，所述系统包括有：
分割模块，用于将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元；
数据采集模块，用于在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；
铸坯厚度模块，用于根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；
铸坯体积通量模块，用于根据驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；
铸坯跟踪模块，用于根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。
可选地，所述扇形段单元还包括有：上框架、下框架和液压缸，所述上框架和所述下框架中设置有用于支撑导向的驱动辊、自动辊；
所述驱动辊受驱动电机驱动，用于驱动铸坯离开扇形段；
所述驱动电机上设置有编码器，所述编码器用于测量驱动辊线速度。
可选地，所述上框架中设置有一根或两根驱动辊，其余为自由辊；
所述下框架中设置有一根或两根驱动辊，其余为自由辊。
可选地，所述分割模块将铸坯的连铸过程分为至少三个扇形段单元。
如上所述，本发明提供一种铸坯跟踪方法及系统，具有以下有益效果：本发明首先将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；然后根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；再基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；最后根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。由此可知，本发明在不增加成本的前提下，通过应用连铸机上现有设备及传感器的信号，就可以实现更准确跟踪铸坯长度的目的，进而提高控制模型的精度，如铸坯的液芯跟踪精度，喷淋冷却水的控制精度、动态轻压下的控制精度，最终实现提高铸坯质量的目的。
附图说明
图1为本发明中一实施例提供的铸坯跟踪方法的流程示意图；
图2为本发明中一实施例提供的连铸机辊列示意图；
图3为本发明中一实施例提供的铸坯跟踪系统的硬件结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1所示，本实施例提供一种铸坯跟踪方法，包括以下步骤：
S110，将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；
S120，根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；
S130，基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；
S140，根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。
由此可知，本实施例在不增加成本的前提下，通过应用连铸机上现有设备及传感器的信号，就可以实现更准确跟踪铸坯长度的目的，进而提高控制模型的精度，如铸坯的液芯跟踪精度，喷淋冷却水的控制精度、动态轻压下的控制精度，最终实现提高铸坯质量的目的。
在一示例性实施例中，若每个扇形段单元上设置有四个位置传感器，则根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度的过程包括：获取第i个扇形段单元上四个位置传感器所对应的数据，分别记为第一位置传感器数据第二位置传感器数据第三位置传感器数据和第四位置传感器数据根据所述第一位置传感器数据第二位置传感器数据第三位置传感器数据和第四位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度，有：式中，i表示扇形段单元编号，i的取值为1～n，n为扇形段单元编号的最大值；hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度。作为示例，如图2所示的连铸机辊列，本实施例中4个位置传感器数据可以分别设置在左侧入口值右侧入口值左侧出口值和右侧出口值
在一示例性实施例中，基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量的过程包括：获取第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度，记为vi；根据第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度、第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度、铸坯宽度，计算第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，有：Vi＝hiwvi；式中，Vi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；w表示铸坯宽度；hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度。作为示例，本实施例中铸坯体积通量Vi的单位为mm3/min；铸坯宽度w的单位为mm；第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度vi的单位为mm/min。
在一示例性实施例中，基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量的过程包括：获取每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；从所有铸坯体积通量中过滤掉最大铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；以及，从所有铸坯体积通量中过滤掉最小铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；并将过滤后剩余的铸坯体积通量作为目标铸坯体积通量。作为示例，本实施例在筛选符合预设条件的铸坯体积通量时，可以舍弃扇形段体积通量偏差过大的数据。例如舍弃体积通量最大和最小的扇形段数据，然后剩余的体积通量数据为舍弃最大、最小体积通量后的n-2个体积通量数据。
在一示例性实施例中，根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量的过程包括：根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯平均体积通量，有：选择剩余扇形段单元中最靠连铸机出口的扇形段单元，记为扇形段单元k；获取扇形段单元k出口的位置传感器平均值，有：根据扇形段单元k出口的位置传感器平均值、铸坯宽度和铸坯平均体积通量，计算铸坯长度增量，有：式中，表示铸坯平均体积通量；Δl表示铸坯长度增量；t表示计算周期。
在一示例性实施例中，将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度的过程包括：获取上一时刻的铸坯长度，记为lt-1；将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算当前时刻的铸坯长度，有：lt＝lt-1+Δl；式中，lt表示当前时刻的铸坯长度。
在本发明另一示例性实施例中，该实施例还提供一种连铸跟踪方法，包括以下步骤：
S1：将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的4个位置传感器所对应的位置传感器数据。作为示例，在本实施例中，所述多个扇形段单元的数量不少于3个，所述扇形段单元包含上框架、下框架、液压缸、位置传感器等硬件设备；所述上框架和下框架包含多个辊子，用于支撑导向，其中，在上框架和下框架的辊子中包含1根或2根驱动辊，其他为自由辊。所述驱动辊驱动铸坯出扇形段、驱动辊被驱动电机驱动，驱动电机上安装有编码器，用于测量驱动辊线速度。
S2：计算每个扇形段驱动辊位置的铸坯厚度；具体地，若所述4个位置传感器数据分别为左侧入口值右侧入口值左侧出口值右侧出口值其中i为扇形段编号，取值为1～n，其中n为扇形段编号的最大值；则计算驱动辊位置铸坯厚度hi公式为
S3：计算驱动辊位置的铸坯体积通量；作为示例，所述计算铸坯体积通量Vi，单位为mm3/min，优选的，Vi＝hiwvi，其中w为铸坯宽度，单位为mm，vi为根据编码器反馈的驱动辊线速度，单位为mm/min。
S4：舍弃扇形段体积通量偏差过大的数据，根据剩余的体积通量数据，反算铸坯长度增量；作为示例，本实施例在所述舍弃扇形段体积通量偏差过大的数据时，优选舍弃体积通量最大和最小的扇形段数据，然后剩余的体积通量数据为舍弃最大、最小体积通量后的n-2个体积通量数据。其中反算铸坯长度增量的过程可以是：首先计算平均体积通量然后选择剩余n-2个扇形段中最靠连铸机出口的扇形段k，获取该扇形段出口的位置传感器平均值为则可计算得到铸坯长度增量其中t为计算周期。
S5：对增量长度进行累加，得到实时的铸坯长度。作为示例，获取上一时刻的铸坯长度lt-1，然后将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。有：lt＝lt-1+Δl，其中，lt-1为上一时刻的铸坯长度，lt为当前时刻的铸坯长度。
在一具体示例中，以图2为所示辊列的连铸机为例，提供一种连铸跟踪方法。图2中包括有13个扇形段单元，在连铸生产过程中，生产断面为1650mm宽，230mm厚度的铸坯，当铸坯充满所有扇形段后，所述连铸跟踪方法包含如下步骤：
1)读取每个扇形段的4个位置传感器的数据，如下表1所示。
表1每个扇形段上的4个位置传感器数据
扇形段ID 入口左侧油缸mm 入口右侧油缸mm 出口左侧油缸mm 出口右侧油缸mm
1 240.88 240.98 240.11 240.24
2 239.98 240.00 239.21 239.50
3 239.08 239.17 238.31 238.44
4 238.17 238.40 237.41 237.51
5 237.27 237.53 236.51 236.62
6 236.44 236.63 236.08 236.24
7 236.02 236.30 235.69 235.89
8 235.64 235.84 235.31 235.51
9 235.25 235.37 234.92 235.11
10 234.87 235.16 234.54 234.73
11 234.48 234.54 234.15 234.25
12 234.10 234.34 233.77 233.93
13 233.71 233.76 233.38 233.51
14 233.33 233.36 233.00 233.13
2)计算每个扇形段驱动辊位置的铸坯厚度hi，铸坯厚度hi计算方法如：计算得到每个扇形段的驱动辊位置铸坯厚度如下表2所示。
表2每个扇形段的驱动辊位置铸坯厚度
扇形段ID 驱动辊位置铸坯厚度mm
1 241.31
2 240.31
3 239.50
4 238.70
5 237.82
6 236.72
7 236.35
8 235.91
9 235.46
10 235.21
11 234.67
12 234.41
13 233.88
14 233.49
3)计算驱动辊位置的铸坯体积通量，计算公式为Vi＝hiwvi，进而得到每个扇形段驱动辊位置的铸坯体积通量如下表3所示。
表3每个扇形段驱动辊位置的铸坯体积通量
扇形段ID 驱动辊线速度mm/s 驱动辊位置铸坯体积通量mm3/min
1 21.79 8454632.91
2 21.94 8467131.73
3 21.71 8519985.51
4 22.12 8522350.40
5 21.94 8522622.09
6 22.07 8536839.62
7 21.75 8596255.69
8 21.89 8620265.56
9 22.37 8661100.95
10 22.41 8723995.90
11 22.43 8745564.80
12 22.49 8783096.40
13 22.43 8893201.38
14 22.44 8932627.91
4)舍弃扇形段体积通量偏差过大的数据，优选的，舍弃体积通量最大和最小的扇形段数据。所述剩余的体积通量数据为舍弃扇形段1的最大体积通量、扇形段10的最小体积通量后的n-2个体积通量数据。所述反算铸坯长度增量，首先计算平均体积通量其计算结果为8632700.8mm3/s，然后选择剩余n-2个扇形段中最靠连铸机出口的扇形段14，获取该扇形段出口的位置传感器平均值为其结果为233.05mm，则可计算得到铸坯长度增量其结果为22.45mm，此处计算周期t取1s。
5)对增量长度进行累加，得到实时的铸坯长度；有：lt＝lt-1+Δl，上一计算周期的铸坯长度lt-1为12500mm，则本计算周期的铸坯长度lt为12522.45mm。
由此可知，本实施例在不增加成本的前提下，通过应用连铸机上现有设备及传感器的信号，就可以实现更准确跟踪铸坯长度的目的，进而提高控制模型的精度，如铸坯的液芯跟踪精度，喷淋冷却水的控制精度、动态轻压下的控制精度，最终实现提高铸坯质量的目的。
综上所述，本发明提供一种铸坯跟踪方法，首先将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；然后根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；再基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；最后根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。由此可知，本方法在不增加成本的前提下，通过应用连铸机上现有设备及传感器的信号，就可以实现更准确跟踪铸坯长度的目的，进而提高控制模型的精度，如铸坯的液芯跟踪精度，喷淋冷却水的控制精度、动态轻压下的控制精度，最终实现提高铸坯质量的目的。
如图3所示，本发明还提供一种铸坯跟踪系统，所述系统包括有：
分割模块310，用于将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元；作为示例，本实施例可以将铸坯的连铸过程分为3个扇形段单元。
数据采集模块320，用于在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；
铸坯厚度模块330，用于根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；
铸坯体积通量模块340，用于根据驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；
铸坯跟踪模块350，用于根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。
由此可知，本实施例在不增加成本的前提下，通过应用连铸机上现有设备及传感器的信号，就可以实现更准确跟踪铸坯长度的目的，进而提高控制模型的精度，如铸坯的液芯跟踪精度，喷淋冷却水的控制精度、动态轻压下的控制精度，最终实现提高铸坯质量的目的。
在一示例性实施例中，所述扇形段单元还包括有：上框架、下框架和液压缸，所述上框架和所述下框架中设置有用于支撑导向的驱动辊、自动辊；所述驱动辊受驱动电机驱动，用于驱动铸坯离开扇形段；所述驱动电机上设置有编码器，所述编码器用于测量驱动辊线速度。其中，所述上框架中设置有一根或两根驱动辊，其余为自由辊；所述下框架中设置有一根或两根驱动辊，其余为自由辊。
在一示例性实施例中，若每个扇形段单元上设置有四个位置传感器，则根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度的过程包括：获取第i个扇形段单元上四个位置传感器所对应的数据，分别记为第一位置传感器数据第二位置传感器数据第三位置传感器数据和第四位置传感器数据根据所述第一位置传感器数据第二位置传感器数据第三位置传感器数据和第四位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度，有：式中，i表示扇形段单元编号，i的取值为1～n，n为扇形段单元编号的最大值；hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度。作为示例，如图2所示的连铸机辊列，本实施例中4个位置传感器数据可以分别设置在左侧入口值右侧入口值左侧出口值和右侧出口值
在一示例性实施例中，基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量的过程包括：获取第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度，记为vi；根据第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度、第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度、铸坯宽度，计算第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，有：Vi＝hiwvi；式中，Vi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；w表示铸坯宽度；hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度。作为示例，本实施例中铸坯体积通量Vi的单位为mm3/min；铸坯宽度w的单位为mm；第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度vi的单位为mm/min。
在一示例性实施例中，基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量的过程包括：获取每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；从所有铸坯体积通量中过滤掉最大铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；以及，从所有铸坯体积通量中过滤掉最小铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；并将过滤后剩余的铸坯体积通量作为目标铸坯体积通量。作为示例，本实施例在筛选符合预设条件的铸坯体积通量时，可以舍弃扇形段体积通量偏差过大的数据。例如舍弃体积通量最大和最小的扇形段数据，然后剩余的体积通量数据为舍弃最大、最小体积通量后的n-2个体积通量数据。
在一示例性实施例中，根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量的过程包括：根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯平均体积通量，有：选择剩余扇形段单元中最靠连铸机出口的扇形段单元，记为扇形段单元k；获取扇形段单元k出口的位置传感器平均值，有：根据扇形段单元k出口的位置传感器平均值、铸坯宽度和铸坯平均体积通量，计算铸坯长度增量，有：式中，表示铸坯平均体积通量；Δl表示铸坯长度增量；t表示计算周期。
在一示例性实施例中，将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度的过程包括：获取上一时刻的铸坯长度，记为lt-1；将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算当前时刻的铸坯长度，有：lt＝lt-1+Δl；式中，lt表示当前时刻的铸坯长度。
在本发明另一示例性实施例中，该实施例还提供一种连铸跟踪方法，包括以下步骤：
S1：将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的4个位置传感器所对应的位置传感器数据。作为示例，在本实施例中，所述多个扇形段单元的数量不少于3个，所述扇形段单元包含上框架、下框架、液压缸、位置传感器等硬件设备；所述上框架和下框架包含多个辊子，用于支撑导向，其中，在上框架和下框架的辊子中包含1根或2根驱动辊，其他为自由辊。所述驱动辊驱动铸坯出扇形段、驱动辊被驱动电机驱动，驱动电机上安装有编码器，用于测量驱动辊线速度。
S2：计算每个扇形段驱动辊位置的铸坯厚度；具体地，若所述4个位置传感器数据分别为左侧入口值右侧入口值左侧出口值右侧出口值其中i为扇形段编号，取值为1～n，其中n为扇形段编号的最大值；则计算驱动辊位置铸坯厚度hi公式为
S3：计算驱动辊位置的铸坯体积通量；作为示例，所述计算铸坯体积通量Vi，单位为mm3/min，优选的，Vi＝hiwvi，其中w为铸坯宽度，单位为mm，vi为根据编码器反馈的驱动辊线速度，单位为mm/min。
S4：舍弃扇形段体积通量偏差过大的数据，根据剩余的体积通量数据，反算铸坯长度增量；作为示例，本实施例在所述舍弃扇形段体积通量偏差过大的数据时，优选舍弃体积通量最大和最小的扇形段数据，然后剩余的体积通量数据为舍弃最大、最小体积通量后的n-2个体积通量数据。其中反算铸坯长度增量的过程可以是：首先计算平均体积通量然后选择剩余n-2个扇形段中最靠连铸机出口的扇形段k，获取该扇形段出口的位置传感器平均值为则可计算得到铸坯长度增量其中t为计算周期。
S5：对增量长度进行累加，得到实时的铸坯长度。作为示例，获取上一时刻的铸坯长度lt-1，然后将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。有：lt＝lt-1+Δl，其中，lt-1为上一时刻的铸坯长度，lt为当前时刻的铸坯长度。
综上所述，本发明提供一种铸坯跟踪系统，首先将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；然后根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；再基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；最后根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度。由此可知，本系统在不增加成本的前提下，通过应用连铸机上现有设备及传感器的信号，就可以实现更准确跟踪铸坯长度的目的，进而提高控制模型的精度，如铸坯的液芯跟踪精度，喷淋冷却水的控制精度、动态轻压下的控制精度，最终实现提高铸坯质量的目的。
需要说明的是，上述实施例所提供铸坯跟踪系统与上述实施例所提供的铸坯跟踪方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的铸坯跟踪系统在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，此处不进行限制。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
本说明书中附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
应当理解的是，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述预设范围等，但这些预设范围不应限于这些术语。这些术语仅用来将预设范围彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一预设范围也可以被称为第二预设范围，类似地，第二预设范围也可以被称为第一预设范围。

Claims (7)

1.一种铸坯跟踪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元，并在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；
根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；
基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；
根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度；
其中，基于驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量的过程包括：获取第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度，记为vi；根据第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度、第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度、铸坯宽度，计算第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，有：Vi＝hiwvi；式中，Vi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；w表示铸坯宽度；hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；以及，获取每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；从所有铸坯体积通量中过滤掉最大铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；以及，从所有铸坯体积通量中过滤掉最小铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；并将过滤后剩余的铸坯体积通量作为目标铸坯体积通量；
根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量的过程包括：根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯平均体积通量，有：选择剩余扇形段单元中最靠连铸机出口的扇形段单元，记为扇形段单元k；获取扇形段单元k出口的位置传感器平均值，有：根据扇形段单元k出口的位置传感器平均值、铸坯宽度和铸坯平均体积通量，计算铸坯长度增量，有：式中，表示铸坯平均体积通量；Δl表示铸坯长度增量；t表示计算周期。
2.根据权利要求1所述的铸坯跟踪方法，其特征在于，若每个扇形段单元上设置有四个位置传感器，则根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度的过程包括：
获取第i个扇形段单元上四个位置传感器所对应的数据，分别记为第一位置传感器数据第二位置传感器数据第三位置传感器数据和第四位置传感器数据
根据所述第一位置传感器数据第二位置传感器数据第三位置传感器数据和第四位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度，有：
式中，i表示扇形段单元编号，i的取值为1～n，n为扇形段单元编号的最大值；
hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度。
3.根据权利要求1或2所述的铸坯跟踪方法，其特征在于，将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度的过程包括：
获取上一时刻的铸坯长度，记为lt-1；
将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算当前时刻的铸坯长度，有：lt＝lt-1+Δl；
式中，lt表示当前时刻的铸坯长度。
4.一种铸坯跟踪系统，其特征在于，所述系统包括有：
分割模块，用于将铸坯的连铸过程分为多个扇形段单元；
数据采集模块，用于在铸坯充满所有扇形段单元后，读取每个扇形段单元上的位置传感器数据；
铸坯厚度模块，用于根据所述位置传感器数据计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；
铸坯体积通量模块，用于根据驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量；
铸坯跟踪模块，用于根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量，并将所述铸坯长度增量与上一时刻的铸坯长度进行叠加，计算得到当前时刻的铸坯长度；
其中，铸坯体积通量模块根据驱动辊位置的铸坯厚度计算每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，并筛选出符合预设条件的铸坯体积通量，作为目标铸坯体积通量的过程包括：获取第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度，记为vi；根据第i个扇形段单元上的编码器反馈的驱动辊线速度、第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度、铸坯宽度，计算第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量，有：Vi＝hiwvi；式中，Vi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；w表示铸坯宽度；hi表示第i个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯厚度；以及，获取每个扇形段单元上驱动辊位置的铸坯体积通量；从所有铸坯体积通量中过滤掉最大铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；以及，从所有铸坯体积通量中过滤掉最小铸坯体积通量所对应的扇形段单元铸坯体积通量；并将过滤后剩余的铸坯体积通量作为目标铸坯体积通量；
铸坯跟踪模块根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯长度增量的过程包括：根据所述目标铸坯体积通量计算铸坯平均体积通量，有：选择剩余扇形段单元中最靠连铸机出口的扇形段单元，记为扇形段单元k；获取扇形段单元k出口的位置传感器平均值，有：根据扇形段单元k出口的位置传感器平均值、铸坯宽度和铸坯平均体积通量，计算铸坯长度增量，有：式中，表示铸坯平均体积通量；Δl表示铸坯长度增量；t表示计算周期。
5.根据权利要求4所述的铸坯跟踪系统，其特征在于，所述扇形段单元还包括有：上框架、下框架和液压缸，所述上框架和所述下框架中设置有用于支撑导向的驱动辊、自动辊；
所述驱动辊受驱动电机驱动，用于驱动铸坯离开扇形段；
所述驱动电机上设置有编码器，所述编码器用于测量驱动辊线速度。
6.根据权利要求5所述的铸坯跟踪系统，其特征在于，所述上框架中设置有一根或两根驱动辊，其余为自由辊；
所述下框架中设置有一根或两根驱动辊，其余为自由辊。
7.根据权利要求4至6中任一所述的铸坯跟踪系统，其特征在于，所述分割模块将铸坯的连铸过程分为至少三个扇形段单元。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101890488A (zh) * 2009-05-21 2010-11-24 宝山钢铁股份有限公司 连铸坯液芯凝固末端位置确定方法
CN106595549A (zh) * 2016-10-14 2017-04-26 武汉钢铁股份有限公司 连铸坯浇注长度精确测量装置及测量方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU703226A1 (ru) * 1978-06-02 1979-12-15 Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им. И.П.Бардина Способ непрерывной разливки металлов
JPH0635034B2 (ja) * 1988-12-06 1994-05-11 新日本製鐵株式会社 連続鋳造設備の切断長制御方法
JP3068830B2 (ja) * 1989-06-26 2000-07-24 川崎製鉄株式会社 連続鋳造における鋳片切断方法
JP2002316246A (ja) * 2001-04-18 2002-10-29 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋳片の切断長さ制御装置及び制御方法
DE102009031651A1 (de) * 2009-07-03 2011-01-05 Sms Siemag Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen der Lage der Sumpfspitze eines gegossenen Metallstrangs und Stranggießanlage
JP2012245531A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Jfe Steel Corp 連続鋳造機におけるロールのロール間隔異常判定方法
JP5821463B2 (ja) * 2011-09-21 2015-11-24 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼片の切断方法
KR20160087598A (ko) * 2015-01-14 2016-07-22 위덕대학교 산학협력단 연주기 세그먼트용 측정장치 및 이를 이용한 연주기 세그먼트용 측정 설비
JP7167890B2 (ja) * 2019-09-19 2022-11-09 Ｊｆｅスチール株式会社 鋳造スラブの切断長さ制御方法、鋳造スラブの切断長さ制御装置、および鋳造スラブの製造方法
CN112517868B (zh) * 2020-11-18 2022-05-31 河北凯昌科技有限公司 连铸铸坯长度测量装置及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101890488A (zh) * 2009-05-21 2010-11-24 宝山钢铁股份有限公司 连铸坯液芯凝固末端位置确定方法
CN106595549A (zh) * 2016-10-14 2017-04-26 武汉钢铁股份有限公司 连铸坯浇注长度精确测量装置及测量方法

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