板坯连铸控制系统浅析

前言 在钢铁厂连铸主要起着承前启后的作用,它既是炼钢的后工序,也是轧钢的前工序,因而连铸的顺利生产和铸坯质量的好坏直接影响着轧钢生产和板材的质量。特别是连铸连轧工艺的发展,对连铸提出了更高的要求。国外在连铸上采用了二级分散控制系统,即基础自动化和过程计算机系统,且采用了许多新的控制技术,实现复杂的过程控制,在经济性、可靠性等方面取得了显著的成绩。下面就近20年来我国板坯连铸控制系统硬件结构和软件平台作一些简单的分析。 Y 八十年代的连铸控制系统 系统硬件结构 80年代中期,某钢铁公司引进国外具有当时国际先进水…     

炼钢厂板坯连铸计算机控制系统

板坯连铸是炼钢新工艺。本文介绍了我们在武钢二炼钢厂研制的大板坯连铸计算机控制系统的设计思想和控制方法,并着重论述如何提高系统响应速度和可靠性的一系列措施及现场实时控制的实现技术,从而为大工业生产过程的计算机实时控制提供了一应用实例。     

连铸板坯温度控制模型及其计算机控制策略

连铸板坯溫度控制系统是连铸的核心部分,是提供高质量板坯进行直接热轧的重要措施。目前大型板坯连铸系统基本上是从国外引进,国內对连铸控制系统研究较少。本文以提高板坯质量,减少热能损失,提供直接轧制板坯为目的,据据钢液凝固过程,传热机理,分析综合连铸特殊生产过程,进行必要的假设和简化,建立了实用的连铸板坯温度控制数学模型,并且相应给出了计算机控制方法,以保证简化和假设条件不影响生产过程,为板坯连铸控制系统的国产化提供依据。     

双辊薄带连铸凝固过程的数值模拟与分析

建立双辊薄带连铸凝固数学模型,并利用有限元软件对薄带连铸凝固过程进行数值模拟. 通过比较和分析不同网格划分方法对计算结果的影响,为进一步研究薄带连铸凝固过程奠定基础.     

基于有限体积法的板坯连铸二冷动态模型

阐述了有限体积法的基本思想,在此基础上,从钢水的凝固过程为多元系相变出发,建立了连铸板坯凝固传热的二冷动态控制模型,以此求得铸坯表面的温度分布.本文分析了拉速和过热度等参数对铸坯生产过程的影响,在二冷水控制模型中引入中包温度与目标温度的偏差值作为流量修正的前馈控制,提高了二冷水流量对拉速变化的适应能力,有利于铸坯表面温度的均匀稳定,提高铸坯的质量并减少冷却水的消耗.模型模拟数据和现场的实测数据吻合良好.     

GPU加速有限元接触传热过程

在钢板的冲印过程中,模具的淬火效果在板料的转变中起着重要的作用。因此,本文对钢板的淬火过程建立了一个有限元模型,该模型的关键点主要是接触热传导过程,利用有限元计算机程序来计算淬火过程温度场的变化,同时通过温度测量装置来得到模具和板料的温度-时间曲线来验证计算结果。最后,采用基于GPU(图形处理单元)技术的并行计算来加快计算。     

连铸板坯三维瞬态温度场的软件模拟实现

连铸过程实际是一个凝固传热过程.连铸过程中的铸坯温度分布及其变化对于产品质量是非常重要的,人们不断地研究和调整连铸工艺参数.目的就是为了获得理想的温度分布.近年来广大研究者对铸坯凝固的温度场进行了大量深入细致的研究.并开发出了很多温度场模拟的模型和软件.但大都是二维的,只能用于离线工况的静态模拟,不能有效模拟连铸过程中经常存在的非稳态情况.本文建立了板坯连铸传热过程的三维非稳态数学模型,可以实时的反映不同连铸工艺参数对铸坯温度场的瞬态影响,并将计算结果与实测结果进行了比较来说明模型的准确性.为制定合理的二冷制度,和确定动态轻压下的压下位置提供可靠的依据.     

宝钢三期1450mm板坯连铸水处理PLC控制系统

工业废水的处理和再利用是一重大课题，本文重点介绍了宝钢三期１４５０ｍｍ板坯连铸水处理ＰＬＣ控制系统的分析、设计、开发与实现。该系统由西门子Ｓ５－１５５Ｈ双机热备系统、ＳＩＮＥＣＨ１工业以太网、ＣＯＲＯＳＬＳ－Ｂ４５操作系统组成，控制效果令人满意。     

板坯连铸结晶器拉漏预报关系的设计

本文根据板坯连铸结晶器拉漏预报的要求,设计出能够检测板坯拉漏和报警提示的测量系统,提出了如何解决现场干扰和断偶自动处理的方法。     

韶钢2号板坯连铸二冷动态模型研究

本文通过建立非稳态的板坯连铸机铸坯凝固数学模型,应用建立的数学模型模拟铸坯凝固过程,确定连铸二冷配水的合理工艺参数,实现二冷区智能配水,以提高铸坯质量和铸机的生产能力.     

利用神经网络控制连续浇铸过程中的热传导

In continuous casting, the cooling-solidification process must be based on the adaptation of heat transfer, which is directly connected to casting conditions such as casting speed, casting temperature, and cooling parameters. Most control schemes are based on the static relation between casting speed and water flow rate in each cooling zone; this constitutes an open loop that does not consider the dynamic surface temperature, which is an important parameter for the final slab quality. In steelmaking, the casting-speed changes affect the global heat transfer. An optimal operation requires an adjustment of the process control variables, i.e., global heat transfer. A learning neural network (NN) allows the identification and the control of a nonlinear heat transfer model in the continuous casting process. A heat transfer model was developed using the dynamic heat balance. A comparison between the experimental open loop results and those of the model simulation is considered. Following adaptation, the model is used for controlling the slab surface temperature in closed loop, using NN technology and PID controllers. The NN identification and control strategy gives a stable temperature closed loop control comparatively to the conventional PID.     

板坯连铸机自控系统的升级改造

分析了板坯连铸机自控系统升级改造前的主要问题,通过采用二级动态配水、结晶器液压振动、基于总线的Profibus-DP技术等改造措施,使系统功能更加完善,设备运行更加稳定,大大提高了连铸机自动化控制水平,提高了产品质量和产量,取得了良好的效果.     

Simulation of Induction Heating Process of Continuous Casting Slab

Induction heating of steel in continuous casting/rolling process is an important means to reduce energy consumption, decrease cost and improve efficiency, thus becoming an attractive research direction. A mathematical model with Finite Difference Method （FDM） was developed to describe the electromagnetic field and predict the temperature distribution in the steel slab for the whole induction heating process. To validate feasibility of the model, computational results were compared with the ANSYS simulation results. According to the comparing results, the temperature distributions of the slab cast under different technical parameters were investigated, which may provide useful information to optimize the parameters of technology in heating process.     

基于ARM的中薄板坯连铸机远程监测系统

介绍了以ARM7处理器LPC2214和μC/OS-Ⅱ实时嵌入式操作系统为基础,通过在LPC2214芯片上扩展网络接口将PLC连接到Internet,建立了基于ARM的中薄板坯连铸机远程监测系统.     

气体泄漏传热模型及其有限元分析

对气体发生泄漏时漏孔处的流动与传热耦合特性进行研究。分析泄漏流动状态并考虑摩擦力影响,推导气体泄漏描述方程,利用焦耳-汤姆逊系数计算泄漏节流温差并采用压缩因子进行修正。基于有限元方法建立传热模型,对泄漏稳态流与热传导的耦合场进行仿真分析,进而通过红外热成像方式实现泄漏点定位。仿真与实验结果表明,该传热模型较好地表征了泄漏发生时漏孔处的热特性,为利用红外成像技术的泄漏定位方法奠定了基础。     

基于拟牛顿法的连铸结晶器热传导反问题求解

在实际的工业过程中,热传导反问题广泛的存在于各个应用领域;由于连铸的生产环境恶劣,给连铸钢坯的浏温造成了很大的困难,导致连铸结晶器热传导反问题的求解是很困难的;在研究了热传导反演算法的基础上,基于连铸结晶器的有限的测量点,通过热传导反演算法可以求出结晶器的热流密度,给连铸的优化和控制提供依据;在建立了连铸热传导反问题模型的基础上,提出了基于拟牛顿法的连铸结晶器热传导反问题求解的改进算法,该算法可以有效的利用当前搜索过程中的信息,通过近似目标函数的二阶导数来加快算法的搜索效率,采用了Wolf步长选择规则克服了算法收敛速率慢的缺点,并且该算法无需计算Hessen矩阵,能够有效降低计算的复杂度;实验结果表明该算法能够快速有效的求解该问题;该方法用于连铸结晶器热传导反问题是可行的、有效的.     

基于有限元模拟的薄膜热流计冲击振动分析

实现发动机热端部件热流的精准监测对于发动机的冷却设计和可靠性提高具有重要意义,而薄膜热流计具有结构简单、不影响被测件气动外形以及对流场干扰小等特点。针对航空发动机在运行时产生的高振动及高冲击载荷下的薄膜热流计结构可靠性问题,采用有限元方法,建立薄膜热流计的有限元模型,分析了冲击以及随机振动对热流计结构可靠性的影响,并且提出了优化建议。优化后的热流计的最大位移及最大应力都明显减少,结构的可靠性明显提升,冲击振动测试以及划痕测试的结果也验证了薄膜热流计结构的合理性。     

基于MSC Marc软件平台的铸轧辊辊型三维有限元仿真

基于大型非线性有限元分析软件MSC Marc,建立连续铸轧三维热力耦合的数学模型和物理模型,同时考虑轧辊的热辊型和力辊型,采用铝高温本构关系和接触热阻数值模型,建立铸轧过程复杂的边界条件和热接触条件,并用Fortran语言对MSC Marc进行二次开发;模拟现场工艺变化规律,采用非均匀入口温度场,仿真得到轧辊在稳定铸轧状态下的辊型曲线;最后通过现场工业试验,验证模型算法和结果的正确性.     

数据采掘在连铸板坯缺陷预报系统中的应用研究

利用数据采掘中的分类规则,在k-means聚类方法中引入遗传算法,进行连铸生产过程中板坯缺陷的诊断和预报,得到了令人满意的结果。     

连铸板坯边缘特征实时跟踪匹配研究

针对连铸板坯边缘实时跟踪测量问题，在分析运动物体直线边缘特征参数的基础上，建立了直线边缘相似性融合模型，使得板坯边缘的特征匹配具有较强的自适应能力，并讨论了检测窗口的设置和摄像机的切换策略，在实际应用中取得了满意的效果。