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专利号: 2022113734277
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于温度特征的连铸坯表面纵裂纹逻辑判断方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

1)建立连铸坯表面纵裂纹样本数据库

①在结晶器铜板上至少布置两排热电偶,基于连铸结晶器在线监控系统,实时获取连铸结晶器热电偶温度数据;

②根据连铸结晶器热电偶温度数据,结合现场连铸坯表面纵裂纹人工检测结果,建立连铸坯表面纵裂纹样本数据库;

2)计算连铸结晶器热电偶温度特征值

①根据公式(1)计算结晶器热电偶温度下降幅值Tf,

Tf=Tmin‑Tmax1                      (1)式中,Tmax1为纵裂纹发生前的温度最大值,℃;Tmin为纵裂纹发生过程中的温度最小值,℃;

②根据公式(2)计算结晶器热电偶温度上升幅值Tr,

Tr=Tmax2‑Tmin(2)

式中,Tmax2为纵裂纹发生后的温度最大值,℃;

③根据公式(3)计算结晶器热电偶温度下降幅度Rf,

式中,Tav是纵裂纹发生前300秒之内的温度平均值,℃;

④根据公式(4)计算结晶器热电偶温度上升幅度Rr,

⑤计算热电偶温度速率,当热电偶温度速率大于0时,记为升温速率Vr;

⑥计算热电偶温度速率,当热电偶温度速率小于0时,记为降温速率Vf;

⑦根据公式(5)计算n秒之内温度标准差;

式中,σi是第i秒温度标准差;Ti是第i秒温度;Tav是n秒之内的温度平均值;

3)获取连铸坯表面纵裂纹的温度特征值范围

①提取N秒之内所有纵裂纹样本经过第一排热电偶的温度下降幅值的最大值,获取最大降温幅值范围,第一排最大降温幅值为Tfmax1和最小降温幅值为Tfmin1,同理,提取第二排热电偶的最大降温幅值Tfmax2和最小降温幅值Tfmin2;

②提取N秒之内所有纵裂纹样本经过第一排热电偶的温度上升幅值的最大值,获得最大升温幅值范围,第一排最大升温幅值为Trmax1和最小升温幅值为Trmin1,同理,提取第二排热电偶的最大升温幅值Trmax2和最小升温幅值Trmin2;

③提取N秒之内所有纵裂纹样本经过第一排热电偶的温度下降幅度的最大值,获得最大降温幅度范围,第一排最大降温幅度为Rfmax1和最小降温幅度为Rfmin1,同理,提取第二排热电偶的最大降温幅度Rfmax2和最小降温幅度Rfmin2;

④提取N秒之内所有纵裂纹样本经过第一排热电偶的温度上升幅度的最大值,获得最大升温幅度范围,第一排最大升温幅度为Rrmax1和最小升温幅度为Rrmin1,同理,提取第二排热电偶的最大升温幅度Rrmax2和最小升温幅度Rrmin2;

⑤提取N秒之内所有纵裂纹样本经过第一排热电偶的温度上升速率的最大值,获得最大升温速率范围,第一排最大升温速率为Vrmax1和最小升温速率为Vrmin1;同理,提取第二排热电偶的最大升温速率Vrmax2和最小升温速率为Vrmin2;

⑥提取N秒之内所有纵裂纹样本经过第一排热电偶的温度下降速率的最大值,获得最大降温速率范围,第一排最大降温速率为Vfmax1和最小降温速率为Vfmin1;同理,提取第二排最大降温速率Vfmax2和最小降温速率Vfmin2;

⑦提取N秒之内所有纵裂纹样本经过第一排热电偶的温度标准差的最大值,获得最大温度标准差范围,第一排最大温度标准差为σmax1和最小温度标准为σmin1,同理,提取第二排热电偶的最大温度标准差σmax2和最小温度标准差σmin2;

4)连铸坯表面纵裂纹判断

①获取待测样本的第一、二排降温幅值Tf1、Tf2,若Tfmin1≥Tf1≥Tfmax1且Tfmin2≥Tf2≥Tfmax2,则进行下一步判断,否则,将待测样本判定为非纵裂纹;

②获取待测样本的第一、二排升温幅值Tr1、Tr2,若Trmax1≥Tr1≥Trmin1且Trmax2≥Tr2≥Trmin2,则进行下一步判断,否则,将待测样本判定为非纵裂纹;

③获取待测样本的第一、二排降温幅度Rf1、Rf2,若Rfmin1≥Rf1≥Rfmax1且Rfmin2≥Rf2≥Rfmax2,则进行下一步判断,否则,将待测样本判定为非纵裂纹;

④获取待测样本的第一、二排升温幅度Rr1、Rr2,若Rrmax1≥Rr1≥Rrmin1且Rrmax2≥Rr2≥Rrmin2,则进行下一步判断,否则,将待测样本判定为非纵裂纹;

⑤获取待测样本的第一、二排最大升温速率Vr1、Vr2,若Vrmax1≥Vr1≥Vrmin1且Vrmax2≥Vr2≥Vrmin2,则进行下一步判断,否则,将待测样本判定为非纵裂纹;

⑥获取待测样本的第一、二排最大降温速率Vf1、Vf2,若Vfmin1≥Vf1≥Vfmax1且Vfmin2≥Vf2≥Vfmax2,则进行下一步判断,否则,将待测样本判定为非纵裂纹;

⑦获取待测样本的第一、二排最大标准差σ1、σ2,σmax1≥σ1≥σmin1且σmax2≥σ2≥σmin2,则将该样本判定为纵裂样本,否则,将待测样本判定为非纵裂纹。

2.根据权利要求1所述的一种基于温度特征的连铸坯表面纵裂纹逻辑判断方法,其特征在于,步骤2)‑⑦所述n设定为10s。

3.根据权利要求1所述的一种基于温度特征的连铸坯表面纵裂纹逻辑判断方法,其特征在于,步骤3)所述N设定为140s;第一排热电偶Tfmax1设定为‑22.5℃,Tfmin1设定为‑4℃;第二排热电偶Tfmax2设定为‑22.6℃,Tfmin2设定为‑4.8℃;第一排热电偶Trmax1设定为21.2℃,Trmin1设定为6.8℃;第二排热电偶Trmax2设定为28.2℃,Trmin1设定为3.4℃;第一排热电偶Rfmax1设定为‑19.1%,Rfmin1设定为‑3.6%;第二排热电偶Rfmax2设定为‑23.5%,Rfmin2设定为‑

5.8%;第一排热电偶Rrmax1设定为19.3%,Rrmin1设定为5.5%;第二排热电偶Rrmax2设定为

37.6%,Rrmin2设定为3.4%;第一排热电偶Vrmax1设定为1.51℃/s,Vrmin1设定为0.32℃/s;第二排热电偶Vrmax2设定为1.64℃/s,Vrmin2设定为0.32℃/s;第一排热电偶Vfmax1设定为‑1.46℃/s,Vfmin1设定为‑0.42℃/s;第二排热电偶Vfmax2设定为‑1.52℃/s,Vfmin1设定为‑0.38℃/s;第一排热电偶σmax1设定为3.96℃,σmin1设定为1.34℃/s;第二排热电偶σmax2设定为4.47℃,σmin2设定为1.71℃/s。

4.根据权利要求1所述的一种基于温度特征的连铸坯表面纵裂纹逻辑判断方法,其特征在于,在板坯、圆坯的连铸坯表面纵裂纹判断的应用。