降低结晶器漏钢预报系统的误报率

罗霄

摘 要： 结合马钢四钢轧实际生产情况，基于SMS-DEMAG的漏钢预报系统（BPS）的基本原理，分析了影响该厂BPS误报的原因主要是温度梯度报警值、结晶器保护渣、结晶器铜板厚度、结晶器热电偶漏水等。通过优化温度梯度报警门槛值，优化保护渣性能，采用铜板厚度补偿功能，优化热电偶密封垫圈性能等措施后，BPS误报率月平均值由0.80%下降到0.11%。

关键词： 漏钢预报；报警值；保护渣；铜板厚度；热电偶密封

目前钢铁行业已步入微利时代，钢铁生产环节降本增效已成为钢铁企业提高经济效益的主要措施之一。结晶器漏钢预防系统（BPS）是为了预防连铸生产过程出现粘接漏钢事故的重要措施，但是系统误报警不仅严重影响连铸生产顺行，还会造成连铸非稳态浇铸，增加连铸坯夹杂物含量，降低铸坯等级，造成额外的经济损失，因此降低BPS系统误报具有非常重要的意义。

1生产现状

2013年马钢第四钢轧总厂1、2#机BPS系统的平均报警率为0.80%，但其中误报次数占报警总次数的比例平均高达96.25%，系统误报已经严重制约了提高铸坯质量、降低生产成本这一目标的实现。因此，马钢第四钢轧总厂基于SMS-DEMAG的BPS的基本原理[1]，找出影响其误报的主要原因，制定工艺改善措施，降低其误报率。

2影响BPS误报的因素分析

2.1BPS的基本原理

添加BPS报警的基本原理

系统每250ms对热电偶进行一次取值计算，热电偶每次所测温度值与前一次所测温度值的差值若超过系统设定的温度梯度报警值，则引起BPS系统报警。

2.2温度梯度的报警值

温度梯度是BPS系统中一个重要的参数，温度梯度报警值设置过大，则会导致不能对有效的起到漏钢预报作用，反之则会增加大量误报警次数，所以合理的温度梯度报警值对BPS的误报影响明显[2～3]。

2.3结晶器保护渣

结晶器保护渣是铸坯向结晶器传热的重要介质，对结晶器均匀传热，形成均匀生长的坯壳有着至关重要的作用[3]。如果结晶器保护渣性能较差，会造成结晶器传热不均匀，严重的可能导致铸坯和铜板间的固态渣膜脱落，使得渣膜脱落区温度产生较大波动，极易造成BPS误报警，如果渣膜脱落严重后会使得坯壳与铜板直接接触形成真粘接，系统发出真粘接报警。

2.4结晶器铜板厚度

随着结晶器铜板的磨损、修理，结晶器铜板会越来越薄，而结晶器铜板厚度会影响热电偶的测温，结晶器铜板厚度一般为33～45mm，统计分析2013年1～3月份的BPS误报数据，得到铜板厚度与BPS的误报次数的关系图，见图1所示。

图1铜板厚度与BPS误报次数的关系图

由图1可以看出，铜板厚度的增加，每100块铸坯的BPS误报次数明显降低。铜板厚度低于37mm时，误报次数显著升高，主要原因为结晶器冷却水量随着铜板厚度的减少而显著减少，水量的减少增加了热电偶测温的敏感性，从而导致热电偶测温的波动性较大，容易造成误报警。

2.5结晶器热电偶密封

BPS测温热电偶的安装螺栓所使用的密封圈，容易在高温下出现变形、断裂甚至熔化等问题，使得热电偶安装螺栓内渗入结晶器冷却水，造成热电偶所测温度出现异常波动，造成温度梯度波动较大且频繁，从而造成BPS误报警。

3减少BPS误报的控制措施

3.1温度梯度报警值优化

报警门槛值可以用下式表示：

（1）

（2）

上述公式中，A表示BPS系统的温度梯度报警门槛值，λ表示温度梯度波动范围系数，i表示系统使用同一排热电偶的个数，与生产断面大小及是否损坏有关。

要优化钢种的报警门槛值A，主要是要确定每个钢种的λ值，λ值一般取2～3.5。

3.2不同钢种组保护渣的优化

以生产碳含量为0.08-0.16的钢种为例，因为该厂在生产此类钢种时一直都共用一種保护渣A，但在生产碳含量为0.14-0.16的钢种时发现BPS报警较多，后期针对此种情况对生产碳含量为0.14-0.16的钢种试验保护渣B，其物化指标及每生产100块铸坯的报警数据统计如表2所示。

表2中碳钢使用A、B两种保护渣报警数据统计表

从图3可以看出，通过铜板厚度补偿后不仅总体误报大幅降低，且铜板厚度对误报的影响也没有之前明显。

3.3优化热电偶密封

更换为耐高温的高性能密封圈，对密封面进行清理，杜绝杂质的进入，保证热电偶和结晶器铜板的紧密接触。

3.4屏蔽边缘热电偶

经过观察测量发现，生产断面为1400mm和1600mm时，其窄面铜板边缘正好落在宽面铜板的热电偶安装点上，造成宽面4列接触点热电偶测量失真，热电偶测温波动大，容易造成误报警，对其进行了屏蔽即对其测量值不纳入系统报警计算。

4结论

实施上述措施后，BPS误报比例由0.69～1.41%下降到0.08～0.19%，平均值由0.80%下降到0.11%，下降幅度达到89%，BPS误报率降低明显。■

参考文献

[1] 王志政，刘启龙，王吉.板坯连铸漏钢预报系统的应用[J].连铸，2009.6.

[2] 杨晓刚，蔡志军.马钢新区板坯连铸结晶器监控系统的优化提高[J].安徽冶金科技职业学院学报，2010.4.

[3] 杨晓刚，蔡志军.板坯连铸结晶器监控系统在马钢新区的应用[J].甘肃冶金，2011.10.