结晶器漏钢预报温度同步数据采集系统设计

发布时间：2020-09-19 09:33

　　结晶器是连铸生产中的关键设备之一，在连铸生产过程中，结晶器漏钢是一种严重的灾难性事故。现阶段，随着连铸机拉坯速度的提高，对结晶器漏钢预报系统有了更高的要求。本文通过分析漏钢形式和几种常见的漏钢预报方法，选择粘结性漏钢进行研究，选取Altera公司的Cyclone IV系列FPGA芯片作为主控模块，采用K型热电偶传感器，结合MAX6675温度调理芯片，对结晶器外铜板壁温度进行测量。FPGA在多路数据同步采集处理方面具有强大的功能，可以用来对结晶器铜板上的数十路温度数据进行同步采集处理，从而提高系统的实时性和准确性，同时也为后续更深层次的数据分析提供基础。论文首先介绍连铸工艺及几种常见的漏钢形式和漏钢预报方法，通过分析和研究，提出选取直接测量法进行粘结性漏钢预报，给出总体设计方案。其次，分析了连铸现场的工艺流程及其工艺要求，选取K型热电偶及专用温度调理芯片，进行热电偶温度同步采集系统的硬件电路设计，并进行了软件部分的设计与调试，将系统分成数据采集、数据处理和数据发送三个模块，采用元件例化语句将各模块连接，从而完成整体功能的设计。最后，通过温度数据同步采集系统实验平台的搭建，采用LabVIEW软件编写的上位机监测系统实现了各个热电偶测温点的实时温度显示、实时温度曲线以及温度异常报警等功能，实验结果表明了热电偶温度同步数据采集系统设计的可行性，为后续漏钢预报系统的进一步开发奠定了基础。
【学位单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TF341.6;TP274.2
【部分图文】：

流程图,连铸工艺,流程图

[1]。连铸工艺流程图如图1.1所示。连铸工艺的出现是一场技术革新。它的普及极大地精简了钢铁的生产环节，大幅提高了连铸生产效率，改善了现场生产环境，提高了生产质量，对冶金企业优化产品结构具有重要的促进作用，为未来生产流程的智能信息化奠定基础。连铸生产的正常工作与否，不但对炼钢生产任务的完成有直接联系，而且对轧材的质量和成材率都有直接影响。图1.1 连铸工艺流程图连铸工艺中，结晶器是其重要组成部分，在连铸过程中起关键性作用，其重要性具体表现在：1) 在尽可能高的拉速下，保证拉出形状合格的铸坯，并且以一定的厚度保证能够抵抗钢水的压力，从而避免拉漏事件的发生，保证了连铸的正常生产。2) 保证沿结晶器周边的坯壳能够均

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连铸铸坯的形成过程如图 2.1 所示。在正常的浇筑情况下，结晶器内的铸坯厚度自上而下逐渐增加，并从结晶器底部被拉出。图2.1 正常情况下铸坯形成过程弯月面附近的坯壳由于某种原因，超过其机械承受的强度而发生破裂，钢水与结晶器内壁直接接触并按结晶器振动周期进行凝固、破裂，当破裂处出现不能及时凝固的情况时，破裂处就会以低于连铸拉坯的速度向左右两端及向下缓慢扩展，当坯壳破裂处到达结晶器的底端时，钢水从破裂处直接漏出，漏钢事故发生[9]。结晶器内粘结性漏钢形成过程如图 2.2 所示。漏钢事故发生后，结晶器内壁残留着粘结的坯壳，若发生粘结时能够进行预报并及时采取相应的措施即可防止漏钢事故的发生，并保证了生产的安全[10]。图2.2 粘结性漏钢形成过程

粘结性漏钢

粘结性漏钢形成过程

【参考文献】