[发明专利]结晶器与铸坯间摩擦力动态分析方法及装置、电子设备

说明书

本发明提供一种结晶器与铸坯间摩擦力动态分析方法及装置、电子设备，包括：通过液压振动系统和平衡弹簧结构对结晶器自重进行平衡，构建结晶器受力平衡模型，所述结晶器受力包括液压振动系统输出力、通过位移表征的平衡弹簧结构的弹力、通过振动加速度表征的惯性力以及通过铜板和铸坯之间的相对运动速度线性表征的摩擦力；采集压力传感器测量的液压振动系统的输出力及振动位移传感器测量的结晶器的振动位移；采集的输出力和振动位移输入受力平衡模型，获得摩擦力和相对运动速度之间的线性函数；通过获得线性函数和以后的相对运动速度变化监测摩擦力的变化。本发明无需空振试验和冷态试验。

技术领域

本发明涉及连铸技术领域，更具体地，涉及一种结晶器与铸坯间摩擦力动态分析方法及装置、电子设备。

背景技术

结晶器铜板与铸坯之间的摩擦状态，代表了二者之间的一种润滑状态，是衡量生产工艺过程状况的重要指标，摩擦力的大小与生产拉速，生产钢种，浇注断面，结晶器保护渣，结晶器振动工艺以及振动设备的偏摆有十分密切的关系，其结果对铸坯产品表面质量具有十分密切的关系，摩擦力太大时，容易产生表面缺陷，造成铜板加快磨损，严重的会导致漏钢事故的发生。

国内外目前采用的摩擦力计算方法，针对不同的振动系统具有不同的计算方法，主要有功率法、电阻应变片法、测力传感器法、加速度测量仪法和直流元件测量法等。其中较为典型的摩擦力检测方法有：申请号00105382.5的专利“确定连铸时结晶器与坯壳之间摩擦的方法”，作者A·吉尔根索恩提出了一种通过振动系统已有的传感器检测摩擦力的方法。该方法特别强调了根据结晶器重量和振动加速度来计算摩擦力。然而，振动系统在不同的振频、振幅下，结晶器惯性力和系统输出力会存在很大差异，对于解决不同振动条件下系统输出力和振动系统的参数如何确定这些关键问题，并未给出明确说明，检测原理不够清晰；ISIJ刊载了Tseof a Multi-sensor Technique to Monitor the Mould Oscillationin a ContinuousBillet Caster，白勺文章。Ρ·P.Sahoo等人通过在结晶器四角安装的加速度传感器，检测结晶器振动的加速度，由此换算出结晶器在冷态和拉坯状态下的惯性力，二者之间的差值即为摩擦力。该方法的不足之处在于：在振动系统中安装加速度传感器的工作比较繁琐，维护困难，受环境干扰严重，且当振动系统横向水平面出现微小摆动时，会对加速度信号产生很大的影响，使得由此计算出的摩擦力出现较大的误差，实用性和可靠性差，此方法需要进行冷态试验，并且受到冷却水量的影响。

发明内容

本发明提供一种无需空振试验和冷态试验的结晶器与铸坯间摩擦力动态分析方法及装置、电子设备。

根据本发明的一个方面，提供一种结晶器与铸坯间摩擦力动态分析装置，包括液压振动系统、平衡弹簧结构、采集模块、模型构建模块、模型参数获得模块和摩擦力监测模块，其中：

液压振动系统和平衡弹簧结构，对结晶器自重进行平衡，液压振动系统安装有压力传感器和振动位移传感器；

采集模块，采集压力传感器测量的液压振动系统的输出力及振动位移传感器测量的结晶器的振动位移；

模型构建模块，根据结晶器受力平衡构建受力平衡模型，所述结晶器受力包括液压振动系统输出力、通过振动位移表征的平衡弹簧结构的弹力、通过振动加速度表征的惯性力以及通过铜板和铸坯之间的相对运动速度线性函数表征的摩擦力；

模型参数获得模块，将采集模块采集的输出力和振动位移输入模型构建模块构建的受力平衡模型，获得摩擦力和相对运动速度之间的线性函数；

摩擦力监测模块，通过模型参数获得模块获得线性函数和以后的相对运动速度变化监测摩擦力的变化。