智能铸坯品判系统在首钢板坯铸机开发与应用

为解决低成本高效化生产汽车板等高端产品过程中铸坯判定系统存在的自动化智能化程度低、铸坯生产异常信息传递匹配不准确、判定效率不高等问题,首钢京唐炼钢厂对原先的过程控制自动化系统升级改造,结合汽车板生产过程中积累的冶金缺陷与生产过程影响因素对应规则知识库,归纳整理123项异常事项,开发了智能化铸坯质量判定系统,通过全线跟踪过程质量参数及异常事件并自动匹配到定尺铸坯上,与设计的工艺卡及制造标准对比,自动判定出铸坯质量结果及对应异常板坯处置指示。结果表明,该系统可自动快速判定铸坯质量,实现过程异常实时监控以及产品质量信息可追溯。     

连铸坯在线质量预测判定模型的建立

本文主要阐述了利用现代信息化技术实现对连铸坯质量的在线预测判定.该模型的特点是采用切片原理对生产过程中的铸坯进行跟踪及异常事件标定,运用统计学原理对影响铸坯质量的过程及工艺标准数据进行量化,通过尖端的计算机计算技术对铸坯质量进行预测和综合判定.     

铸坯质量判定系统的研究与应用

本文以铸坯质量判定为应用背景,针对连铸设备的铸坯质量缺陷重要性、判定方法局限性、工艺过程复杂性,研究铸坯生产工艺技术特点,建立智能化的在线质量判定模型。根据板坯连铸过程中连铸机装备的特点及工艺状况,对应不同的钢种,把连铸生产过程中影响铸坯质量因素抽象为数学模型,确定影响铸坯缺陷不同模型的相应判定方法及策略,设计、实现铸坯质量判定系统,期望达到国内领先水平;在实验和运行环境中通过对系统判定结果的不断分析与研究,实现对系统中的数学模型及各项参数的持续优化,达到高精度判定连铸板坯质量缺陷,并设计相应的人机交互界面,实现其在现实工程中的应用。     

智能化铸坯质量在线判定系统开发

铸坯质量在线判定对确保生产连续性、提高钢材品质、减少资源浪费等具有重要的意义。传统铸坯质量在线判定方法应用效果并不理想。"中国制造2025"相关技术的创新与应用给铸坯质量在线判定带来新的机遇。介绍了智能化铸坯质量在线判定系统开发原理及主要功能模块的开发过程。该系统能够针对生产环境智能化定制铸坯质量判定模型,并对模型持续优化,提升了应用灵活性及铸坯质量缺陷判定命中率,实现了铸-轧衔接与匹配智能化控制,为实现钢铁制造流程智能化转型奠定了基础。     

连铸板坯表面纵裂纹预测模型智能化定制方法

钢铁产品制造过程中,在线预测铸坯质量缺陷产生位置,并对存在缺陷的铸坯及时下线清理有助于提升连铸连轧生产稳定性,实现钢铁企业节能减排、绿色化生产。然而,连铸生产过程具有多变量、时变性和多态性等特点,必须结合设备、钢种、缺陷的特性,定制铸坯质量缺陷预测模型,才能够准确预测铸坯质量缺陷。因此,将数据通信技术、人工智能技术、C#与Matlab混合编程技术等相结合,建立了智能化铸坯质量在线判定系统,研究了铸坯质量预测模型智能化定制方法,并以板坯纵裂纹预测模型为例,介绍模型定制过程。研究结果表明,该方法能够辅助工艺工程师针对钢种及缺陷智能化定制预测模型,降低模型开发及优化难度,提高铸坯质量预测模型的可靠性。     

连铸坯内裂纹预报模型开发

针对国内某特钢厂大方坯连铸机产品质量现状,确定以其常见的角部内裂、中间裂纹、中心裂纹等内裂纹作为研究对象,选取16个与之相关的工艺参数,利用BP神经网络建立了这3种典型缺陷的预报模型。该模型网络拓扑结构为16-12-3,并以现场采集的生产过程数据和动态热跟踪模型计算结果作为预报模型的训练样本和测试样本。大量测试结果表明,所构建的预测模型精度较高,能够满足生产应用的要求。基于训练成熟的神经网络,进一步开发出铸坯质量在线预报模型,实现了连铸坯内部质量的在线实时判定。     

基于PSO-PNN的铸坯全长表面纵裂纹在线预测

表面纵裂纹是铸坯质量缺陷中一种最常见的表面质量缺陷。环境因素使得铸坯表面纵裂纹在线检测精度不高,各大钢厂铸坯质检仍要依赖人工,因此提出一种基于粒子群PSO优化概率神经网络PNN的铸坯全长表面纵裂纹预测方法。首先,建立铸坯生产过程跟踪及数据时空变换模型,构建铸坯生产系统将生产过程数据与铸坯长度方向进行匹配;再利用PNN的Bayes最小风险准则进行有监督特征学习,并利用寻优算法PSO优化PNN关键参数的选取,得到最终的模型PSO-PNN;最后,利用某钢厂连铸产线铸坯质量缺陷数据和生产过程数据进行试验验证。结果表明,该方法对铸坯整体的质量预测分类精度达到97.5%,铸坯全长的裂纹缺陷的预测精确率和召回率均在92%以上,能有效实现铸坯全长表面纵裂纹的预测,为现场质检人员提供参考。     

连铸坯质量判定系统研究现状与发展趋势

铸坯缺陷实时分析判定是铸坯热送热装的基础之一,当前已经产生多种判定方法对铸坯缺陷进行判定,包括人工判定方法、物理判定方法、人工智能判定方法等。本文主要是对这些铸坯缺陷判定方法进行分析介绍,并对使用这些判定方法开发的系统进行总结,介绍了其在现场的应用情况。通过分析发现,这些判定系统仍存在很多问题,当前开发的铸坯质量判定系统在现场应用的效果并不理想。然而,随着第四次工业革命的兴起,其为铸坯缺陷实时分析判定带来新的机遇。     

高温铸坯表面缺陷在线检测技术开发及应用

随着钢铁行业积极推进智能化,企业已不再满足于传统的高温铸坯冷却后人工表面缺陷抽检方法。为了实现连铸过程中铸坯表面缺陷的无损在线检测和及时的质量判定,本项目在机器视觉无损检测的理论基础上,开发了一种基于CCD及激光扫描相配合的实时检测铸坯缺陷轮廓的方法,应用机器视觉和图形处理方法对连铸坯表面缺陷形态进行了三维数字化重构,并对缺陷进行识别与分类。基于实验室研究和现场应用,结果表明,16台CCD满足高温板坯全幅周向的检测要求,缺陷尺寸检测分辨率达到毫米级,通过数字化、精确化定位缺陷的位置及深度,满足高温铸坯缺陷在线检测与监测,并为铸坯产品质量溯源提供有力的支撑。     

铸坯质量判定与产品质量诊断系统功能及应用

本文介绍了中冶连铸自主开发的铸坯质量判定与产品质量诊断系统具备的几大功能:铸坯质量参数全线跟踪、在线监控异常信息、判定铸坯质量等级、评估铸机设备和工艺操作状况,再现历史浇注过程和积淀专家经验。并介绍了该系统在莱钢铸机上关于指导生产,判定铸坯质量,以及分析工艺操作等应用情况。     

连铸小方坯表面裂纹缺陷的在线判定

分析小方坯表面裂纹缺陷的产生原因及对铸坯质量的影响,确定表面裂纹缺陷质量评判函数。根据各工艺参数对表面裂纹影响程度的大小,分配评判函数中的权重值。采用了一种动态权重的分配方法以适应不同的工况要求。以生产厂小方坯实际生产数据为样本,收集连铸工艺参数,并进行对比验证。小方坯表面裂纹缺陷在线质量预报显示,模型判定结果与生产实际检测结果相符,预报的准确率超过预期目标值,达到了预报和分析连铸坯质量的目的。     

小方坯内裂纹缺陷在线评判的研究

针对小方坯内裂纹缺陷对铸坯质量的影响,确定了内裂纹在线评判函数.依据工艺参数对内裂纹缺陷的影响程度,对评判函数中的权重提供了分配方案.以小方坯连铸机的实际生产为样本,收集连铸生产工艺参数,进行离线验证.系统判定结果与传热模型的计算结果基本吻合,达到了预报和分析连铸坯质量的目的.     

板坯连铸二冷动态配水控制研究

连铸过程中,二次冷却水量控制是影响铸坯表面和内部缺陷的关键之一。实际生产中的不确定性干扰,会导致生产调度计划的改变,此时水量实时动态优化设定的好坏,对铸坯的质量有着关键性的影响。对现有的铸坯动态模型进行了适当简化,并在简化的生命周期模型的基础上,提出了水量的实时动态优化设定方法。通过范数运算寻找与任一凝固单元最接近的理想状态轨迹,并确定相应的综合换热强度作为控制目标,通过控制配水量来实现对温度场的实时动态控制。仿真实验验证了本文所提方法的必要性和有效性。     

连铸小方坯内部裂纹的在线判定

通过分析小方坯内部裂纹缺陷对质量的影响,确定内部裂纹评判函数。依据各工艺参数对铸坯内部裂纹缺陷影响的严重程度,对评判函数的权重提供了一种动态分配方案。以小方坯连铸机实际生产数据为样本,收集连铸生产工艺参数,在线验证。结果表明:软件判定结果与实际数值相符。     

连铸坯质量判定系统研究综述

在连铸生产中,及时在线预报和检测铸坯质量,对确保生产的连续性、提高产品质量及降低生产成本具有重要的意义。连铸坯质量判定专家系统就是为解决连铸生产过程中连铸坯质量问题而专门设计的计算机判定系统。近年来,连铸坯质量判定系统已引起很多学者和工程人员的注意。笔者介绍了连铸坯质量判定系统的方法及分类,并针对现有投入使用的连铸坯质量判定专家系统分析其原理及应用。同时,还对中国的铸坯质量判定系统的研究前景作了展望。     

基于热传输理论的方坯连铸二冷水在线控制方法

开发的热传输模型充分考虑了由于气隙的存在而使得结晶器表面散热不均匀,处理了凝固前沿相变所产生的结晶潜热,并采用变热物性参数.数据表明,经模型计算得出的铸坯温度与现场测定的温度基本相符.以此热传输模型为基础,研究了方坯连铸机二冷水在线控制方法-目标表面温度控制法.它可以实现铸坯表面温度及坯壳厚度的实时监控.以首钢三炼钢厂连铸方坯为研究对象,分析了拉速和过热度等参数对铸坯表面温度和凝固状态的影响,讨论了当某个冷却段供水量产生波动的情况下,采用不同二冷水控制方法时,对后续冷却段温度变化的影响.仿真试验表明,该方法可针对不同的生产条件,考虑到各回路之间的关联,更有利于稳定铸坯温度,从而改善铸坯质量.     

连铸坯质量控制零缺陷战略

为满足用户对产品质量越来越严格要求,生产价格便宜高质量产品是人们追求目标。而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。本文系统地分析了在连铸过程中铸坯的表面缺陷、内部缺陷以及铸坯夹杂物产生的原因,提出了防止铸坯缺陷产生应采取的措施,进一步提高铸坯质量。     

水平连铸无氧铜带坯工艺条件研究

潜流式水平连续铸造坯锭-高精冷轧工艺生产无氧铜带材的关键工序是熔铸过程,它决定着无氧铜加工材的两个内在质量指标--致密度和氧含量.对铸造工艺来说,若参数匹配不妥,铸坯内会存在晶粒粗大、显微裂纹、缩孔、缩松、偏析等组织缺陷,使致密度降低,这也是冷加工报废的主要原因.通过连铸工艺参数的正交实验,建立了铸坯致密度与主要工艺参数之间的神经网络描述,网络模型与遗传算法结合对工艺参数的组合进行了优化,改善了铸坯的组织质量,提高了铸坯致密度.     

结晶器窄面铜板结构优化设计

伊朗某钢厂双流板坯连铸机生产裂纹敏感性钢时角部缺陷严重,分析铸坯角部缺陷产生的原因及与浇铸现场工艺、设备参数的关系.提出采用外倒角式窄面铜板结构改善铸坯角部传热机理,该铜板不但保证连铸坯角部的缓冷,消除了铸坯角部缺陷,提高铸坯质量,而且减少窄面铜板的磨损,延长窄面铜板使用寿命,提高了企业的经济效益。     

GCr15铸环热辗扩孔洞形状演变预测模型研究

环件铸辗复合成形是利用铸造环坯热辗扩成形环件的一种短流程成形新工艺。然而铸造环坯中存在的夹杂、缩松、缩孔等孔洞类缺陷能影响到热辗扩成形环件的最终质量。基于ABAQUS平台建立了GCr15铸环孔洞热辗扩三维热力耦合模型,通过热轧实验验证了模型的可靠性,并研究了GCr15铸态环件不同径向位置孔洞缺陷在热辗过程中的演变规律,提出了一种铸环热辗过程中孔洞形状演变的预测模型。模拟结果表明,孔洞各向尺寸变化与孔洞位置密切相关,孔洞距离内径越近,其各向尺寸变化越大;根据初始铸坯的几何参数、相关热辗扩工艺参数和初始孔洞尺寸可以预测该孔洞在热辗扩过程中的形状演变情况。