《板坯连铸机动态轻压下技术的研究开发及应用》项目荣获2007年度冶金科学技术贰等奖

连铸过程中连铸坯动态轻压下技术是解决连铸坯中心偏析和疏松的理想手段，在高端产品（如高级管线钢、汽车板钢、海洋钻探平台用钢等）生产中必不可少，已成为现代连铸水平的一个显著标志，被公认为正在大力发展中的第三代连铸技术。近年来我国新引进的动态轻压下技术先后在各钢厂投入生产，但其核心工艺、控制技术均为保密，不能进行二次开发。鉴于此，2004年上海宝钢集团梅山钢铁股份有限公司联合东北大学与北京科技大学，根据国家技术创新项目《梅山板坯连铸机动态轻压下技术的研究开发与应用》，针对板坯动态轻压下机理与应用展开研究，自主开发了板坯动态轻压下核心工艺、控制模型，架构了动态轻压下过程控制系统，并于2006年7月正式投产应用。     

动态轻压下过程仿真系统

介绍了一种板坯连铸动态轻压下过程仿真系统,详细阐述了其原理、结构及功能.该仿真系统由几个功能相对独立的单元组成,能够模拟动态轻压下的动作过程.该系统的各类参数可灵活配置,且仿真过程中的各类参数完全可视化,既可作为在线轻压下模型的开发及调试平台,又可作为优化轻压下工艺参数的辅助工具.     

板坯连铸动态轻压下技术的新进展及其在邯钢的应用

介绍了板坯连铸动态轻压下技术的应用现状和最新进展,阐述了基于"压力反馈"的轻压下技术的基本原理和扇形段设计特点;叙述了西马克公司开发的Cyberlink扇形段和达涅利公司开发的Op-timum扇形段的压下技术及其应用;详细介绍了河北钢铁集团邯钢公司自主开发的基于"压力反馈"动态轻压下技术的应用原理和应用效果。     

板坯连铸机动态轻压下二级控制与通信系统开发

介绍了梅山2号连铸机动态轻压下新2级控制与通信系统和控制网络的开发情况。通过对原系统的分析，架构双机热备冗余的新2级控制系统，采用自主开发的两个通信进程，并开发了控制网络，实现了与原控制体系通信的无缝对接。     

应用射钉实验修正厚板坯连铸机轻压下模型的研究

钢材质量的优劣,很大程度上取决于连铸坯的质量,想得到性能优良的钢材,必须确保轻压下技术的合理应用,因此有必要对板坯连铸轻压下核心工艺和控制过程进行研究,需要对奥钢联厚板连铸机轻压下的在线热跟踪模型、锥度自动控制模型的可靠性进行验证,修正模型误差对轻压下模块的影响,对轻压下模型参数进行合理优化。     

济钢第三炼钢厂大板坯连铸机新技术的应用

简要介绍了济钢第三炼钢厂奥钢联板坯连铸机采用的结晶器在线调宽、结晶器专家系统、结晶器高精度液压伺服振动系统、智能扇形段轻压下技术、DYNACS二冷配水控制等主要先进技术的工艺特点和生产应用情况,这些新技术的应用对提高连铸机作业率、铸坯合格率发挥了重要作用。     

薄板坯连铸过程中轻压下对其组织与性能的影响

简述了薄板坯连铸过程中的轻压下工艺,分析了薄板坯连铸过程中的轻压下对铸坯组织与性能的影响。对薄板坯连铸连轧技术的应用具有借鉴意义。     

360mm×450mm方坯连铸动态轻压下技术

简述了攀钢自主开发的360 mm×450 mm大方坯连铸动态轻压下控制技术及其应用效果。通过开展轻压下工艺对大方坯内部质量影响的试验研究,掌握了轻压下工艺与铸坯中心疏松、中心偏析等的关系。试验表明,采用轻压下工艺,45CrMnMo合金钢铸坯中心疏松≤1.0级的比例由66.67%增至85.71%,中心偏析≤1.0级的比例由94.44%增至100%,无中心缩孔的比例由88.89%增至96.42%,中心碳偏析指数由1.04~1.19(平均1.15)降为1.02~1.09(平均1.05)。研究结果为促进攀钢品种结构调整和开发高质量、高性能、高附加值产品提供了重要的技术支撑。     

浅析轻压下工艺对GCr15轴承钢低倍质量的影响

介绍了连铸轻压下技术在某钢厂320 mm×425 mm连铸机GCr15轴承钢的应用.比对了两种不同的轻压下工艺与未实施轻压下工艺GCr15轴承钢低倍质量的差异.结果表明,实施轻压下工艺的轴承钢低倍质量,比未实施轻压下工艺的好.轻压下实施区域中心固相率为0.55~1.00的铸坯质量,比轻压下实施区域中心固相率为0.30~0.85的铸坯质量好.     

板坯连铸二次冷却及动态轻压下离线仿真系统

本发明提供了一种板坯连铸二次冷却及动态轻压下离线仿真系统，主要解决在生产实际中进行动态轻压下参数的调整成本过高的技术问题。仿真系统的计算机内包含有：模拟器内核单元，实现主要浇注条件过程参数的模拟仿真；工艺模型参数设定单元，用于对模型中的工艺及控制参数进行设定；     

板坯连铸机动态轻压下过程控制系统的研究与实现

梅钢2^#连铸机动态轻压下二级过程控制系统是国内自主研发并投产应用的系统。该系统采用客户端／服务器模式架构，包括了系统管理、数据通信、数据处理、模型计算等功能模块，通过系统各模块的协作，实现了板坯连铸生产中二冷和轻压下的动态控制。该系统已正式投产应用，产品质量达到了较高水平。     

板坯连铸机动态轻压下过程控制系统的高可用性实现

阐述了梅钢2#板坯连铸机动态轻压下过程控制系统的高可用性架构过程,提出了一种软件故障自主恢复与硬件热备冗余相结合的高可用性系统架构方案,并结合实际生产过程分析了备机切换过程中检查点数据的可用性,最后给出了系统故障测试结果。实际表明,系统投产以后运行稳定,达到了预期目标。     

辊底式连续热处理炉数模优化控制仿真系统

以某公司辊底式连续热处理炉为研究对象，在详细分析其传热机理的基础上，建立了钢坯在炉内加热过程数学模型，针对炉型紧凑，加热中厚板，有最小极限辊速限制等特点，开发了基于加热过程数学模型及连续、摆动运行加热控制策略的仿真系统。验证表明，该系统能有效地模拟钢板在炉内加热升温的全过程。可以对炉辊速度和炉区温度进行寻优计算，为在线控制提供辊速及炉温制度最佳数据。     

钢铁生产现代自动化系统的发展

介绍了最近开发的钢铁生产现代自动化系统的五个例子：连铸机拉漏报警系统；冷轧厂罩式退火炉计算机辅助操作管理系统；加热和热处理过程的在线自适应和最佳化数学模型；热轧机推料式加热炉模糊逻辑控制系统；热宽带钢轧机新过程自动化系统。     

连铸板坯三维二冷动态配水与精准压下研究与应用

在现有工艺条件下,校验和完善二冷区铸坯凝固传热计算数学模型,开发三维二冷配水模型,解决目前设备状况下冷却水分布不均匀对铸坯温度的影响,从而控制铸坯表面质量,特别是铸坯的角部裂纹,同时对板坯连铸二冷配水制度进行改进和优化,使之满足高效连铸生产条件和改善铸坯质量的需要。提出压下参数计算公式,结合所开发三维二冷配水模型,优化现有压下工艺,提出并应用精准可控单段压下、非稳态压下控制,集中解决连铸板坯中心偏析、中心疏松和缩孔等内部质量问题。同时优化模型数据库,使之数据更加完备,模型计算更加准确,同时模型具备异钢种混浇过程二冷及压下控制功能,能够进行凝固终点W形预测与控制,可进一步提高模型适用性和准确性。模型开发并成功在多家钢厂现场应用,有效改善了铸坯裂纹和偏析等铸坯表面和内部的质量问题。      

大方坯连铸动态轻压下控制模型的开发与应用

动态轻压下控制模型的开发与应用是实现轻压下参数有效、稳定实施的关键环节。结合攀钢2号大方坯连铸机设备特点,研究开发了大方坯动态轻压下控制模型,阐述了轻压下实施过程中各拉矫机压下辊设定值的计算方法。模型投用后铸坯内部质量得到显著改善,铸坯中心疏松≤0.5级综合比例和中心偏析≤0.5级综合比例分别提高35.46%和9.81%。     

Integrated Auto-Tuning PID Control of Continuous Casting Process

Accuratemouldlevelcontrolisveryimportantincontinuouscastingprocess(seeFig.1)anditisbelievedtobeakeyfactorinimprovingfinalproductquality.Althoughmanymethodshavebeendevelopedformouldlevelcontrol[1,2],theyarenotperfectbecauseonlypartofthefactorssuchasdisturbanceofcastingspeedandnonlinearityofthemouldlevelcontrolsystemareconsidered[3—5].Infact,theperformanceofthehydraulicservosystemofslidinggateanddeviationoftundishweightaretwomajorfactorsaffectingmouldlevelcontrol.Allthesetwoloopsshouldbeconside…     

板坯连铸动态轻压下系统中在线实时温度场的计算模型

连铸过程中,在对铸坯实施凝固末端动态轻压下时,在线实时温度场计算是至关重要的。本文根据传统有限差分思想提出了一种可以运用于在线的、快速计算温度场的新方法,自主开发计算程序。最终通过离线模拟和在线调试,验证了该模型的可用性和准确性,使该模型得以完善,实现了在线实时计算．     

Control Model of Bloom Dynamic Soft Reduction

There are significant effects of process parameters on internal qualities of bloom,and these process parameters are as follows:position and reduction amount,reduction distribution,reduction rate,and so on.Developing a control model is the key to apply soft reduction technology successfully.As the research object,360 mm×450 mm bloom caster in PISCO (Panzhihua Iron and Steel Co.) has been studied,and the research method for control model of dynamic soft reduction has been proposed.On the basis of solidification and heat transfer model,the position of soft reduction and reduction distribution of each frame are determined according to the bloom temperature distribution and solid fraction in bloom center calculated.Production practice shows that the ratio of center porosity which is less than or equal to 1.0,increased to 97.27%,ratio of central segregation which is less than or equal to 0.5,increased to 80.91%,and ratio of central carbon segregation index which is more than or equal to 1.10,decreased to 4% with the applying model of dynamic soft reduction.     

板坯连铸凝固过程中的自由热收缩行为

根据钢铸态热膨胀特性及实际过程中钢的连铸工艺特点,建立基于凝固传热与自由热收缩耦合的自由热收缩有限差分计算模型。利用该模型系统研究了铸坯自由热收缩行为沿铸流上的分布以及不同钢种之间凝固自由热收缩行为。研究表明,铸坯在中心全液相、两相和全凝固阶段表现的自由热收缩行为呈现不同规律;不同钢种的凝固自由热收缩量沿拉坯方向上的分布也相应存在差异。该模型可为制定不同钢种和断面的连铸辊缝控制工艺与轻压下工艺提供理论依据。