技术领域
[0001] 本发明涉及一种连铸生产过程测算技术，尤其涉及一种连铸钢包滑动水口开度测算方法和测算装置。
相关背景技术
[0002] 钢包是炼钢生产过程中常用的物流设备，其作用是盛放并转运钢水。钢包的底部安装有滑动水口，滑动水口实质来讲就是一个泄流开关，其作用就是将钢包内盛放的钢水从钢包底部泄流放出。
[0003] 滑动水口通常是由液压缸或电动缸来调节其开度，其开度通常用百分比来量化，100％的开度是最大开度，0％的开度则是最小开度。当控制液压缸或电动缸调大滑动水口的开度时，从滑动水口处泄流放出的钢水流量会变大，反之，钢水流量则会变小。
[0004] 在连铸浇铸过程中，出于各种原因，经常需要了解滑动水口的开度，目前现有的做法是在液压缸或电动缸上设置位置传感器，通过位置传感器获取液压缸或电动缸的缸头伸缩位置，从而得出滑动水口的开度。然而滑动水口附近的环境极为恶劣，尤其是当滑动水口泄流放出钢水时，钢水的高温辐射往往会导致位置传感器损坏。因此，现有技术的采用位置传感器获取滑动水口开度的做法并不可靠，在实际生产过程故障频发。
[0005] 中国专利CN104999043A公开了一种连铸钢包滑动水口开度在线测量方法和装置，其采用测量钢包内钢水重量变化趋势和速率，结合出钢口钢水静压力和钢水粘度等参数，通过模型计算得出滑动水口的实际开度大小百分比。该方法很好的解决了滑动水口传感器损坏而无法测量的问题，实现对滑动水口位置的在线测量，但该方法需要测量和对比两个不同时刻的钢包重量等数据，需要有一定的时间间隔，实时性不佳。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
[0034] 参见图1和图3，本实施方式提供了一种连铸钢包滑动水口开度测算方法，该方法能够准确有效地推算得出钢包滑动水口开度。
[0035] 参见图1，本实施方式的开度测算方法所涉及的钢包1安置在钢包回转台上。所述钢包回转台是连铸设备之一，其作用是承载钢包并旋转移动钢包的位置，使钢包在行车吊装跨区与连铸浇钢平台之间转换位置。在钢包回转台上的钢包座位处设置有钢包重量检测器5，该钢包重量检测器5用于检测钢包1的重量(钢包本身皮重加钢水的总重量)。当钢包1随钢包回转台旋转至连铸浇钢平台时，在钢包1的下方有一个中间包4，该中间包4用于承接钢包1泄流放下的钢水，然后将钢水浇铸至后序的连铸结晶器中。在钢包1的底部安装有一个滑动水口2，该滑动水口2实质是一个泄流钢水的控制开关，该滑动水口2的开关动作由一个液压缸驱动实现，该滑动水口2用于控制从钢包1底部泄流放出钢水。在滑动水口2的下方套装有一个长水口3，长水口3的下端浸入到中间包4内的钢水中，由滑动水口2泄流放出的钢水经由长水口3进入到中间包4内，由滑动水口2泄流的钢水则不会受到外界大气的氧化作用。上述的设备设置均为现有技术，是本领域技术人员均知晓的常识。
[0036] 参见图1，为了实现本实施方式的开度测算方法，在原有设备的基础上还增设了一个钢水流量传感器6和一个主计算模块8。所述钢水流量传感器6安装在长水口3的颈部位置处，该钢水流量传感器6用于检测长水口3内的钢水流量。所述钢包重量检测器5和钢水流量传感器6均与主计算模块8电信号连接，此外，主计算模块8还通过通讯网络与连铸生产计算机通讯连接，主计算模块8的作用是根据“通过钢水流量传感器6获取的当前滑动水口2的钢水流量数据”以及“通过钢包重量检测器5获取的当前钢包1重量数据”推算得出钢包滑动水口开度。
[0037] 参见图3，本实施方式的开度测算方法包括S1至S3。
[0038] S1，检测获取当前滑动水口2的钢水流量数据。具体来说，通过长水口3颈部位置处安装的钢水流量传感器6来检测获取当前长水口3内的钢水流量数据，该钢水流量数据即可视作为当前滑动水口2的钢水流量数据。
[0039] S2，检测获取当前钢包1重量数据。具体来说，通过钢包回转台上钢包座位处设置的钢包重量检测器5来检测获取当前钢包1重量数据。
[0040] 需要说明的是，上述的S1与S2之间没有先后顺序。
[0041] S3，根据S1中获取的当前滑动水口2的钢水流量数据以及S2中获取的当前钢包1重量数据，推算得出钢包滑动水口开度。
[0042] 需要说明的是，推算钢包滑动水口开度的整个过程是以程序形式设置在主计算模块8中的，当主计算模块8获取“当前滑动水口2的钢水流量数据”以及“当前钢包1重量数据”后，主计算模块8中设置的程序就会快速地推算得出钢包滑动水口开度。
[0043] 更具体地，所述“S3，根据S1中获取的当前滑动水口2的钢水流量数据以及S2中获取的当前钢包1重量数据，推算得出钢包滑动水口开度”具体包括S31至S32。
[0044] S31，根据所述“当前钢包1重量数据”来推算得出当前钢包1内底部钢水的静压力数据。
[0045] S32，根据“当前滑动水口2的钢水流量数据”以及“当前钢包1内底部钢水的静压力数据”，推算得出钢包滑动水口开度(单位：％)。
[0046] 所述钢包滑动水口开度根据公式 推算得出，式中，O为钢包滑动水口开度，μ为当前钢包内钢水粘度，Q1为满包钢包滑动水口全开时的钢水流量，P1为满包钢包内底部钢水的静压力，Q为当前钢包滑动水口的钢水流量，P为当前钢包内底部钢水的静压力，K为修正系数。
[0047] 需要说明的是，所述μ是主计算模块通过网络从连铸生产计算机处获取的数据。所述Q1是在装满钢水的钢包到达中间包上方浇注位后，将滑动水口全开时，由钢水流量传感器检测获取的，然后将该数据保存起来作为Q1。所述P1是在装满钢水的钢包到达中间包上方浇注位时，根据钢包重量检测器检测获取的钢包重量推算得出的，具体的推算方法同S31，然后将推算得出的数据保存起来作为P1。所述满包钢包是指钢包内装满钢水的状态。所述K的取值是经验取值，具体来说，在本方法不断地实施过程中，根据方法实施的效果而不断修正K的取值，直至推算出的钢包滑动水口的开度与实际开度一致时为止。所述μ、Q、P、Q1、P1均采用国际标准单位。
[0048] 所述“S31，根据所述当前钢包1重量数据来推算得出当前钢包1内底部钢水的静压力数据”具体包括S311至S314。
[0049] S311，将当前钢包重量减去钢包皮重，得出钢包内钢水的重量。
[0050] S312，将钢包内钢水的重量除以钢水密度，得出钢包内钢水的体积。
[0051] S313，根据“钢包内部构型”以及“钢包内钢水的体积”，推算得出钢包内的钢水液面高度数据。
[0052] 需要说明的是，这里所述的“钢包内的钢水液面高度”是指，钢包内的钢水液面至钢包内底面的高度距离。“根据钢包内部构型以及钢包内钢水的体积来推算钢包内的钢水液面高度”是本领域技术人员均知晓的常识。
[0053] S314，根据S313中推算得出的“钢包内的钢水液面高度数据”来进一步推算得出当前钢包内底部钢水的静压力数据。具体来说，将钢包内的钢水液面高度乘以钢水密度以及地球重力加速度，即可得出钢包内底部钢水的静压力。
[0054] 需要说明的是，根据钢包内的钢水液面高度数据来推算得出钢包内底部钢水的静压力数据，这是本领域技术人员均知晓的常识。
[0055] 参见图1和图2，本实施方式还提供了一种连铸钢包滑动水口开度测算装置，该开度测算装置能够具体实现上述的开度测算方法。
[0056] 参见图1，本实施方式的开度测算装置包括钢包重量检测器5、钢水流量传感器6和主计算模块8。
[0057] 所述钢包重量检测器5设置在钢包回转台上钢包座位处，钢包重量检测器5用于检测获取钢包1重量数据。
[0058] 所述钢水流量传感器6安装在长水口3的颈部位置处，钢水流量传感器6用于检测获取长水口3内的钢水流量，该钢水流量数据可视作为滑动水口2的钢水流量数据。
[0059] 所述主计算模块8实质就是一台计算机，所述钢包重量检测器5和钢水流量传感器6均与主计算模块8电信号连接，主计算模块8则可通过钢包重量检测器5和钢水流量传感器
6获取钢包1重量数据以及滑动水口2的钢水流量数据。此外，主计算模块8还通过通讯网络与连铸生产计算机通讯连接，主计算模块8则可通过连铸生产计算机获取钢包及其盛放钢水的相关数据信息。主计算模块8用于根据“通过钢水流量传感器6获取的当前滑动水口2的钢水流量数据”以及“通过钢包重量检测器5获取的当前钢包1重量数据”推算得出钢包滑动水口开度，主计算模块8内设置有实现上述推算过程的程序。
[0060] 参见图2，所述钢水流量传感器6为一种电磁线圈流量传感器。具体来说，该钢水流量传感器6设置有两组电磁线圈，分别为电磁激励线圈61和电磁感应线圈62，电磁激励线圈61和电磁感应线圈62套装在长水口3的颈部位置处，两者靠近在一起。采用该钢水流量传感器6检测长水口3内钢水7流量时，在电磁激励线圈61上施加特定频率和大小的电流信号，电磁激励线圈61所产生的交变磁场会在电磁感应线圈62中激发出感应电流，当流过长水口3内钢水7的速度和流量变化时，电磁感应线圈62中产生的感应电流也会相应变化，通过测量感应电流大小，即可得到当前时刻钢水流量数据。所述“钢水流量传感器6安装在长水口3的颈部位置处”实质就是将电磁激励线圈61和电磁感应线圈62套装在长水口3的颈部位置处，由于电磁激励线圈61和电磁感应线圈62的耐高温耐腐蚀性较好，不会因为恶劣环境而损坏发生故障，因此可靠性较好。
[0061] 本实施方式的开度测算方法和测算装置，其优点在于：本实施方式的开度测算方法和测算装置，根据检测获取的当前滑动水口的钢水流量数据以及当前钢包重量数据，能够准确有效地推算得出钢包滑动水口开度。所有的推算数据处理过程是在主计算模块中以程序形式实现的，因此，推算得出钢包滑动水口开度的速度很快，实时性较好。滑动水口的钢水流量数据通过安装在长水口上的钢水流量传感器检测获取，钢水流量传感器的耐高温性较好，不易损坏发生故障，因此具有较高的可靠性。
[0062] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
