專利名稱：一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼坯表面溫度的監(jiān)控和分析，特別涉及一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法及其裝置。
背景技術(shù)：
連鑄是當(dāng)前國內(nèi)外鋼材生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，由于連鑄生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，在線的質(zhì)量分析與控制技術(shù)相對比較薄弱，基于連鑄矯直區(qū)域溫度控制與質(zhì)量保證(尤其是鑄坯裂紋缺陷)的密切相關(guān)性，科學(xué)選用在線檢測技術(shù)，并結(jié)合對鋼高溫?zé)崃W(xué)特性的掌握，建立集成的監(jiān)測、分析和預(yù)報系統(tǒng)。是連鑄急需解決的問題。中國專利申請03153364.7《連鑄矯直目標(biāo)溫度檢測控制與分析系統(tǒng)》，該申請只是建立一種在線測溫的手段，而分析系統(tǒng)只有較簡單的功能，尚不具備結(jié)合連鑄工藝進(jìn)行分析反饋設(shè)備狀況和產(chǎn)品信息的能力。發(fā)表于《西安理工大學(xué)學(xué)報》2000年第16卷的文章《連鑄機(jī)鑄坯表面溫度在線實(shí)時測量系統(tǒng)的研究》提出的系統(tǒng)存在不足為，其目的首先是開發(fā)一種實(shí)時在線測溫系統(tǒng)，重點(diǎn)是通過防水霧干擾和利用人工智能來提高精度與可靠性，實(shí)現(xiàn)表面溫度的在線多點(diǎn)測量，并未與連鑄工藝以及在線設(shè)備狀態(tài)與工藝參數(shù)的反饋聯(lián)系起來，因此，對連鑄生產(chǎn)的促進(jìn)與影響有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法及其裝置，解決現(xiàn)有監(jiān)控裝置無法將連鑄工藝以及在線設(shè)備狀態(tài)與工藝參數(shù)的反饋聯(lián)系起來的技術(shù)問題。
鋼連鑄坯的裂紋缺陷與其在高溫下的塑性變形能力和當(dāng)時所承受的熱/機(jī)械應(yīng)力應(yīng)變密切相關(guān)。大量熱塑性實(shí)驗(yàn)結(jié)果已明確表明，鋼在鑄態(tài)的塑性變形能力與溫度密切相關(guān)，在熱塑性溫度曲線中一般都存在三個低塑性區(qū)域(脆性區(qū))。其中第二脆性區(qū)多在600-900℃，具體位置因鋼種的化學(xué)成分而異。鑄坯二冷比水量不合理、矯直點(diǎn)溫度不當(dāng)，就可能出現(xiàn)在其脆性溫度區(qū)進(jìn)行機(jī)械矯直，從而導(dǎo)致矯直裂紋；二冷配水分布不當(dāng)還可能加劇鑄坯角部過冷，從而出現(xiàn)常見的矯直角橫裂。同樣因配水強(qiáng)度分布不合理，可能導(dǎo)致鑄坯在矯直點(diǎn)出現(xiàn)表面溫度回升，從而加劇膨脹應(yīng)力并導(dǎo)致常見的中心線裂紋。
為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法，該方法利用一計算機(jī)主機(jī)，計算機(jī)主機(jī)與RS232/RS485轉(zhuǎn)換器、RS485/RS232轉(zhuǎn)換器和紅外測溫儀依次相連，包括以下步驟a、數(shù)據(jù)接收和顯示步驟，接收從紅外測溫儀傳來的BCD碼，然后轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理的ASCII碼，顯示實(shí)時溫度值，繪制溫度曲線；b、選擇設(shè)定參數(shù)功能步驟，根據(jù)現(xiàn)場時間情況，選擇取樣的時間、選擇是否用數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)；c、數(shù)據(jù)處理步驟，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時處理，分別計算出時間區(qū)間內(nèi)的最大、最小、平均溫度值；d、數(shù)據(jù)庫存儲步驟，把當(dāng)前實(shí)測溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入實(shí)時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實(shí)際需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、查詢、刪除等操作，同時顯示在顯示窗體中。
一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析裝置，包括一計算機(jī)主機(jī)，計算機(jī)主機(jī)與RS232/RS485轉(zhuǎn)換器、RS485/RS232轉(zhuǎn)換器和紅外測溫儀依次相連，其特征是還包括a、數(shù)據(jù)接收和顯示模塊，接收從紅外測溫儀傳來的BCD碼，然后轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理的ASCII碼，顯示實(shí)時溫度值，繪制溫度曲線；b、選擇設(shè)定參數(shù)功能模塊，根據(jù)現(xiàn)場時間情況，選擇取樣的時間、選擇是否用數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)；c、數(shù)據(jù)處理模塊，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時處理，分別計算出時間區(qū)間內(nèi)的最大、最小、平均溫度值；d、數(shù)據(jù)庫存模塊，把當(dāng)前實(shí)測溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入實(shí)時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實(shí)際需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、查詢、刪除等操作，同時顯示在顯示窗體中。
本發(fā)明的有益效果是可以通過窗口界面進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測分析，與一定波長大距離系數(shù)紅外測溫儀相連接后，可遠(yuǎn)距離快捷監(jiān)測設(shè)定鋼種連鑄坯在矯直點(diǎn)的溫度，并實(shí)時顯示在動態(tài)監(jiān)測溫度曲線圖中。在DCS中，實(shí)時曲線可顯示該控制點(diǎn)的實(shí)際溫度和當(dāng)前趨勢，以監(jiān)測該點(diǎn)在現(xiàn)場工況變化的情況下的控制穩(wěn)定性。在此系統(tǒng)中，根據(jù)對連鑄鋼種熱塑性的實(shí)驗(yàn)與統(tǒng)計分析，將連鑄鋼種分為8大類型，對每種類型都設(shè)定相應(yīng)的矯直點(diǎn)最佳溫度(溫度下限)、最高允許溫度(溫度上限)，其間為允許波動范圍。將現(xiàn)場實(shí)際測得的溫度曲線與目標(biāo)溫度相比較，可以直觀地提醒操作員優(yōu)化或調(diào)整連鑄機(jī)二冷水的配比；也可進(jìn)一步與二冷水的控制系統(tǒng)相連接，自動調(diào)整二冷水的配比，以期達(dá)到最佳的矯直點(diǎn)溫度。達(dá)到指示與控制矯直溫度、防止角部過冷和溫度回升過大的目的，可直接減少矯直角橫裂與中心線裂紋。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可歸結(jié)為1)填補(bǔ)了當(dāng)前連鑄矯直溫度在線監(jiān)測與面向質(zhì)量有效監(jiān)控的國內(nèi)外空白；2)首次將目標(biāo)溫度監(jiān)測與鑄坯熱塑性和溫度回升有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了對常見矯直裂紋和中心線裂紋的工藝合理性監(jiān)控；3)遠(yuǎn)距離實(shí)時可靠監(jiān)測，避免了測試環(huán)境可能帶來的不便和檢測誤差；4)監(jiān)測分析系統(tǒng)采用窗口界面，實(shí)際溫度和目標(biāo)溫度同時顯示，便于操作人員快捷、直觀地判定工藝的合理性以作為適時調(diào)整的依據(jù)；5)適合我國國情，既可用于人工二冷配水控制，也可以與二冷反饋控制系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)自動控制。


圖1為本發(fā)明硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2為本發(fā)明主程序流程框3為本發(fā)明數(shù)據(jù)接收和顯示及選擇設(shè)定參數(shù)功能流程框4為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫存儲和選擇設(shè)定參數(shù)功能流程框中1-計算機(jī)主機(jī)，2-RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，3-RS485/RS232轉(zhuǎn)換器，4-紅外測溫儀。
具體實(shí)施例方式參照圖1，系統(tǒng)的硬件主要由一臺計算機(jī)主機(jī)1(工控機(jī))、一個RS232/RS485轉(zhuǎn)換器2和一個RS485/RS232轉(zhuǎn)換器3、紅外測溫儀4組成(以接一臺測溫儀為例)。紅外測溫儀的波長范圍為1-1.1微米，距離系數(shù)為1/200-1/250，紅外測溫儀探頭可距離鑄坯矯直溫度5-20米安裝，探頭盡量垂直對準(zhǔn)監(jiān)測點(diǎn)表面，偏離角不超過30°，要求取鑄坯表面中點(diǎn)為代表。如安裝三個測溫探頭，要求分別對準(zhǔn)所監(jiān)測的矯直區(qū)鑄坯表面中點(diǎn)、寬向1/4部位和角部上表面。在對連鑄坯表面溫度進(jìn)行監(jiān)測分析時，首先選擇通訊端口，然后選擇所測鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、上警戒溫度，在確定無誤后開始通訊，確定測溫的初始時間，接收從紅外測溫儀傳來的BCD碼，然后轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理的ASCII碼，顯示實(shí)時溫度值，繪制溫度曲線，為監(jiān)控人員了解矯直點(diǎn)溫度變化提供直觀的依據(jù)；另外，根據(jù)事先設(shè)定的目標(biāo)溫度值和繪出的目標(biāo)溫度曲線，可以把實(shí)時曲線與目標(biāo)溫度進(jìn)行對比，為二冷配水提供依據(jù)；再次，可以計算出目標(biāo)溫度和實(shí)時溫度的差值(或者是實(shí)時溫度值依具體控制條件而定)，此數(shù)據(jù)可以傳遞到上位機(jī)，為上位機(jī)的二冷控制模型提供一個重要的實(shí)時控制參數(shù)，經(jīng)過上位機(jī)的計算后的控制命令傳遞到二冷控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如電磁閥或變頻器等)，控制二冷噴水量，組成一個完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。目前國內(nèi)有的鋼廠仍在實(shí)行手工配水，直觀的曲線圖也可以為他們的配水提供依據(jù)。然后進(jìn)行選擇設(shè)定參數(shù)功能步驟，根據(jù)現(xiàn)場時間情況，選擇取樣的時間、選擇是否用數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理步驟，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時處理，分別計算出時間區(qū)間內(nèi)的最大、最小、平均溫度值；進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲步驟，把當(dāng)前實(shí)測溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入實(shí)時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實(shí)際需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、查詢、刪除等操作，同時顯示在顯示窗體中。
當(dāng)數(shù)據(jù)接收和顯示步驟與選擇設(shè)定參數(shù)功能步驟配合進(jìn)行時，具體是，開始通訊時，確定測溫初始時間，根據(jù)串口通訊協(xié)議，從計算機(jī)九針串口讀取從測溫探頭傳來的BCD碼，轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理ASCII碼，選擇取樣時間，然后選擇是否使用數(shù)據(jù)庫，將實(shí)時溫度、測溫方式、測溫時間、測溫日期顯示在主窗口上，如果要顯示溫度曲線，則開始繪制曲線的時間坐標(biāo)，再繪制實(shí)時溫度曲線、目標(biāo)溫度曲線、報警溫度曲線，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫處理。
當(dāng)數(shù)據(jù)處理步驟與數(shù)據(jù)庫存儲步驟以及選擇設(shè)定參數(shù)功能步驟配合進(jìn)行時，具體是，開始通訊時，確定測溫初始時間，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和顯示處理，再進(jìn)行選擇設(shè)定參數(shù)功能處理，計算從測溫初始時間到當(dāng)前測溫時間的溫度平均值、最小值、最大值，根據(jù)當(dāng)前實(shí)測溫度觀察是否小于警戒溫度，當(dāng)小于警戒溫度時，把當(dāng)前實(shí)測溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入實(shí)時溫度數(shù)據(jù)庫，當(dāng)大于等于警戒溫度時，把當(dāng)前報警溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入報警溫度數(shù)據(jù)庫，然后判斷是否停止，如停止則結(jié)束通訊，如不停止，則再次從接收數(shù)據(jù)循環(huán)。
具體操作時，設(shè)備連接好之后，把紅外測溫儀打開，然后啟動本應(yīng)用程序，將出現(xiàn)數(shù)據(jù)接收窗口。操作時，先選定通訊端口，然后輸入爐號，選擇鋼種后，與鋼種綁定的目標(biāo)溫度值將被自動選定，然后點(diǎn)擊“確定”按鈕，點(diǎn)擊“開始”按鈕后，接收到的數(shù)據(jù)將被顯示在實(shí)時數(shù)據(jù)框中，點(diǎn)擊“顯示溫度曲線”按鈕，將顯示出曲線窗口。在曲線窗口中，點(diǎn)擊[工具]菜單中的[選項(xiàng)]，出現(xiàn)選項(xiàng)窗口，在選項(xiàng)窗口中，可以設(shè)定你的參數(shù)，這一步也可以省略，系統(tǒng)將會按系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置進(jìn)行工作。在選項(xiàng)窗口，可以選擇曲線的繪圖模式、時區(qū)長度等參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法，該方法利用一計算機(jī)主機(jī)，計算機(jī)主機(jī)與RS232/RS485轉(zhuǎn)換器、RS485/RS232轉(zhuǎn)換器和紅外測溫儀依次相連，其特征是包括以下步驟a、數(shù)據(jù)接收和顯示步驟，接收從紅外測溫儀傳來的BCD碼，然后轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理的ASCII碼，顯示實(shí)時溫度值，繪制溫度曲線；b、選擇設(shè)定參數(shù)功能步驟，根據(jù)現(xiàn)場時間情況，選擇取樣的時間、選擇是否用數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)；c、數(shù)據(jù)處理步驟，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時處理，分別計算出時間區(qū)間內(nèi)的最大、最小、平均溫度值；d、數(shù)據(jù)庫存儲步驟，把當(dāng)前實(shí)測溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入實(shí)時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實(shí)際需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、查詢、刪除等操作，同時顯示在顯示窗體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法，其特征是當(dāng)數(shù)據(jù)接收和顯示步驟與選擇設(shè)定參數(shù)功能步驟配合進(jìn)行時，根據(jù)串口通訊協(xié)議，從計算機(jī)九針串口讀取從測溫探頭傳來的BCD碼，轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理ASCII碼，選擇取樣時間，然后選擇是否使用數(shù)據(jù)庫，將實(shí)時溫度、測溫方式、測溫時間、測溫日期顯示在主窗口上，如果要顯示溫度曲線，則開始繪制曲線的時間坐標(biāo)，再繪制實(shí)時溫度曲線、目標(biāo)溫度曲線、報警溫度曲線，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法，其特征是當(dāng)數(shù)據(jù)處理步驟與數(shù)據(jù)庫存儲步驟以及選擇設(shè)定參數(shù)功能步驟配合進(jìn)行時，首先進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和顯示處理，再進(jìn)行選擇設(shè)定參數(shù)功能處理，計算從測溫初始時間到當(dāng)前測溫時間的溫度平均值、最小值、最大值，根據(jù)當(dāng)前實(shí)測溫度觀察是否小于警戒溫度，當(dāng)小于警戒溫度時，把當(dāng)前實(shí)測溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入實(shí)時溫度數(shù)據(jù)庫，當(dāng)大于等于警戒溫度時，把當(dāng)前報警溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入報警溫度數(shù)據(jù)庫，然后判斷是否停止，如停止則結(jié)束監(jiān)測，如不停止，則再次從接收數(shù)據(jù)循環(huán)。
4.一種用于權(quán)利要求1所述的一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法的裝置，包括一計算機(jī)主機(jī)，計算機(jī)主機(jī)與RS232/RS485轉(zhuǎn)換器、RS485/RS232轉(zhuǎn)換器和紅外測溫儀依次相連，其特征是該裝置還包括a、數(shù)據(jù)接收和顯示模塊，接收從紅外測溫儀傳來的BCD碼，然后轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理的ASCII碼，顯示實(shí)時溫度值，繪制溫度曲線；b、選擇設(shè)定參數(shù)功能模塊，根據(jù)現(xiàn)場時間情況，選擇取樣的時間、選擇是否用數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)；c、數(shù)據(jù)處理模塊，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時處理，分別計算出時間區(qū)間內(nèi)的最大、最小、平均溫度值；d、數(shù)據(jù)庫存模塊，把當(dāng)前實(shí)測溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入實(shí)時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實(shí)際需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、查詢、刪除等操作，同時顯示在顯示窗體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法及其裝置。解決現(xiàn)有監(jiān)控裝置無法將連鑄工藝以及在線設(shè)備狀態(tài)與工藝參數(shù)的反饋聯(lián)系起來的技術(shù)問題。一種連鑄坯表面目標(biāo)溫度監(jiān)控分析方法，該方法利用一計算機(jī)主機(jī)，計算機(jī)主機(jī)與RS232/RS485轉(zhuǎn)換器、RS485/RS232轉(zhuǎn)換器和紅外測溫儀依次相連，包括以下步驟a.數(shù)據(jù)接收和顯示步驟，接收從紅外測溫儀傳來的BCD碼，然后轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理的ASCII碼，顯示實(shí)時溫度值，繪制溫度曲線；b.選擇設(shè)定參數(shù)功能步驟，選擇取樣的時間、選擇是否用數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)；c.數(shù)據(jù)處理步驟，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時處理，分別計算出時間區(qū)間內(nèi)的最大、最小、平均溫度值；d.數(shù)據(jù)庫存儲步驟，把當(dāng)前實(shí)測溫度、鋼種、爐號、目標(biāo)溫度、測溫時間、測溫日期存入實(shí)時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實(shí)際需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、查詢、刪除等操作，同時顯示在顯示窗體中。本發(fā)明用于連鑄坯的在線檢測。
文檔編號B22D2/00GK1958193SQ20051011001
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月3日
發(fā)明者陳志平, 張家泉, 冷祥貴, 王國新, 崔立新 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司