液固相线温差补偿的连铸二冷控制模型

针对连铸生产过程中某些钢种钢水成分波动较大,导致采用传统参数配水模型控制时铸坯表面温度波动较大,尤其是矫直点处铸坯温度很难控制在一个合理稳定范围内的问题,笔者在参数配水控制模型的基础上,考虑了钢水成分变化对液、固相线温度及凝固区间的影响,提出了一种基于液-固相线温差补偿的连铸二冷控制模型。计算了参数配水控制模型和新提出的二冷控制模型在钢水成分发生波动情况下铸坯的温度场,并对两种模型的计算结果进行了分析讨论,结果表明:笔者提出的连铸二冷控制模型,在钢水成分发生波动的情况下能更好地控制矫直点处铸坯的表面温度,进而保证铸坯质量。     

连铸二冷控制及拉速调节系统

铸坯质量和铸机生产率在很大程度上决定于二次冷却强度、冷却水的分配与控制、冷却方式、二冷区设备的水平。二冷强度的增加可以使得拉速增大,生产率提高;二冷控制直接影响着铸坯的质量,铸坯的内部裂纹、表面裂纹、铸坯鼓肚、铸坯菱变等缺陷均由不合理的二冷造成。由此可见,二冷对于连铸生产具有重大的意义。拉坯速度是连铸生产操作中的重要控制参数。正确控制拉速是保证顺利浇铸、充分发挥连铸机的生产能力、改善铸坯质量的关键因素之一。     

连铸二冷控制的虚拟拉速控制

介绍了连铸二冷静态控制和动态控制方法,动态控制能够很好适应拉速变化的连铸过程.在对不同二冷控制进行分析的基础上,提出一种新的动态控制方法--虚拟拉速控制."虚拟拉速"是一个基于将铸坯分割成众多单元并加以位置和生成时间追踪的过程参数,实际拉速恒定时,"虚拟拉速"与之相等;拉坯工艺发生变化时,"虚拟拉速"逼近实际拉速但具有一定延迟.模拟计算结果表明,用"虚拟拉速"代替实际拉速,静态二冷水表对铸坯温度的控制效果明显改善;该控制方法不依赖任何高温监测仪器,不需进行传热计算,适用于拉速变化时的动态过程控制.     

连铸二冷控制的虚拟拉速控制

介绍了连铸二冷静态控制和动态控制方法,动态控制能够很好适应拉速变化的连铸过程。在对不同二冷控制进行分析的基础上,提出一种新的动态控制方法——虚拟拉速控制。"虚拟拉速"是一个基于将铸坯分割成众多单元并加以位置和生成时间追踪的过程参数,实际拉速恒定时,"虚拟拉速"与之相等;拉坯工艺发生变化时,"虚拟拉速"逼近实际拉速但具有一定延迟。模拟计算结果表明,用"虚拟拉速"代替实际拉速,静态二冷水表对铸坯温度的控制效果明显改善;该控制方法不依赖任何高温监测仪器,不需进行传热计算,适用于拉速变化时的动态过程控制。     

水平连铸二冷区喷水冷却过程数学模拟

根据成都无缝钢管厂水平连铸的生产实践，建立了铸坯凝固冷却过程数学模型，通过数学模拟仿真，找出铸坯在不同的结晶器冷却强度和不同的喷水量条件下凝固冷却过程的温度场变化，凝壳的生长规律及液芯长度等与浇注参数（拉速、浇注温度）的关系，为改善和稳定浇注过程，提高铸坯质量提供依据。     

板坯连铸二冷配水及通用软件的开发

论述了板坯连铸二次冷却技术研究的进展,针对板坯连铸工艺及钢水凝固过程,建立了板坯凝固传热通用数学仿真模型。按照连铸工艺要求及铸坯质量准则,应用VB6.0开发了板坯连铸二次冷却计算机通用仿真软件。通过软件的模拟仿真计算,对连铸工艺参数进行优化设计。软件界面直观友好,准确度高。     

板坯连铸二冷配水及通用软件的开发

论述了板坯连铸二次冷却技术研究的进展,针对板坯连铸工艺及钢水凝固过程,建立了板坯凝固传热通用数学仿真模型。按照连铸工艺要求及铸坯质量准则,应用VB6.0开发了板坯连铸二次冷却计算机通用仿真软件。通过软件的模拟仿真计算,对连铸工艺参数进行优化设计。软件界面直观友好,准确度高。     

基于模糊自适应PID的连铸二冷控制系统设计与仿真

为改善铸坯质量,提高二冷水量的跟踪性和稳定性,将中包温度引入二冷配水,设计出基于配水模型、中包温度、铸坯表面温度及模糊自适应PID的连铸二冷控制系统,并在实验室搭建连铸二冷区喷淋仿真实验系统.在此基础上,分别对常规PID、积分分离PID和模糊自适应PID进行阶跃信号测试和模拟浇注测试.仿真结果表明,模糊自适应PID控制方式在两种测试中的特性要优于其他两种控制方式,这一结果为下一步应用研究打下了良好的基础.     

ROKOP高效方坯连铸二冷动态控制算法模型

针对连铸过程中拉速等因素变化,铸坯二次冷却实行静态控制而引起表面温度过大波动的问题,发展了一种针对ROKOP高效方坯连铸的二冷喷水动态控制算法及其相应的二冷动态控制模型.通过在计算机上的仿真实验及对静态和动态结果的对比表明,该种算法对连铸过程中拉速的变化具有良好的适应能力,拉速引起的表面温度波动很小.     

基于有限元法异型坯动态二冷控制模型开发与应用

建立了异型坯连铸凝固传热数学模型,并利用有限元法进行离散求解.在此基础上开发了异型坯连铸动态二冷控制模型,模型以5s为周期动态计算整个铸坯实时温度场,并采用有效拉速和表面目标温度法对二冷水量进行设定和优化.用可视化编程工具Visual C++6.0编制了异型坯连铸动态二冷控制系统.在相同工况情况下,动态二冷控制系统仿真结果与大型商业软件Marc计算结果一致,可用于在线控制或异型坯连铸二冷工艺离线设计优化.     

板坯连铸二次冷却智能控制模型

以缩小连铸二冷区板坯表面实际温度和目标温度的差异为目标,建立了板坯连铸二次冷却智能控制模型. 该模型采用支持向量机(SVM)实现板坯表面目标温度的动态设定,采用对角递归神经网络(DRNN)实现板坯表面温度的预测,采用T-S模糊递归神经网络实现二次冷却水动态调整与分配. 通过对某钢厂板坯连铸过程进行仿真计算和现场试验,结果表明:该模型将二次冷却水水量控制问题与板坯在冷却过程中的温度状态相结合,实现了连铸二次冷却动态优化控制,有利于提高板坯的质量.     

板坯连铸二次冷却控制模型

以某钢厂连铸生产中的二冷水控制模型为研究重点.在分析工况和合理假设的基础上,按照传热学理论导出板坯传热微分方程,用数值计算方法求解微分方程,经回归处理后,得出不同工况下的配水控制模型.仿真实验与生产试验证明了模型是有效的,试验验证的16Mn钢控制模型参数可用于指导生产.     

板坯连铸二冷水智能控制及仿真研究

基于传统板坯连铸二冷水控制方法,提出用自适应模糊神经网络推理系统实现板坯连铸二冷水智能控制,建立了基于自适应模糊神经网络推理系统的板坯连铸二冷水智能控制系统模型,并对该控制系统进行了计算机仿真,结果表明系统较好地实现了板坯表面的温度控制,且具有良好的自适应和自学习能力.     

板坯连铸二冷水智能控制及仿真研究

基于传统板坯连铸二冷水控制方法，提出用自适应模糊神经网络推理系统实现板坯连铸二冷水智能控制，建立了基于自适应模糊神经网络推理系统的板坯连铸二冷水智能控制系统模型，并对该控制系统进行了计算机仿真，结果表明系统较好地实现了板坯表面的温度控制，且具有良好的自适应和自学习能力．     

Temperature distribution and dynamic control of secondary cooling in slab continuous casting

To predict and optimize the temperature distribution of slab continuous casting in steady operational state, a three-dimensional model (named "offline model") based on the heat transfer and solidification theories was developed. Both heat transfer and flux distribution characteristics of the nozzle sprays on the slab were considered, and the complicated boundary conditions, such as spray cooling, natural convection, thermal radiation as well as contact cooling of individual rolls were involved in the model. By using the calibrated caster dependent model factors, the calculated temperature and shell thickness accorded well with the measured. Furthermore, a dynamic secondary water cooling control system was also developed on the basis of a two-dimensional transient heat transfer model (named "online model") and incremental PID control algorithm to reduce slab surface temperature fluctuation in unsteady state. Compared with the traditional spray table control method, the present online model and dynamic PID control demonstrate a higher capability and flexibility to adjust cooling water flowrate and reduce slab surface temperature fluctuation when the casting speed is changed.     

板坯连铸二冷与轻压下动态设定控制系统平台

为提高铸坯质量与生产效率,针对大型板坯连铸机设计开发了二次冷却与轻压下动态设定控制算法及其运行平台;支持动态二次冷却、动态轻压下设定控制、动态仿真、设备与控制算法配置、平台自身监控与诊断等功能.平台采用分布式结构,由输入输出、控制算法、虚拟被控对象、运行平台管理、监控操作等5个子系统组成;子系统独立运行,采用事件驱动,通过实时数据库共享数据.动态仿真子平台实现了频繁变化的浇铸过程的动态模拟,弥补了静态模拟的不足.两年多的在线运行实践表明系统稳定可靠、可用率达99.6％;铸机生产效率与铸坯质量也有了明显提高.     

连铸中间包控流装置优化的水模实验

通过对某厂板坯连铸中间包进行控流装置优化的水模实验,发现原中间包结构造成钢水在中间包内的最小停留时间过短,死区体积大;合理结构的挡墙和湍流控制器能够明显改善中间包内的流体流动特性,可以使钢包长水口注流区上方的液面更加平稳。