异形坯连铸离线动态二冷控制模型的研究与开发

针对异型坯连铸二次冷却过程,基于凝固传热理论建立其二维凝固传热模型,采用非等间距网格离散空间区域,采用显式有限差分算法离散传热方程。以铸坯温度为控制目标建立了PID反馈控制模型。应用Visual Basic 6.0程序设计语言,开发了连铸二冷区离线动态配水控制软件,在铸坯拉速、浇铸温度和钢种发生变化后,该配水控制软件能够对进入二冷区的铸坯信息实行全程跟踪、记录、显示并动态地分配二冷各区的水量,保持铸坯温度分布的稳定。该软件界面友好、通用性强,运行结果证明其控制效果良好,从而为异型坯二冷水量实时动态控制系统的开发奠定了基础。     

无接触式连铸板坯定长切割测控系统

在炼钢连铸生产工艺流程中，连铸坯的在线长度检测和定长切割是其中的重要环节。目前大部分系统采用接触式测量方法，由于加铸生产现场环境恶劣，测量系统日常维护量大、精度不能保证。运用计算机视觉测量技术建立一无接触式连铸板坯长度在线测量和切割控制系统，在介绍系统硬件构成和测量原理的基础上，重点探讨连铸坯图像在线边缘检测算法和动态跟踪原理，并给出完整软件控制流程和测量精度分析。     

基于S7-300 PLC和WINCC的连铸机二冷水控制系统分析

连铸二冷水控制对连铸机的生产质量和效率有着重要影响,合理的动态二冷水配水能够有效提高连铸机铸坯的质量,以达到优质高产的目的。现介绍萍钢公司萍乡炼钢厂方坯连铸机在生产过程中二冷水自动配水控制系统,该系统应用西门子S7-300 PLC采集数据和控制输出,应用组态软件WINCC组态二冷水配方数据表,通过PLC与WINCC之间的通讯与数据交换,实现方坯连铸机生产过程中二冷水配水随着钢种、断面和拉速的不同而实时跟踪自动调节,达到了使铸坯均匀冷却的效果。     

连铸机异常甩坯定位控制系统研究

以连铸异型坯甩废控制系统为研究对象,通过搜集生产中的异常数据源,建立异常数据库,对铸坯质量进行跟踪。同时采用编码器方式计数,通过PLC控制系统跟踪甩坯点到切割点位置,精准定位并产生甩坯信号给火切机进行切割,从而做到节约甩废、精准甩废,降低废坯量,做到既不漏甩也不多甩,提高铸坯的合格收得率。     

线材水平连铸过程中铸坯和铜模之间摩擦机理的研究

】针对线材水平连铸生产中铸坯常出现拉断的现象，对铜模和铸坯之间的摩擦机理进行了研究。结果发现，由于铜模和铸坯之间长时间相互磨损，在铜模内表面生成一层从铸坯上刮下的铸坯材料膜，造成两者之间磨损加剧。由此采用和传统水平连铸完全相反的倒锥度铜结晶器，使铸坯被拉断的现象明显减少。     

基于综合BP网络的铸坯粗轧过程温度预测模型的研究

为了进一步提高铸坯粗轧过程温度预测精度，采用BP网络和数学模型相结合的综合BP网络，建立了铸坯粗轧过程温度预测模型，并利用现场实测数据对所建立的模型进行了验证。结果表明，模型的计算精度满足实际生产的需要。     

基于结晶收缩特性的连铸矩形坯成形曲线研究

针对传统连铸结晶器效率低、拉坯速度慢、铸坯表面及形状缺陷等问题,设计并加工了一种高效、高速、高质(Efficient,speedy and quality, ESQ)连铸结晶器内腔形线。基于矩形坯结晶器内传热和结晶收缩行为特性,推导并建立了结晶器铜管内腔形线几何模型,运算得到形线曲线表达式和锥度表达式。根据连铸坯热交换收缩组成模型,针对高碳钢材料大矩形坯规格修正原模型及表达式,将优化结果与钢厂传统形线对比分析。依托Matlab/GUI二次开发了结晶器形线尺寸输出系统,为现有钢厂设计并加工了230 mm×170 mm断面U71Mn钢种结晶器芯棒和铜管,保持其他连铸条件基本不变,使现有连铸机拉坯速度从1.1 m/min提高至1.6～1.7 m/min。结果表明,得到的连铸坯产品表面质量与原产品相近,且并无形状缺陷,验证了模型计算的合理性和正确性。相比于传统连铸结晶器内腔形线,新形线曲线提高了结晶器的换热效率,且保证了铸坯质量,这为增加连铸坯产量提供了基础。     

非稳态浇注压下区间变化规律的研究与应用

为保证连铸板坯动态轻压下技术的有效实施以减轻中心偏析和中心疏松,改善铸坯内部质量,针对实际生产时的非稳态浇注过程,根据铸坯表面温度的测量数据,修正了实时凝固传热模型,分析了拉速、过热度和二冷比水量等工艺参数的变化对不同钢种压下区间长度的影响规律。结果表明：拉速每增加0.1m/min,船板钢AH36和碳素结构钢Q235B的压下区间长度分别增加0.15m、0.21m;过热度每增加10℃,AH36和Q235B的压下区间长度分别增加0.01m、0.015m;二冷比水量每增加0.1L/kg,AH36和Q235B的压下区间长度分别减少0.04m、0.06m。将凝固传热模型应用于生产中,优化了动态轻压下模型,铸坯中心偏析减为1.0B～0.5C,中心疏松级别小于1.5级的铸坯比率由35.25%上升到85.16%,铸坯内部质量得到了明显改善。     

伺服电机驱动连铸结晶器振动系统建模与分析

伺服电机驱动连铸结晶器按期望规律振动是一种新型的驱动方式。伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统,可避免现有其它方式驱动连铸结晶器振动的不足,具有节能降耗、使用寿命长等优点。为了提高连铸结晶器振动速度或位移的控制精度,保证结晶器振动的平稳性和铸坯质量,建立系统较精确的数学模型是关键。因此,本文首先通过实验研究辨识得到伺服电机转速闭环模型,并推导了机械传动部分的机理模型,从而建立了伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的数学模型,并给出了一种状态空间表达式;其次,对所建立的模型进行验证,通过相同输入作用下所建模型的仿真输出与实际系统的实测输出的比对,结果表明该模型能较好地反映系统的性能,从而验证了本文所建立模型的有效性;最后对建模误差进行了定量分析,结果表明：模型拟合精度可达94%以上,进一步确认了模型的准确性。所建系统的模型及其误差分析为下一步连铸结晶器位移系统跟踪控制器的设计奠定了良好基础。     

离散型车间生产过程中的物料实时跟踪与管理

针对离散型车间生产过程中物料信息可追溯性和实时性差的问题,基于精益生产管理理念和数据实时采集技术,分析了车间生产过程物料转移过程,提出了基于RFID的数据采集方案,构建了系统的网络支撑体系结构,实现了一个面向生产过程的物料实时跟踪与管理系统。该系统由物料信息管理、物料状态跟踪、物料供应和消耗情况、在制品信息统计和产成品质量追踪五大模块组成,完成了对生产过程中物料信息的实时采集和跟踪管理,为车间管理人员提供了全面、实时的物料信息,从而保证相关人员及时、有效的组织和调整物料路径,最终达到物料的通畅,实现对车间生产过程中物料信息的有效管理。     

高锰钢小方坯连铸工艺开发

根据80Mn14高锰钢的热裂敏感性、热塑性、高温机械性能以及自身连铸机特点,通过采用低浇铸过热度、电磁搅拌技术、合适的二冷弱冷制度以及矫直制度等连铸工艺,实现以小方坯连铸的方式生产出合格的80Mn14高锰钢铸坯,并完全满足轧制以及使用要求。     

Computational modeling and control system of continuous casting process

A finite difference model was developed and applied to calculate the temperature distribution and solid shell thickness profile of continuous cast in a steel plant and to control the process of continuous casting. In the developed model, the optimization module of the water distribution of secondary cooling zone was established according to the metallurgical criterion for billet and target temperature controlling principle. The quantitative relation expressions of casting speed and water amount can be regressed by the result data. Meanwhile, the non-linear material properties of specific heat and thermal conductivity as well as phase changes during solidification were considered in the model. The calculated results of the model were in good accordance with measured data in the steel plant. Finally, a continuous casting and control system was developed based on the model. The relations between technology parameters including casting speed, cooling intensity, superheat of melt, and the casting process were analyzed with the system. The system could also be used to predict the optimum process parameters and the water distribution of secondary cooling zone on the new steel grade continuous casting.     

结晶器非正弦高频振动电液伺服控制系统的研究

开发了非正弦振动波形和计算机控制的电液伺服系统,用于提高拉坯速度和铸坯的表面质量,利用C语言和汇编语言编制了界面友好的计算机控制软件,推导了液压伺 服控制系统的数学模型。在半板簧结晶器振动试验装置上,模拟了小方坯连铸机的非正弦振动,研制的液压伺服控制系统响应速度快、控制精度高,完全满足了工业生产的要求。     

基于PLC的重型H型钢连铸坯火焰切割系统设计

为解决大型钢铁企业对连续重型H型热坯切断的生产需求,设计一种基于可编程逻辑控制器的重型H型钢连铸坯火焰切割生产系统.该系统以西门子S7-1500PLC为控制核心,火焰切割机为执行机构,采用红外摄像定尺技术测量切割长度,使用Wincc7.4设计上位机画面对整条生产线进行实时的监测和控制,实现了对连续异形坯的自动切割,具有...     

贵钢30t EAF-LF(VD)-CCM工艺实践

首钢贵阳特殊钢有限责任公司第一炼钢厂通过对30t EBT电弧炉、35t精炼炉、一机一流连铸机生产的操作进行改进,成功实现了电弧炉、精炼炉、连铸机之间的顺利生产,可成功连浇10炉钢。同时对钢包、中间包进行改进和加强钢包的使用管理,在一炉钢的浇铸过程中,将中间包里钢水的温降控制≤15℃,连铸坯质量满足用户要求。     

连铸机水冷辊道及出坯系统的改进

结合某炼钢厂连铸机的实际工作状况,针对其存在的问题,对其出坯系统中的翻钢机与横移机能力进行校核,重新确定了二冷辊道的结构方式,对出坯系统中的翻钢机、横移机的结构尺寸进行了改进,改进后系统投产运行平稳,达到了预期的设计效果。     

Adaptive support vector machine-based surface quality evaluation and temperature monitoring. Application to billet continuous casting process

A method for surface quality evaluation and temperature monitoring of the billet in continuous casting is considered in this paper. This method uses the difference between the measured and the filtered temperature computed using an adaptive support vector machine method. The temperature field, measured by an infrared camera, is affected by an important noise called calamine (a metal oxide generated during the cooling process). The quality of the billet’s surface temperature is connected to the secondary cooling behavior, and therefore an evaluation of the calamine effect is needed. Methods such as soft sensing and adaptive support vector machine are used for a global evaluation of calamine intensity on the monitored area of the billet in continuous casting. This kind of approaches is applied in continuous casting process for constructing a complementary condition monitoring system, which allows an online calamine evaluation. Simulation results, based on the measured surface temperature and the adaptive support vector machine analysis, showed that this new combined approach is easily implementable and gives good results when applied online.     

Adaptive neural network controller for the molten steel level control of strip casting processes

The twin-roll strip casting process is a steel-strip production method which combines continuous casting and hot rolling processes. The production line from molten liquid steel to the final steel-strip is shortened and the production cost is reduced significantly as compared to conventional continuous casting. The quality of strip casting process depends on many process parameters, such as molten steel level in the pool, solidification position, and roll gap. Their relationships are complex and the strip casting process has the properties of nonlinear uncertainty and time-varying characteristics. It is difficult to establish an accurate process model for designing a model-based controller to monitor the strip quality. In this paper, a model-free adaptive neural network controller is developed to overcome this problem. The proposed control strategy is based on a neural network structure combined with a sliding-mode control scheme. An adaptive rule is employed to on-line adjust the weights of radial basis functions by using the reaching condition of a specified sliding surface. This surface has the on-line learning ability to respond to the system’s nonlinear and time-varying behaviors. Since this model-free controller has a simple control structure and small number of control parameters, it is easy to implement. Simulation results, based on a semiexperimental system dynamic model and parameters, are executed to show the control performance of the proposed intelligent controller. In addition, the control performance is compared with that of a traditional PID controller.     

大方/圆坯连铸设备设计研究

以某方圆坯连铸项目为依托,对大方/圆坯连铸若干核心设备技术、设备设计优势等进行了简述,并结合现场安装使用情况,对相关电气液压方面提出了几点建议,供大方/圆坯连铸设计工作者和连铸生产厂参考。