©Siemens AG 2004 All Rights Reserved
Полностью интегрированные решения для металлургичекой промышленности

SIROLL cis BOPS Система прогнозирования прорывов для повышения производительности разливки

источник:http://www.industry.siemens.com/broschueren/pdf/metals/2004-04-14_140545_BOPS_e.pdf

.

Увеличение производительности установки непрерывной разливки

Критической точкой системы непрерывной разливки является зона кристаллизатора. Дело в том, что жидкая сталь должна сформировать прочную оболочку, прежде чем она поступит в МНЛЗ. Во время формирования оболочки могут возникнуть такие проблемы, как прилипание к стенке кристалли- затора или возникновение воздушной прослойки, что приводит к прорыву жидкой стали при выходе дефектной части из зоны кристаллизатора. Последствием является остановка производства и дорогостоящие ремонты. С помощью системы прогнозирования прорыва SIROLL cis BOPS* фирмы Siemens можно избежать этих проблем, так как система SIROLL cis BOPS своевременно обнаруживает прилипание и воздушные включения, обеспечивая снижение скорости разливки и восстановление дефектной зоны. Система SIROLL cis BOPS настолько эффективна, что фактически позволяет на 100% окупить затраты на свою установку предотвращением даже одного прорыва. * Breakout Prediction System (система прогнозирования прорыва)

Масса потенциальных проблем

Самой большой проблемой в кристаллизаторе является прилипание, обусловленное локальным повышенным трением между поверхностью ручья и стенкой кристаллизатора (рис. 1). Оболочка заготовки прилипает к медной стенке кристаллизатора и в процессе вытягивания заготовки разрушается, вследствие чего жидкая сталь выливается на стенку. Еще одной причиной прорыва могут стать воздушные прослойки (разрывы) между оболочкой заготовки и стенкой кристаллизатора, которые часто возникают у стенки в разрыве между узкой и широкой частью ручья (рис. 2). Из-за низкой теплопроводности воздуха оболочка охлаждается там недостаточно и остается слишком тонкой. На рисунке 3 показаны типичные образцы температурных кривых, присущие обеим проблемам.

Рисунок 1 Трение между поверхностью сляба и стенкой кристаллизатора
Рисунок 1 Трение между поверхностью сляба и стенкой кристаллизатора

Рисунок 2 Воздушные разрывы между оболочкой заготовки и стенкой кристаллизатора
Рисунок 2 Воздушные разрывы между оболочкой заготовки и стенкой кристаллизатора

Рисунок 3 Температурные кривые
Рисунок 3 Температурные кривые

Прогнозирование прорывов без ложной тревоги

Оценка температурных кривых и прогнозирование прорывов выполняется современным ПЛК SIMATIC S7- 400, использующим открытую систему визуализации SIMATIC WinCC. Термопары измеряют температуры в верхней части кристаллизатора и передают их значения в систему SIROLL cis BOPS, которая создает температурные кривые как для прилипаний, так и для воздушных включений. Обычные системы построены на статической оценке тенденции. Система SIROLL cis BOPS вместо этого опирается на нечеткую логику для динамического распознавания тенденций. Значения температуры и их изменения для каждого датчика служат основой для оценки нечеткой логикой возможности прорыва. Данные обратной связи с последней рассчитанной вероятностью содержат в сжатой форме всю историю проведенных измерений (рис. 4).

Рисунок 4 Алгоритм нечеткой логики возможности прорыва
Рисунок 4 Алгоритм нечеткой логики возможности прорыва

Простой интеллектуальный алгоритм обеспечивает при этом очень короткое время реакции системы, что делает SIROLL cis BOPS особенно ценной в условиях высокоскоростной разливки и разливки сверхтонких слябов. В силу того, что система SIROLL cis BOPS должна выявлять прорывы с высокой степенью надежности, избегая дорогостоящие ложные тревоги, она имеет следующие ограничения:

  • Точное регулирование скорости разливки
  • Автоматическое отключение дефектных термопар без влияния на оценку
  • Автоматическое отключение термопар при перестановке узких стенок кристаллизатора без влияния на оценку.

Преимущества

Новая система прогнозирования прорыва SIROLL cis BOPS эксплуатируется уже в течение некоторого времени на нескольких крупных металлургических заводах, включая Huttenwerke Krupp Mannesmann (HKM) в Германии, Essar Steel в Индии, Saldanha Steel (тонкослябовая МНЛЗ) в Южной Африке и Krupp Thyssen Nirosta (KTN) в Германии. Во всех случаях в основе выбора заказчика лежит ряд значительных преимуществ:

  • Надежное распознавание прилипания и воздушных включений
  • Минимальный уровень ложных тревог