[发明专利]一种连铸铸坯表面质量的在线控制系统及控制方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种连铸铸坯表面质量的在线控制系统及控制方法，包括铸坯质量跟踪与判定系统以及铸坯表面质量缺陷在线检测装置系统，属于钢铁冶金中连铸坯质量检测与控制的领域。

 

背景技术

高温铸坯热送热装及直接轧制（CC-DR）技术是近些年发展起来的一项新的工艺，这一工艺直接影响到炼钢－连铸－热轧流程的一体化程度，其经济效益直接体现在节省能源、降低生产成本、缩短生产周期以及提高产品质量上。实现高温铸坯热送热装及直接轧制的支撑技术包括许多方面，在连铸方面最主要的是实现两个个技术，第一，高温铸坯表面质量缺陷在线检测技术，第二是铸坯质量在线跟踪与判定系统。目前国内外对这两方面的技术分别做了大量的研究工作。高温铸坯表面质量缺陷在线检测技术的应用例如法国洛林连轧公司的在线无损检测热连铸板坯表面质量涡流探测装置Edisol、挪威Elkem公司的Therm-O-Matic连铸坯自动检测装置，以及美国Honey-well公司的连铸板坯表面缺陷在线检测装置，铸坯质量在线跟踪与判定技术包括奥钢联的计算机辅助质量控制系统（CAQC），曼内斯曼.德马格公司的质量评估专家系统（XQE）和英国钢铁公司的结晶器热监控系统（MTM），以及中冶连铸自主开发的铸坯质量跟踪及产品质量诊断系统（QES）。

CN101871895A公开了一种连铸热坯表面缺陷激光扫描成像无损检测方法，1）激光发射器对铸坯横向照射，得到一条激光线束；2）由面阵CCD图像传感器扫描光线束；3）提取激光线束上所代表的缺陷深度信息，从而得到铸坯该横向位置缺陷深度组合成的一维距离点阵；4）一维距离点阵映射为不同灰度级的灰度图像；5）拼接热坯不同灰度级的灰度图像，从而得到整体灰度图像；6）识别铸坯表面缺陷并重构铸坯表面三维形貌图。

CN102019393A公开了一种用于连铸机的铸体质量判定方法和装置。其包括：基于连铸过程的过程数以及预先存储的触发公式计算质量事件触发状态；基于所计算出的各个质量事件的触发状态，确定质量事件当前列表；针对任意铸体段，从质量事件当前列表中确定所有对该铸体段产生影响的质量事件；基于所有对该铸体段产生影响的质量事件，将该铸体段划分成多个受不同质量事件集合影响且彼此没有交集的区段；对所划分出的各个区段，获取与其对应的质量事件集合，并且通过查找规则库获得与其对应的缺陷发生率；以及基于所获得的与各区段对应的缺陷发生率，确定所述铸体段的质量判定结果。该方法能够快速准确地对尚处于铸流状态中的铸体的质量进行预判断以实时指导连铸生产工艺。

以上两者都有比较成熟的工业应用，但在连铸生产过程中是单独应用，没有将两者结合起来在工业中进行使用。其存在的缺点包括以下几点：

由于连铸连轧技术的特点，无法检查冷态铸坯缺陷、及时清除缺陷，后铸坯缺陷通过热轧遗传到轧材成品上，造成板材废品，浪费大量的人力和物力。并且由于铸坯缺陷影响因素众多（包括设备因素、操作因素和工艺因素等），如出现质量问题难以短时解决。

（1）目前的铸坯质量跟踪与判定系统多采用人工智能的判断方法（主要指铸坯质量判定神经网络和专家系统），通过对连铸设备参数的监测、工艺参数的处理和连铸冶金知识的推理，可以及时的在线预测未来连铸坯的包括表面裂纹、内部裂纹、夹杂以及铸坯变形等诸多质量问题在内的质量情况，但存在的问题是由于目前国内外冶金界对单一及多工艺及设备参数对铸坯质量的影响程度没有一个准确的定性，所以导致对铸坯质量判定的结果有很大的不准确性，从而可能导致误判，导致本来可能不存在质量问题的铸坯下线进行处理以及本来存在质量问题的铸坯送到下一道轧制工序，两者都会造成生产成本增加，降低生产效率。

（2）高温铸坯表面质量缺陷在线检测技术可对在线对铸坯表面缺陷的形态和深度进行检测并进行分类量化评估，但存在的问题是当检测到铸坯存在表面缺陷时，只是单纯地将出现问题的不满足质量要求的铸坯进行下线处理，但不能对引起质量问题的原因进行及时准确的分析和解决，会导致后续生产的铸坯继续存在质量问题，增加废品率，导致不必要的经济损失，生产成本增加，降低生产效率。

有鉴于此，有必要提供一种连铸铸坯表面质量的在线控制系统及控制方法，将铸坯质量跟踪与判定系统以及铸坯表面质量缺陷在线检测装置系统两者结合起来，以克服上述缺陷。

 

发明内容