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连铸二冷动态配水优化控制系统
详细介绍

一、系统简介:
东北大学自动化仪表研究所与东北大学自动化仪器仪表中心合作研发的连铸二冷动态配水系统(NEU_CAST)是应用于连铸方坯、板坯生产过程稳定和提高铸坯质量、开发新品种钢的二级动态配水系统,尤其适用于浇注温度、拉速波动较为频繁,铸坯质量不稳定、要求改善铸坯质量以及新铸机二冷配水系统开发等应用场合。该系统融合检测、模型和控制三位一体,采用先进的复合控?#21697;?#27861;,在基础自动化级(L1)实现基于有效拉速和中间包连续测温的前馈开环控制,在过程控制级(L2)实现基于在线凝固传热模型的闭环反馈控制,克服浇注温度和拉速波动等影响,实现对铸坯表面温度和凝固速率的稳定控制,改善铸坯内部凝固组织与结构,减轻或消除铸坯内部裂纹、中心缩孔、疏松和中心偏析等缺陷,提高铸坯质量。
2003年该系统通过江苏省科技厅技术鉴定,2010年与台湾中钢进行技术交流,技术成果经同行专家鉴定为“国内一流、国际先进”,其先进性可比拟国外VAI、Danieli同类技术。
该系统目前已在多家钢厂获得应用,取得了改善铸坯质量的明显效果,现场反馈良好,继续积极推广应用中。
二、技术特点:
(1) 在线凝固传热模型,对凝固传热过程进行实时跟踪显示;模型通过现场铸坯表面测温等手段进行修正,保证其准确性和可靠性;
(2) 基于混沌?#20808;?#31639;法(CACO) 及冶金准则,结合应力场分析模型,对拉速基础水量进行多目标优化,汲取二次方配水和等比水量配水的优点,实现三次方配水形式;
(3) 基于有效拉速实现拉速水量动态前馈,克服拉速突变时引起的铸坯表面温度剧?#20918;?#21270;和引发的铸坯质量不稳定问题;
(4) 将中间包过热度引入二冷配水,克服其波动引起的铸坯表面温度变化,促进恒稳拉速工艺的实现,以稳定铸坯液芯,保持凝固前沿界面的平整光滑,避免液芯波动引起凝固前沿参差不齐,在凝固迟后部位引发铸坯内部质量问题;同?#21271;?#25345;最佳工作拉速将有利于充分发挥末端电磁搅拌等装备的冶金效果,保证良好稳定的铸坯质量;
(5) 基于在线凝固传热模型实时计算铸坯表面温度,实现连铸二冷配水的闭环控制,进一步减小扰动影响,精确控制铸坯表面温度,提高铸机控制水平,完善铸坯质量;
(6) 提供稳定可靠的下位机PLC程序?#22270;?#27905;友好的上位机人机界面,便于现场操作和应用。


 

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