專利名稱：一種連鑄坯表面目標溫度監(jiān)控分析方法及其裝置的制作方法
技術領域：
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溫度監(jiān)控分析方法及其裝置。
背景技術：
連鑄是當前國內(nèi)外鋼材生產(chǎn)的主要技術手段，由于連鑄生產(chǎn)環(huán)境的特殊性，在線的質量分析與控制技術相對比較薄弱，基于連鑄矯直區(qū)域溫度控制與質量保證(尤其是鑄坯裂紋缺陷)的密切相關性，科學選用在線檢測技術，并結合對鋼高溫熱力學特性的掌握，建立集成的監(jiān)測、分析和預報系統(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，尚不具備結合連鑄工藝進行分析反饋設備狀況和產(chǎn)品信息的能力。發(fā)表于《西安理工大學學報》2000年第16卷的文章《連鑄機鑄坯表面溫度在線實時測量系統(tǒng)的研究》提出的系統(tǒng)存在不足為，其目的首先是開發(fā)一種實時在線測溫系統(tǒng)，重點是通過防水霧干擾和利用人工智能來提高精度與可靠性，實現(xiàn)表面溫度的在線多點測量，并未與連鑄工藝以及在線設備狀態(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備狀態(tài)與工藝參數(shù)的反饋聯(lián)系起來的技術問題。
鋼連鑄坯的裂紋缺陷與其在高溫下的塑性變形能力和當時所承受的熱/機械應力應變密切相關。大量熱塑性實驗結果已明確表明，鋼在鑄態(tài)的塑性變形能力與溫度密切相關，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成分而異。鑄坯二冷比水量不合理、矯直點溫度不當，就可能出現(xiàn)在其脆性溫度區(qū)進行機械矯直，從而導致矯直裂紋；二冷配水分布不當還可能加劇鑄坯角部過冷，從而出現(xiàn)常見的矯直角橫裂。同樣因配水強度分布不合理，可能導致鑄坯在矯直點出現(xiàn)表面溫度回升，從而加劇膨脹應力并導致常見的中心線裂紋。
為解決上述的技術問題，本發(fā)明的技術方案為一種連鑄坯表面目標溫度監(jiān)控分析方法，該方法利用一計算機主機，計算機主機與RS232/RS485轉換器、RS485/RS232轉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，然后轉換為計算機可以處理的ASCII碼，顯示實時溫度值，繪制溫度曲線；b、選擇設定參數(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，把當前實測溫度、鋼種、爐號、目標溫度、測溫時間、測溫日期存入實時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實際需要對數(shù)據(jù)進行統(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溫度監(jiān)控分析裝置，包括一計算機主機，計算機主機與RS232/RS485轉換器、RS485/RS232轉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，然后轉換為計算機可以處理的ASCII碼，顯示實時溫度值，繪制溫度曲線；b、選擇設定參數(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，把當前實測溫度、鋼種、爐號、目標溫度、測溫時間、測溫日期存入實時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實際需要對數(shù)據(jù)進行統(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行實時監(jiān)測分析，與一定波長大距離系數(shù)紅外測溫儀相連接后，可遠距離快捷監(jiān)測設定鋼種連鑄坯在矯直點的溫度，并實時顯示在動態(tài)監(jiān)測溫度曲線圖中。在DCS中，實時曲線可顯示該控制點的實際溫度和當前趨勢，以監(jiān)測該點在現(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驗與統(tǒng)計分析，將連鑄鋼種分為8大類型，對每種類型都設定相應的矯直點最佳溫度(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)場實際測得的溫度曲線與目標溫度相比較，可以直觀地提醒操作員優(yōu)化或調整連鑄機二冷水的配比；也可進一步與二冷水的控制系統(tǒng)相連接，自動調整二冷水的配比，以期達到最佳的矯直點溫度。達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)點可歸結為1)填補了當前連鑄矯直溫度在線監(jiān)測與面向質量有效監(jiān)控的國內(nèi)外空白；2)首次將目標溫度監(jiān)測與鑄坯熱塑性和溫度回升有機結合起來，實現(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)遠距離實時可靠監(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，實際溫度和目標溫度同時顯示，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，實現(xiàn)自動控制。


圖1為本發(fā)明硬件系統(tǒng)結構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)庫存儲和選擇設定參數(shù)功能流程框中1-計算機主機，2-RS232/RS485轉換器，3-RS485/RS232轉換器，4-紅外測溫儀。
具體實施例方式參照圖1，系統(tǒng)的硬件主要由一臺計算機主機1(工控機)、一個RS232/RS485轉換器2和一個RS485/RS232轉換器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，探頭盡量垂直對準監(jiān)測點表面，偏離角不超過30°，要求取鑄坯表面中點為代表。如安裝三個測溫探頭，要求分別對準所監(jiān)測的矯直區(qū)鑄坯表面中點、寬向1/4部位和角部上表面。在對連鑄坯表面溫度進行監(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，然后轉換為計算機可以處理的ASCII碼，顯示實時溫度值，繪制溫度曲線，為監(jiān)控人員了解矯直點溫度變化提供直觀的依據(jù)；另外，根據(jù)事先設定的目標溫度值和繪出的目標溫度曲線，可以把實時曲線與目標溫度進行對比，為二冷配水提供依據(jù)；再次，可以計算出目標溫度和實時溫度的差值(或者是實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，為上位機的二冷控制模型提供一個重要的實時控制參數(shù)，經(jīng)過上位機的計算后的控制命令傳遞到二冷控制的執(zhí)行機構(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)。然后進行選擇設定參數(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)；進行數(shù)據(jù)處理步驟，將接收到的數(shù)據(jù)進行定時處理，分別計算出時間區(qū)間內(nèi)的最大、最小、平均溫度值；進行數(shù)據(jù)庫存儲步驟，把當前實測溫度、鋼種、爐號、目標溫度、測溫時間、測溫日期存入實時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實際需要對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、查詢、刪除等操作，同時顯示在顯示窗體中。
當數(shù)據(jù)接收和顯示步驟與選擇設定參數(shù)功能步驟配合進行時，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，從計算機九針串口讀取從測溫探頭傳來的BCD碼，轉換為計算機可以處理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，再繪制實時溫度曲線、目標溫度曲線、報警溫度曲線，然后進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫處理。
當數(shù)據(jù)處理步驟與數(shù)據(jù)庫存儲步驟以及選擇設定參數(shù)功能步驟配合進行時，具體是，開始通訊時，確定測溫初始時間，然后進行數(shù)據(jù)接收和顯示處理，再進行選擇設定參數(shù)功能處理，計算從測溫初始時間到當前測溫時間的溫度平均值、最小值、最大值，根據(jù)當前實測溫度觀察是否小于警戒溫度，當小于警戒溫度時，把當前實測溫度、鋼種、爐號、目標溫度、測溫時間、測溫日期存入實時溫度數(shù)據(jù)庫，當大于等于警戒溫度時，把當前報警溫度、鋼種、爐號、目標溫度、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，設備連接好之后，把紅外測溫儀打開，然后啟動本應用程序，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，與鋼種綁定的目標溫度值將被自動選定，然后點擊“確定”按鈕，點擊“開始”按鈕后，接收到的數(shù)據(jù)將被顯示在實時數(shù)據(jù)框中，點擊“顯示溫度曲線”按鈕，將顯示出曲線窗口。在曲線窗口中，點擊[工具]菜單中的[選項]，出現(xiàn)選項窗口，在選項窗口中，可以設定你的參數(shù)，這一步也可以省略，系統(tǒng)將會按系統(tǒng)默認設置進行工作。在選項窗口，可以選擇曲線的繪圖模式、時區(qū)長度等參數(shù)。
權利要求
1.一種連鑄坯表面目標溫度監(jiān)控分析方法，該方法利用一計算機主機，計算機主機與RS232/RS485轉換器、RS485/RS232轉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，然后轉換為計算機可以處理的ASCII碼，顯示實時溫度值，繪制溫度曲線；b、選擇設定參數(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，把當前實測溫度、鋼種、爐號、目標溫度、測溫時間、測溫日期存入實時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實際需要對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、查詢、刪除等操作，同時顯示在顯示窗體中。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯表面目標溫度監(jiān)控分析方法，其特征是當數(shù)據(jù)接收和顯示步驟與選擇設定參數(shù)功能步驟配合進行時，根據(jù)串口通訊協(xié)議，從計算機九針串口讀取從測溫探頭傳來的BCD碼，轉換為計算機可以處理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，再繪制實時溫度曲線、目標溫度曲線、報警溫度曲線，然后進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯表面目標溫度監(jiān)控分析方法，其特征是當數(shù)據(jù)處理步驟與數(shù)據(jù)庫存儲步驟以及選擇設定參數(shù)功能步驟配合進行時，首先進行數(shù)據(jù)接收和顯示處理，再進行選擇設定參數(shù)功能處理，計算從測溫初始時間到當前測溫時間的溫度平均值、最小值、最大值，根據(jù)當前實測溫度觀察是否小于警戒溫度，當小于警戒溫度時，把當前實測溫度、鋼種、爐號、目標溫度、測溫時間、測溫日期存入實時溫度數(shù)據(jù)庫，當大于等于警戒溫度時，把當前報警溫度、鋼種、爐號、目標溫度、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)。
4.一種用于權利要求1所述的一種連鑄坯表面目標溫度監(jiān)控分析方法的裝置，包括一計算機主機，計算機主機與RS232/RS485轉換器、RS485/RS232轉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，然后轉換為計算機可以處理的ASCII碼，顯示實時溫度值，繪制溫度曲線；b、選擇設定參數(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，把當前實測溫度、鋼種、爐號、目標溫度、測溫時間、測溫日期存入實時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實際需要對數(shù)據(jù)進行統(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備狀態(tài)與工藝參數(shù)的反饋聯(lián)系起來的技術問題。一種連鑄坯表面目標溫度監(jiān)控分析方法，該方法利用一計算機主機，計算機主機與RS232/RS485轉換器、RS485/RS232轉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，然后轉換為計算機可以處理的ASCII碼，顯示實時溫度值，繪制溫度曲線；b.選擇設定參數(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，把當前實測溫度、鋼種、爐號、目標溫度、測溫時間、測溫日期存入實時溫度數(shù)據(jù)庫，以便根據(jù)實際需要對數(shù)據(jù)進行統(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