冶金机械自动化-2.ppt

* 三、二次冷却水控制模型 在连铸生产中，二次冷却闭环控制从理论上和实际应用中均比较成熟。 1．铸坯凝固传热方程描述 铸坯从结晶器内钢水的弯月面经一定拉速向切割站移动，热量从铸坯中心向坯壳表面传递，所传递热量的多少决定于金属的热物理性能和铸坯表面边界条件。如果忽略拉坯方向（垂直方向）传热及铸坯宽度方向的传热，可简化为一维传热，而推得传热微分方程，加上边界条件就构成了连铸坯传热数学模型。 * 由于问题得复杂性，需做许多假设，很难得到偏微分方程得精确解，因而计算结果与实际情况有较大得出入。同时由于连铸复杂的边界条件，解析方法是无能为力的，此时最好用数值法来处理，这对连铸凝固传热特别有用。 2．二次冷却的控制方法，就目前国内情况来说，有下面几种： （1）人工配水 开浇前根据钢种设定二冷总水量和各冷却段的水量。浇注过程之中水量不变，或由眼观察铸坯表面温度后作适当调整。 * （2）比例控制 采用比水量的方法，人工按水表配水，即由Q = kv（v为拉速，k为系数）确定各冷却段的冷却水量，调节阀门使冷却水量与拉速相适应。 （3）参数控制 根据钢种，按Q = Av2+Bv+C一元二次方程进行配水。当拉速v改变时，适时选用预先存储在智能仪表或计算机中的相应控制参数A、B、C，控制各冷却段的水量。 （4）目标表面温度动态控制 考虑钢种、拉速及浇注状态，由二冷配水控制数学模型每隔一段时间计算一次铸坯的表面温度，并与考虑了二冷配水原则所预先设定的目标表面温度进行比较，根据比较的差值结果给出各段冷却水量，以使得铸坯的表面温度与目标表面温度相吻合。这种计算和比较工作是由计算机完成的。 * 目前，国内的二次冷却方法大部分属于人工配水和比例控制配水。这些控制方法受操作水平、人为等外界干扰因素的影响较大，使得铸坯的质量难以保证。参数法和目标表面温度法属于动态控制，都考虑了通过二冷各段配水使得铸坯的实际表面温度与目标表面温度相符合，只是后者考虑的影响因素更全一些，除了在线生产的钢种、断面尺寸、拉速以外，还考虑了中间包中钢水温度。 当我们通过模型计算出铸坯由结晶器拉出后，其温度在铸坯各点分布，并且初始温度可由结晶器刚拉出温度为准，则可根据目标表面温度与实际推算的铸坯表面温度进行二冷配水比的设定，然后根据二冷区出口实测温度再反馈到控制系统中去修正设定模型。 *  当我们通过模型计算出铸坯由结晶器拉出后，其温度在铸坯各点分布，并且初始温度可由结晶器刚拉出温度为准，则可根据目标表面温度与实际推算的铸坯表面温度进行二冷配水比的设定，然后根据二冷区出口实测温度再反馈到控制系统中去修正设定模型。 如若采用冷却水量公式进行控制，则应在实际应用中作大量温度、拉速、水流量各段的采样，回归出一元二次方程去描述水流量与拉速的关系。 Q=Av2+Bv+C （3-10） 从而确定各冷却段的二冷控制参数A、B、C。 * 由于各冷却段之间交互作用的原因，回归得到的A，B，C不能使表面温度波动最小，而需要对A、B、C及个别控制点的目标表面温度再进行修正，其原则是使： * 四、连铸自动化近期主要成就 连铸自动化近期主要成就除了检测仪表外，主要集中在以下几个方面： 1．结晶器钢水液位自动控制 结晶器钢水液位自动控制系统的调节器接受液位信号，与设定值比较后输出偏差信号，按偏差大小控制液压伺服机构，由它拖动中间罐的塞棒，控制送入结晶器的钢水量以保证结晶器钢水液位的稳定。 * 2．中间罐钢水液位自动控制 中间罐钢水液位自动控制系统检测出中间罐的重量，送入调节器，与给定值比较，有偏差时信号送到钢水包塞棒操作的液压伺服机构，对塞棒的上下进行控制，从而实现控制中间罐液位的目的，这种系统可使中间罐液面波动在50mm以内。 3．二次冷却水流量自动控制 目前我国连铸机多数采用简单的单回路闭环二次冷却水流量控制系统，即用电磁流量计检测水流量，使用常规调节器和薄膜调节阀组成的闭环系统。 * 4．铸坯定长切割自动控制 铸坯定长切割自动控制包括长度检测器、板坯边缘检测器和控制器三部分，当测得的长度与给定切割长度相等时，经过控制器使切割装置动作，当火焰切割枪上的钢坯边缘检测器测得火焰枪已到板坯边缘时，就自动送氧点火进行切割，直至切完另一边时才自动停止。 5．电子计算机的应用 计算机控制系统主要功能为：收集生产过程工艺参数，如板坯厚度、宽度、炉号、浇注号、水温、水压、钢种、钢水温度等；显示生产过程工艺参数；控制二冷却段的供水量，根据数学模型进行二次冷