连铸坯热送热装在线控制数学模型的开发和应用

建立了连铸坯热送热装热过程二维传热过程数学模型 ,并采用热跟踪测试法现场实测了连铸坯在整个传输过程中的温降规律 ,在验证离线数学模型正确可靠的基础上 ,开发了连铸坯热送热装热过程温降规律的在线控制数学模型。该模型经现场运行结果表明 ,与人工不定期实测相比 ,在线控制数学模型计算出的数据具有连续、准确、快捷等优点 ,实现了连铸坯热状态参数的计算机在线管理。     

连铸坯热送过程温降计算模型

首次采用多块铸坯温降分块计算数学模型,模拟实际热送过程,计算连铸坯在热送吐程中的温度变化。该过程包托连铸坯切割后每块逐次送入保温车,保温车加罩后运送到保温坑,并分块送入保温坑保温这样一个复杂的动态过程。     

连铸坯热送热装热过程数学模型的开发应用

本文采用热跟踪测试法现场实测了连铸坯在整个传搁过程中的温度变化，在验证在线数学模型正确可靠的基础上，开发了连铸坯热送热装热过程温降规律的在线控制和管理数学模型。该模型经现场试运行，结果表明：与人工不定期实测相比，在纷数学模型计算出的连铸坯热状态参数具有连续、准确、快捷等优点，实现了连铸坯热状态参数的计算机在线控制和管理，满足实际生产要求。     

热连轧连铸坯装炉温度研究

提高连铸坯热装炉温度可以显著降低成本,创造良好的经济效益,限制热装炉温度的主要因素为析出的氮化铝在加热过程中造成的连铸坯表面裂纹。通过分析氮化铝在连铸坯冷却过程中析出行为和钛元素的影响,确定了连铸坯的装炉温度原则。     

冷却温度对AH36钢连铸坯热延展性的影响

连铸坯角部横向裂纹是连续铸钢过程中经常出现的缺陷,直接影响钢材质量和生产成本.以 AH36钢为研究对象,采用 Gleeble-3800热模拟机模拟连铸坯冷却制度对连铸坯的影响.借助金相显微镜对断口微观组织进行分析表征,研究不同冷却温度下试样的热延展性,明确冷却温度对连铸坯角部横裂纹的影响.结果表明：以10℃/s 的冷速冷却至650℃后,回温至Ac3温度以上随后再缓慢冷却至825℃时的试样断面收缩率为67.02％,并且微观组织均匀,晶粒细小.热循环冷却制度能够有效提高连铸坯表面热延展性,降低裂纹敏感性,消除角部裂纹的产生.     

2205双相不锈钢急冷后金相组织中微裂纹产生机理的研究

对2205双相不锈钢连铸坯进行了高温淬火实验,采用不同金相腐蚀方法对淬火试样金相组织进行观察,发现在其金相组织中均存在较明显的微裂纹。经分析发现,在淬火过程中因奥氏体和铁素体热膨胀系数不同而产生的热失配应力增加了试验后试样内残余热应力,较大的残余热应力在金相腐蚀过程中诱发了微裂纹;并理论上计算了热失配应力单独作用下淬火过程中微裂纹产生的临界淬火温降,为工业生产提供了理论参考。     

连铸小方坯远程热送热装过程温降计算模型

建立了多块小方坯温降分块计算模型,采用有限元法计算小方坯在远程热送热装过程中内部温度及表面温度变化,得到热送热装过程的温度变化规律,为提高热送温度及制定加热炉加热制度提供了依据。     

拉丝用钢连铸坯热送热装工艺实践

研究分析了拉丝用钢连铸坯热送热装过程中出现的装炉温度波动大，热坯与冷坯混装等对线材拉拔性能的影响，通过采取无缺陷连铸坯生产、控制连铸坯周围时间等工艺措施，完全能够生产出拉拔性能良好、满用户要求的优质拉拔用钢盘条，经济效益显著。     

连铸坯热送系统数学模型及综合效益分析

概要地介绍了连铸坯热送系统的工艺，热送过程的数学模型以及连铸坯连热送的综合效益。     

连铸二冷水气—水平衡分析

在现代连铸工艺中 ,二冷水气—水平衡冷却控制对铸坯均匀冷却 ,提高铸坯表面质量 ,减少温降 ,实现热送起着至关重要的作用。二冷水调试质量将直接影响系统控制精度 ,进而影响铸坯的质量。     

铸坯去向决策问题的建模与优化方法

 连铸-热轧界面的衔接、协调对于钢铁生产流程的高效、稳定运行有重要意义。针对连铸-热轧界面研究对于生产组织过程的简化处理而导致成果应用的局限性,提出一种以连铸出坯计划和热轧单元计划为对象,对实物铸坯的去向(加热炉、保温坑、板坯库)进行决策,并通过虚拟铸坯与实物铸坯的逐级匹配确定衔接方式(直接热装、热装、冷装)的优化方法。以热轧单元计划中直装和热装铸坯数最大化、直装和热装铸坯的传搁时间最小化为目标,考虑强制下线冷装要求、设备缓冲容量限制、实物铸坯-虚拟铸坯匹配规则、直装和热装铸坯传搁时间要求、铸坯上料必要运输时间等约束条件,建立了铸坯去向决策的整数非线性规划模型。设计了结合禁忌搜索的改进和声搜索算法求解模型,采用整数编码记录去向计划,通过模拟实物铸坯上料和虚拟铸坯匹配并装炉的过程进行解码,统计去向计划的目标函数值并计算评价值,利用禁忌搜索的局部寻优能力避免和声搜索早熟收敛,得到改进的和声搜索算法。以某钢铁企业热轧板带产线的生产数据进行测试,结果表明,铸坯去向决策模型可以提高直装率10.57%,提高热装率3.58%,直装和热装坯的传搁时间降低18.84%,并且改进和声搜索算法的最优评价值相比单一的禁忌搜索、和声搜索分别可以提升6.26%、4.51%,表明了模型和算法的有效性。     

不锈钢铸坯宽度优化控制模型研究及应用

 铸坯宽度的精确控制是连铸生产过程中保证铸坯质量的重要手段之一,过宽或过窄都会给轧钢工序带来不利影响。目前,铸坯宽度主要通过人工经验在线调整二冷区参数来进行控制,存在铸坯宽度合格率低、波动大的问题。因此,实现不锈钢铸坯宽度的自动优化控制就极为重要。针对不锈钢铸坯宽度控制过程中影响因素多且具有非线性、多变量耦合等特性,提出一种基于随机森林-差分进化(RF-DE)算法的铸坯宽度优化控制模型。首先,根据专家经验从大量连铸生产工艺参数中选取不锈钢铸坯宽度的关键影响因素,进而采用随机森林算法(random forest,RF)建立不锈钢铸坯宽度预测模型。接着,以连铸二冷工艺参数为决策变量,以宽度模型预测值与铸坯目标宽度的绝对误差为目标函数,构建带工艺约束条件的不锈钢铸坯宽度优化控制模型,进而采用差分进化算法对上述模型进行优化求解,获得可用于连铸生产控制的二冷工艺参数设定值。最后,通过某钢厂实际生产数据对模型进行验证。结果表明,相较于梯度提升树、支持向量回归、多层感知机等模型,随机森林模型泛化能力强且精确度高,更适用于铸坯宽度的预测,其平均绝对误差MAE为0.047 2 mm;且采用宽度优化控制模型后的不锈钢铸坯宽度合格率显著提高,新模型具有较高的宽度控制精度。     

薄板坯合金钢窄面凹陷的控制实践

鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂3#板坯连铸机生产过程中,合金钢铸坯窄面经常出现纵向凹陷,影响连铸坯的表面质量,并造成轧材缺陷。分析了连铸板坯窄面纵向凹陷的形成原因,结合生产试验,通过采取优化结晶器足辊冷却水流量、结晶器锥度、结晶器窄边足辊布置及铸机拉速等措施,提高了连铸板坯的表面质量,有效地控制了铸坯窄面的纵向凹陷。     

板坯连铸结晶器非稳态流场的模拟研究

本文运用数值模拟研究方法,研究高拉速厚板坯连铸非稳态结晶器流动特性,研究浸入式水口堵塞、水口不对中对结晶器流场、液面流速和对初生坯壳的影响。高拉速厚板坯连铸,铸坯质量下降,90%表面缺陷集中在铸坯边角区域,最严重的缺陷是铸坯中心和角部纵裂。非稳态工况对结晶器的流场影响因素更为显著,研究发现水口堵塞程度、水口出口流速、流量分配比是结晶器液面流速不对称、液面波动的主要影响因素,水口不对中是钢液流股对结晶器初生坯壳局部热冲击的主要因素,因此高拉速连铸应尽量避免非稳态工况操作,确保产品质量和效率的双赢。     

宽厚板连铸结晶器摩擦行为在线测试与分析

 结晶器/铸坯摩擦行为是影响并决定铸坯表面质量的重要因素。以宽厚板坯连铸结晶器为对象,在线检测基于液压振动装置的结晶器/铸坯摩擦力,测试和分析浇铸温度、铸坯断面、拉速与结晶器振动方式等主要工艺参数对摩擦力的影响,为考察和调控结晶器/铸坯摩擦行为提供试验基础。相同工艺条件下,摩擦力随浇铸温度的升高而降低,随铸坯断面尺寸的增加而增大。正弦、非正弦振动方式与拉速-振频、振幅振动控制模型的合理匹配,能够显著改善高拉速下的结晶器/铸坯摩擦行为,结晶器振动工艺的开发和优化对于充分发挥液压振动装置设备潜力,稳定高拉速下铸坯表面质量具有积极意义。     

加热炉自适应钢坯温度预报模型的开发

针对目前加热炉钢坯温度预报模的边界条件缺乏自适应的性的影响,提出了一种基于神经元网络辨识的在线自适应钢坯温度预报模型,并引入粗轧机组后面的钢坯温度实时检测信号作为反馈修正钢坯温度预报。工业试验和仿真研究皆表明,该自适应钢坯温度报模型精度高,自适应必好,鲁棒性强。     

CSP转炉冶炼高强耐候钢板坯质量分析

采用原位统计分析方法,计算得到CSP线使用转炉冶炼高强耐候钢铸坯各组成元素的偏析度．定量检测出了铸坏的偏析部位及其变化;从钢坯横剖面不同部位致密度的三维立体图和二维等高图,直观地表述铸坯的缩孔、疏松的部位及其变化,得到剖面上任意指定位置的致密度数值。经转炉冶炼、LF精炼和连铸工艺生产的高强耐候钢板坯质量优异。     

LPC模型在动态轻压下控制中的应用

主要介绍攀钢2#连铸机二级过程计算机系统中的一个重要模型———LPC模型,它在连铸生产过程中实时计算板坯的温度分布情况,并完成板坯的切片跟踪,为轻压下提供温度参数,为二次冷却水的优化喷水提供温度参数。模型系统的应用,改善了铸坯内部质量,使连铸机能适应多类钢种的浇铸,提高了连铸机作业率,为实现高效连铸起到了重要作用。     

板坯中间裂纹的成因分析及预防措施

根据安钢100t电弧炉-LF钢包精炼炉一板坯连铸机工艺流程的试验数据,比较了二冷数学模型计算结果与实测数据,探讨了板坯中间裂纹的成因,认为钢的化学成分决定其高温力学性能,对中间裂纹的产生起着决定性的作用。钢中硫、磷等杂质元素的晶间偏析是铸坯产生中间裂纹的内因,而辊缝收缩、二冷配水曲线、铸速、钢水过热度是裂纹产生和扩展的外因,对提高板坯质量有一定的指导作用。     

微合金钢板坯二冷配水模型的应用和评价

结合两种二冷水冷模型，对微合金钢铸坯的微观组织、高温延塑性能、应力分析、鼓肚变形以及二冷水模型模拟、铸坯表面温度实测等进行了系统的研究。研究表明，铸坯表面温度落入钢的第三次脆性温度区是造成铸坯表面横裂的一个重要原因。提出了改善铸坯内部质量和表面质量的有效途径。