一种连铸铸坯划伤位置检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及连铸机械和工艺控制领域，更具体地说，涉及一种连铸铸坯划伤位置检测装置及其检测方法。
背景技术
铸坯表面划伤是一种常见的质量缺陷，表面发生划伤的铸坯在后工序轧制过程中容易导致翘皮、开裂、条状夹杂等缺陷。
铸坯表面划伤大部分发生在铸机内，特别是在连铸分节辊大量使用的铸机，主要原因是因给脂不良、轴承损坏、分节辊积渣严重等导致的辊子转动不良或不转、辊面磨损等以及由于少量冒涨钢水粘附在辊面上，或嵌入分节辊轴承的轴承罩壳之间。
众所周知，连铸机是由结晶器、支撑导向段、扇形段连接起来的大型设备。该设备在生产过程中将钢水不断且稳定地注入下部带有引锭系统的结晶器，通过结晶器铜板的冷却水使其形成一定厚度的坯壳后由引锭杆带动铸坯往下拉动，通过支撑导向段弯曲成一定的弧度半径，在弧形段的继续冷却，在矫直段又将一定弧形半径的铸坯矫直到水平并在后续的水平段内完成凝固，当引锭杆将铸坯拉出连铸机后进行脱锭、引锭杆回收，而铸坯则继续由驱动辊带动，在连铸机内不断冷却凝固、不断向下运行等一系列工艺流程。因此，在铸机生产过程中很难通过点检检查发现铸坯划伤发生的具体位置，有时因为辊子转动的原因，即使是终浇后，当辊面上有残钢等异物导致铸坯划伤的位置转动到目视无法检查的位置后，即使化九牛二虎之力也无法定位设备的异常点，只有等待下一个浇次中再次出现铸坯划伤后再检查铸机设备，造成铸机生产和质量管控的很大矛盾，目前也没有很好的方法快捷地定位铸坯的划伤源。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种连铸铸坯划伤位置检测装置及其检测方法，能为快速定位导致铸坯划伤等问题的铸机设备异常点提供方便、可靠的依据。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，一种连铸铸坯划伤位置检测装置，设于扇形段的框架上，包括：
传感器组，设于扇形段的框架上，用于监测扇形段框架的振动情况；
振动信号机侧采集器，用于采集所述传感器组检测到的振动信号；
信号接收装置，用于接收所述振动信号机侧采集器所输出的信号；
铸机状态跟踪数据库，用于接收所述信号接收装置所输出的信号，并根据对应扇形段位置的工艺参数进行逻辑运算，最后输出异常波形并根据预设定的判断规则确定铸坯划伤所在的铸机设备区域，并对异常波形进行保存。
所述扇形段的框架，包括：上框架、下框架，以及用于连接上、下框架的连接立柱。
所述传感器组，包括：第一振动检测传感器、第二振动检测传感器、第三振动检测传感器和第四振动检测传感器；
所述第一振动检测传感器设于所述上框架的上表面；
所述第二振动检测传感器设于所述上框架的侧面；
所述第三振动检测传感器设于所述连接立柱的顶端；
所述第四振动检测传感器设于所述连接立柱的顶端侧面。
所述第一振动检测传感器、第二振动检测传感器、第三振动检测传感器和第四振动检测传感器均吸附于扇形段的框架上。
另一方面，一种连铸铸坯划伤位置检测方法，包括以下流程：
1)将传感器组吸附在扇形段的框架上；
2)传感器组检测到的振动信号通过振动信号机侧采集器采集并通过无线信号传输方式传输到信号接收装置；
3)信号接收装置将信号输入到铸机状态跟踪数据库后，其内置PLC根据对应扇形段位置的工艺参数进行逻辑运算；
4)最后输出异常波形并根据预设定的判断规则确定铸坯划伤所在的铸机设备区域，并对异常波形进行保存。
所述第一振动检测传感器吸附于所述上框架的正面，所述第二振动检测传感器吸附于所述上框架的侧面，所述第三振动检测传感器吸附于所述连接立柱的顶端平面，所述第四振动检测传感吸附于所述连接立柱的顶端侧面。
所述步骤2)中，信号接收装置还输入第一至第四振动检测传感器布置的流号、段号、及具体位置。
所述步骤3)中，工艺参数包括：对弧值、辊缝值、拉速信息和振动波形。
所述步骤3)中，PLC根据铸流当时的生产模式、扇形段辊缝实际值和对弧实际值、铸流当时的拉速与所测得的振动波形进行逻辑比对运算。
还包括步骤5)在信号采集时间大于t秒后，将传感器组移动到下一个扇形段，并输入相应的流号、段号、位置信息进行下一个段的扇形段框架振动信息收集。
在上述的技术方案中，本发明所提供的一种连铸铸坯划伤位置检测装置及其检测方法，利用振动检测传感器检测扇形段框架振动的方式，并结合铸机状态跟踪信息，在连续生产的情况下，精确、快捷地定位划伤所在的位置和基本原因。为提升铸机作业效率，降低设备异常点检的人力付出和劳动强度提供了可靠的依据。
附图说明
图1是本发明检测装置布置在扇形段框架上的俯视图；
图2是本发明检测方法的流程图；
图3是本发明实施例中第一振动检测传感器检测波动值的波形图；
图4是本发明实施例中第二振动检测传感器检测波动值的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
请结合图1所示，本发明所提供的一种连铸铸坯划伤位置检测装置，设于扇形段的框架上，包括：
传感器组，设于扇形段的框架上，用于监测扇形段框架的振动情况，传感器组的组数可根据实际需要配置；
振动信号机侧采集器，用于采集所述传感器组检测到的振动信号；
信号接收装置，用于接收所述振动信号机侧采集器所输出的信号；
铸机状态跟踪数据库，用于接收所述信号接收装置所输出的信号，并根据对应扇形段位置的工艺参数进行逻辑运算，最后输出异常波形并根据预设定的判断规则确定铸坯划伤所在的铸机设备区域，并对异常波形进行保存。
较佳的，所述扇形段的框架，包括：上框架1、下框架，以及用于连接上、下框架的连接立柱2。
较佳的，所述传感器组，包括：第一振动检测传感器3、第二振动检测传感器4、第三振动检测传感器5和第四振动检测传感器6；
较佳的，所述第一振动检测传感器3吸附于所述上框架1的上表面(正面)；
较佳的，所述第二振动检测传感器4吸附于所述上框架1的侧面；所述第一振动检测传感器3、第二振动检测传感器4用于监测上框架1的振动情况；
较佳的，所述第三振动检测传感器5吸附于所述连接立柱2的顶端平面；
较佳的，所述第四振动检测传感器6吸附于所述连接立柱2的顶端侧面，用于兼顾监测扇形段框架的振动情况。
连铸机正常生产过程中，铸坯在通过安装在扇形段框架的被动辊和驱动辊之间的过程中，其拉速要求是稳定和连续的。当扇形段的辊缝调节不合适、对弧不良，或辊子轴承发生破坏致使辊子产生堵转时，铸坯的移动就会发生区域性异常阻力点，导致扇形段框架的振动。而铸坯在某个区域出现划伤时，扇形段框架会出现特征波形的振动。
请结合图2所示，本发明还提供了一种连铸铸坯划伤位置检测方法，包括以下流程：
1)当发现有铸坯划伤现象且无法确定划伤的位置(段号)时，将传感器组吸附在扇形段的框架上；
2)在浇注过程中，传感器组检测到的振动信号通过振动信号机侧采集器采集并通过无线信号传输方式传输到信号接收装置，并输入第一至第四振动检测传感器布置的流号、段号、及具体位置；
3)信号接收装置将信号输入到铸机状态跟踪数据库后，其内置PLC根据对应扇形段位置的对弧值、辊缝值、拉速信息和振动波形进行逻辑运算；
4)PLC根据铸流当时的生产模式、扇形段辊缝实际值和对弧实际值、铸流当时的拉速与所测得的振动波形进行逻辑比对运算，最后输出异常波形并根据预设定的判断规则确定铸坯划伤所在的铸机设备区域，并对异常波形进行保存。
较佳的，还包括步骤5)在信号采集时间大于t秒后，将传感器组移动到下一个扇形段，并输入相应的流号、段号、位置信息进行下一个段的扇形段框架振动信息收集。
较佳的，所述第一振动检测传感器吸附于所述上框架的正面，所述第二振动检测传感器吸附于所述上框架的侧面，所述第三振动检测传感器吸附于所述连接立柱的顶端平面，所述第四振动检测传感吸附于所述连接立柱的顶端侧面。
请结合图3、图4所示，某铸流拉速为0.9m/min，所测扇形段为7#扇形段(安装角度接近水平)，该段前后对弧偏差小于0.5mm，辊缝入口偏差大于0.5mm，且偏小，所述第一振动检测传感器检测到的波形如图3所示，其垂直向间隙性振动超过0.9mm，所述第二振动检测传感器检测到的波形如图4所示，水平向连续振动超过0.7mm。PLC根据铸流当时的生产模式、扇形段辊缝实际值和对弧实际值、铸流当时的拉速与所测得的振动波形进行逻辑比对运算，最后输出异常波形并根据预设定的判断规则确定铸坯划伤是该扇形段上框架辊子不转所导致。
综上所述，铸坯划伤缺陷是一种常见的质量缺陷，有些铸坯因为质量控制的要求必须热送，而在轧制的过程中因为划伤导致严重的表面缺陷而导致严重的质量损失，同时为检查、确定铸坯划伤点在铸机内的具体位置，便于进行相关的设备处理需要化很大的人力和很多的时间。本发明为快速确定铸坯划伤在铸机内的位置提供了可靠、快速、便捷的方法，且设备可以移动使用，投入成本低，效果好故具有非常广泛的应用和推广前景。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
