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专利号: 2015109707188
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其中:在结晶器铜板内埋设多排热电偶,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、结晶器铜板内热电偶温度数据采集、预处理和存储;

步骤二、通过热电偶温度变化速率进行单个热电偶温升异常检查;

步骤三、进行温升异常热电偶所在列和相邻列的粘结纵向传播模型检查,计算满足模型检查的温升异常热电偶总数为X;

步骤四、根据满足模型检查的温升异常热电偶总数做出粘结报警或粘结警告的判定。

2.根据权利要求1所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于,步骤一中,首先采集结晶器铜板内所有热电偶温度数据,然后分别对采集的所有热电偶温度数据进行如下预处理:条件(1)、当前时刻热电偶温度小于T1或大于T2;条件(2)、当前时刻热电偶温度变化速率小于θ1或大于θ2;

当某个热电偶满足条件(1)或条件(2)时,则标记该热电偶当前时刻状态为0,不参与后续步骤的计算;反之,则标记该热电偶当前时刻状态为1,参与后续步骤的计算;

在热电偶温度数据的每个检测周期内,均进行上述预处理,最后,将热电偶标记的状态保存到三维数组Y[i,j,t]中,并遍历所有热电偶,且将状态标记为1的热电偶温度数据保存到三维数组T[i,j,t]中;

其中,Y[i,j,t]表示第i行j列热电偶在t时刻标记的状态;T[i,j,t]表示第i行j列热电偶在t时刻的温度值。

3.根据权利要求2所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于,步骤一的条件(2)中,根据以下公式(1)计算当前时刻所有热电偶温度变化速率,并保存到三维数组θ[i,j,t]中;

其中,θ[i,j,t]表示第i行j列热电偶在t时刻的温度变化速率,(T[i,j,tnow]-T[i,j,tprev])表示第i行j列热电偶在(tnow-tprev)时间内的温度变化,(tnow-tprev)为计算热电偶温度变化速率的时间间隔,取5s;

步骤一中,T1、T2分别取50℃、200℃;θ1、θ2分别取-2.00℃/s、2.20℃/s;热电偶温度数据的检测周期为1秒。

4.根据权利要求3所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于,步骤二中,如果当前时刻热电偶TC[i,j]同时满足以下公式(2)和公式(3),则认为该热电偶温升异常,并将该热电偶当前时刻状态Y[i,j,t]更新为2;

其中,TC[i,j]表示第i行j列热电偶, 和 分别为设定的热电偶温升速率最大值和最小值; 和 分别为设定的热电偶温升持续时间最大值和最小值; 为热电偶持续满足公式(2)的温升开始时刻、t为当前时刻,Δtup为热电偶持续满足公式(2)的温升持续时间。

5.根据权利要求4所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于,步骤二中, 分别取2.20℃/s、0.18℃/s; 分别取25秒、3秒。

6.根据权利要求4所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于,步骤三包括以下分步骤:分步骤1),在热电偶温度数据的每个检测周期内,一旦发现某个热电偶TC[io,jo]当前时刻状态更新为2,则从当前时刻统计过去S1秒内,热电偶TC[1,jo]、热电偶TC[2,jo]、…、热电偶TC[io-1,jo]、热电偶TC[io,jo]中状态被更新为2的总数K,并存储状态被更新为2的热电偶编号和其温升异常开始时刻;其中,S1取30;

分步骤2),上述总数K>>2时才进行分步骤2),具体为:

采用以下公式(4)进行粘结纵向传播速度检查:

其中:Δty为粘结纵向传播时间,Δty为热电偶TC[1,jo]、热电偶TC[2,jo]、…、热电偶TC[io-1,jo]、热电偶TC[io,jo]中两个相邻状态被更新为2的热电偶其温升异常开始时刻的差值;Dy称为粘结纵向传播距离,Dy为上述两个相邻状态被更新为2的热电偶之间的距离;Vy为粘结纵向传播速度;Vc为工作拉速;αmin和αmax分别为工作拉速和粘结纵向传播速度比值的最小值和最大值;

当热电偶TC[1,jo]、热电偶TC[2,jo]、…、热电偶TC[io-1,jo]、热电偶TC[io,jo]中任意两个相邻状态被更新为2的热电偶均满足公式(4)时,才进行以下分步骤3);

分步骤3),对热电偶TC[1,jo]、热电偶TC[2,jo]、…、热电偶TC[io-1,jo]、热电偶TC[io,jo]中最先状态被更新为2的热电偶,从其温升异常开始时刻到当前时刻内,进行温降异常检查,当该热电偶满足公式(5)时,才进行分步骤4);

其中: 和 分别为设定的温度下降速率最大值和最小值; 为设定的温降持续

时间最小值;Δtdown为热电偶温度下降实际持续时间;

分步骤4),以上分步骤1)、分步骤2)、分步骤3)是对温升异常热电偶TC[io,jo]所在列进行的粘结纵向传播模型检查,统计温升异常热电偶TC[io,jo]所在列中满足模型检查的温升异常热电偶总数为m,此时m等于上述的K;当无法进行到分步骤4)时,m等于0;

以下为对温升异常热电偶TC[io,jo]相邻列进行粘结纵向传播模型检查,具体为:从当前时刻分别统计过去S1秒内,热电偶TC[1,jo+1]、热电偶TC[2,jo+1]、…、热电偶TC[io-1,jo+1]、热电偶TC[io,jo+1]中和热电偶TC[1,jo-1]、热电偶TC[2,jo-1]、…、热电偶TC[io-1,jo-1]、热电偶TC[io,jo-1]中状态被更新为2的热电偶总数分别为K1、K2;

然后将热电偶TC[1,jo+1]、热电偶TC[2,jo+1]、…、热电偶TC[io-1,jo+1]、热电偶TC[io,jo+1]和热电偶TC[1,jo-1]、热电偶TC[2,jo-1]、…、热电偶TC[io-1,jo-1]、热电偶TC[io,jo-1]分别经过上述分步骤2)和分步骤3),当热电偶TC[1,jo+1]、热电偶TC[2,jo+1]、…、热电偶TC[io-1,jo+1]、热电偶TC[io,jo+1]满足分步骤2)和分步骤3)时,统计热电偶TC[1,jo+1]、热电偶TC[2,jo+1]、…、热电偶TC[io-1,jo+1]、热电偶TC[io,jo+1]中满足模型检查的温升异常热电偶总数为n1,此时n1等于上述的K1,否则n1等于0;当热电偶TC[1,jo-1]、热电偶TC[2,jo-1]、…、热电偶TC[io-1,jo-1]、热电偶TC[io,jo-1]满足分步骤2)和分步骤3)时,统计热电偶TC[1,jo-1]、热电偶TC[2,jo-1]、…、热电偶TC[io-1,jo-1]、热电偶TC[io,jo-1]中满足模型检查的温升异常热电偶总数为n2,此时n2等于上述的K2,否则n2等于0;

最后,统计温升异常热电偶TC[io,jo]相邻列中满足模型检查的温升异常热电偶总数为n,n=n1+n2;

计算满足模型检查的温升异常热电偶总数X,X=m+n。

7.根据权利要求6所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于,步骤四中,设定粘结警告热电偶数目阀值为A,设定粘结报警热电偶数目阀值为B,且B>A;①、当X>>B时,发出粘结报警信号,并采取降拉速控制措施;②、当A<<X

8.根据权利要求7所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于:步骤四中,A取4,B取6。

9.根据权利要求7所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于:当m、n均大于等于2时,才做出粘结报警或粘结警告的判定,否则不采取任何措施。

10.根据权利要求6或8所述的连铸坯与结晶器铜板粘结行为的判定方法,其特征在于:

所述αmin、αmax分别取0.38、1.50,所述 分别取-0.17℃/s、-2.00℃/s; 取5s。