降低結晶器漏鋼預報系統的誤報率

羅霄

摘 要： 結合馬鋼四鋼軋實際生產情況，基于SMS-DEMAG的漏鋼預報系統（BPS）的基本原理，分析了影響該廠BPS誤報的原因主要是溫度梯度報警值、結晶器保護渣、結晶器銅板厚度、結晶器熱電偶漏水等。通過優化溫度梯度報警門檻值，優化保護渣性能，采用銅板厚度補償功能，優化熱電偶密封墊圈性能等措施后，BPS誤報率月平均值由0.80%下降到0.11%。

關鍵詞： 漏鋼預報；報警值；保護渣；銅板厚度；熱電偶密封

目前鋼鐵行業已步入微利時代，鋼鐵生產環節降本增效已成為鋼鐵企業提高經濟效益的主要措施之一。結晶器漏鋼預防系統（BPS）是為了預防連鑄生產過程出現粘接漏鋼事故的重要措施，但是系統誤報警不僅嚴重影響連鑄生產順行，還會造成連鑄非穩態澆鑄，增加連鑄坯夾雜物含量，降低鑄坯等級，造成額外的經濟損失，因此降低BPS系統誤報具有非常重要的意義。

1生產現狀

2013年馬鋼第四鋼軋總廠1、2#機BPS系統的平均報警率為0.80%，但其中誤報次數占報警總次數的比例平均高達96.25%，系統誤報已經嚴重制約了提高鑄坯質量、降低生產成本這一目標的實現。因此，馬鋼第四鋼軋總廠基于SMS-DEMAG的BPS的基本原理[1]，找出影響其誤報的主要原因，制定工藝改善措施，降低其誤報率。

2影響BPS誤報的因素分析

2.1BPS的基本原理

添加BPS報警的基本原理

系統每250ms對熱電偶進行一次取值計算，熱電偶每次所測溫度值與前一次所測溫度值的差值若超過系統設定的溫度梯度報警值，則引起BPS系統報警。

2.2溫度梯度的報警值

溫度梯度是BPS系統中一個重要的參數，溫度梯度報警值設置過大，則會導致不能對有效的起到漏鋼預報作用，反之則會增加大量誤報警次數，所以合理的溫度梯度報警值對BPS的誤報影響明顯[2～3]。

2.3結晶器保護渣

結晶器保護渣是鑄坯向結晶器傳熱的重要介質，對結晶器均勻傳熱，形成均勻生長的坯殼有著至關重要的作用[3]。如果結晶器保護渣性能較差，會造成結晶器傳熱不均勻，嚴重的可能導致鑄坯和銅板間的固態渣膜脫落，使得渣膜脫落區溫度產生較大波動，極易造成BPS誤報警，如果渣膜脫落嚴重后會使得坯殼與銅板直接接觸形成真粘接，系統發出真粘接報警。

2.4結晶器銅板厚度

隨著結晶器銅板的磨損、修理，結晶器銅板會越來越薄，而結晶器銅板厚度會影響熱電偶的測溫，結晶器銅板厚度一般為33～45mm，統計分析2013年1～3月份的BPS誤報數據，得到銅板厚度與BPS的誤報次數的關系圖，見圖1所示。

圖1銅板厚度與BPS誤報次數的關系圖

由圖1可以看出，銅板厚度的增加，每100塊鑄坯的BPS誤報次數明顯降低。銅板厚度低于37mm時，誤報次數顯著升高，主要原因為結晶器冷卻水量隨著銅板厚度的減少而顯著減少，水量的減少增加了熱電偶測溫的敏感性，從而導致熱電偶測溫的波動性較大，容易造成誤報警。

2.5結晶器熱電偶密封

BPS測溫熱電偶的安裝螺栓所使用的密封圈，容易在高溫下出現變形、斷裂甚至熔化等問題，使得熱電偶安裝螺栓內滲入結晶器冷卻水，造成熱電偶所測溫度出現異常波動，造成溫度梯度波動較大且頻繁，從而造成BPS誤報警。

3減少BPS誤報的控制措施

3.1溫度梯度報警值優化

報警門檻值可以用下式表示：

（1）

（2）

上述公式中，A表示BPS系統的溫度梯度報警門檻值，λ表示溫度梯度波動范圍系數，i表示系統使用同一排熱電偶的個數，與生產斷面大小及是否損壞有關。

要優化鋼種的報警門檻值A，主要是要確定每個鋼種的λ值，λ值一般取2～3.5。

3.2不同鋼種組保護渣的優化

以生產碳含量為0.08-0.16的鋼種為例，因為該廠在生產此類鋼種時一直都共用一種保護渣A，但在生產碳含量為0.14-0.16的鋼種時發現BPS報警較多，后期針對此種情況對生產碳含量為0.14-0.16的鋼種試驗保護渣B，其物化指標及每生產100塊鑄坯的報警數據統計如表2所示。

表2中碳鋼使用A、B兩種保護渣報警數據統計表

從圖3可以看出，通過銅板厚度補償后不僅總體誤報大幅降低，且銅板厚度對誤報的影響也沒有之前明顯。

3.3優化熱電偶密封

更換為耐高溫的高性能密封圈，對密封面進行清理，杜絕雜質的進入，保證熱電偶和結晶器銅板的緊密接觸。

3.4屏蔽邊緣熱電偶

經過觀察測量發現，生產斷面為1400mm和1600mm時，其窄面銅板邊緣正好落在寬面銅板的熱電偶安裝點上，造成寬面4列接觸點熱電偶測量失真，熱電偶測溫波動大，容易造成誤報警，對其進行了屏蔽即對其測量值不納入系統報警計算。

4結論

實施上述措施后，BPS誤報比例由0.69～1.41%下降到0.08～0.19%，平均值由0.80%下降到0.11%，下降幅度達到89%，BPS誤報率降低明顯。■

參考文獻

[1] 王志政，劉啟龍，王吉.板坯連鑄漏鋼預報系統的應用[J].連鑄，2009.6.

[2] 楊曉剛，蔡志軍.馬鋼新區板坯連鑄結晶器監控系統的優化提高[J].安徽冶金科技職業學院學報，2010.4.

[3] 楊曉剛，蔡志軍.板坯連鑄結晶器監控系統在馬鋼新區的應用[J].甘肅冶金，2011.10.