专利名称：方坯连铸机二冷配水先进控制方法
技术领域：
本发明涉及高炉自动控制技术领域，特别是涉及一种方坯连铸机二冷配水先进控 制方法。主要涉及方坯连铸机二冷配水系统中各区配水量的准确、稳定的控制，消除浇注温 度变化对铸坯质量的影响。
背景技术：
冶金工业是国民经济的支柱产业之一，连铸是其生产流程的重要环节。目前所采 用的连铸设备的结构如
图1所示包括钢包1、钢水连续测温器2、浸入式水口 3、中间包4、 结晶器5、弯月面6、支撑辊7、液相8、二次冷却区9、凝固壳10、冶金长度11、火焰切割点12、 铸坯13、钢水14。连铸铸坯质量一直是人们关注的重点问题，连铸二冷配水是影响连铸坯内部质量 的主要因素之一，因此建立可靠的二冷配水模型，采用先进的控制策略是提高连铸坯内部 质量的关键。目前的连铸二冷配水控制系统多采用相关拉速控制方式。由于拉速是影响二 冷区配水量的一个决定性因素，因此当浇铸条件稳定时(中间包钢水温度处于稳定状态)， 对于二冷区各冷却水回路的控制考虑采用前置控制系统，使二冷区各冷却水回路的水量随 拉速的变化而连续变化。该种方法是以离线数学模型为基础的，根据生产实际中多次合格 铸坯的工艺参数及钢种、断面、拉速及冷却水量等数据归纳分类，并结合一定的数学模型的 研究，确定出拉速和二冷配水水量的关系，并以配水表的形式存储到计算机中，此后由可编 程序控制器PLC按照设定的关系随拉速的变化完成二冷配水量自动调节。该方式实际上由 下述两种方法组成
比例控制采用比水量的方法，即根据Qi=^iV G =1，2，3，4表示第几区，β,为第区 水量ι为拉速，电为第,区对应的系数，后同此)确定各区冷却段水量；
参数控制根据钢种，按
权利要求
一种方坯连铸机二冷配水先进控制方法，包括拉坯速度、中包钢水温度与二冷配水水量的控制，其特征是(1)将拉坯速度这个参数应按照工艺规定的时间间隔内采用有效拉速的方法进行处理，并且当拉速的波动超过给定范围时再改变给定水量，以防止铸坯表面温度出现过大波动，从而保证使冷却回路水量的变化与拉速的变化之间有一个延迟；(2)针对浇注温度可能出现波动较大的状况，以中包钢水温度或过热度作为前馈信号，对二冷区各段给定水量加以修正，动态计算出二冷区各段配水量；经过上述步骤，实现对方坯连铸机二冷配水的控制。
2.根据权利要求1所述的方坯连铸机二冷配水先进控制方法，其特征在于有效拉速方 法是在正常工况下，当拉速变化幅度超过现场设定的数值时则认为出现大幅波动，在该时 刻产生一个脉宽为h，幅度为J的脉冲信号，拉速减小对应正脉冲，拉速增大对应负脉冲； 通过以下有效拉速模型实现拉坯速度参数的优化，,、Ah 4Cit)=——e 1 ,T式中A为脉宽，J为幅度，τ是时间常数。
3.根据权利要求2所述的方坯连铸机二冷配水先进控制方法，其特征在于拉坯速度参 数的确定须遵循以下几条原则(1)Ah/T = k,k>0Am /mm ,为拉速变化幅度；(2)h < ΟΛΤ,Α > 1 ；(3)5 <Τ <40。
4.根据权利要求1所述的方坯连铸机二冷配水先进控制方法，其特征在于采用以下模 型实现基于中包连续测温的前馈控制方法二冷区各段给定水量按下式计算根据有效拉速计算得到的实时水量β(ν) = 4ν2+马v+Cp，浇注温度变化所引起的铸坯温度所需的补偿水量 _f —yOiiNT+L·, a = ！^< ^，Γ > Γ0 吋0,其他式中ΔΤ为钢水过热度，即= Γ-石，T为浇注温度，石为液相线温度；AACi为 离线优化得到的第i区的配水参数, 为补偿系数u为二冷区数 力线性回归分段数；工％为中包温度下降速率,τΜχ分别为‘人时刻对应的中包温度。
5.根据权利要求4所述的方坯连铸机二冷配水先进控制方法，其特征在于所述线性回 归分段数、钢水过热度的范围及 S根据铸坯的质量要求和所浇铸钢种来确定。
全文摘要
本发明是一种包括拉坯速度、中包钢水温度与二冷配水水量控制的方坯连铸机二冷配水先进控制方法，具体是将拉坯速度这个参数按照工艺规定的时间间隔内采用有效拉速的方法进行处理，并且当拉速的波动超过给定范围时再改变给定水量，以防止铸坯表面温度出现过大波动，从而保证使冷却回路水量的变化与拉速的变化之间有一个延迟；针对浇注温度可能出现波动较大的状况，以中包钢水温度或过热度作为前馈信号，对二冷区各段给定水量加以修正，动态计算出二冷区各段配水量；经过上述步骤，实现对方坯连铸机二冷配水的控制。本发明可以防止铸坯表面温度出现过大波动，能够动态计算出二冷各段水量，从而解决了传统的冷却水量-拉速设定方法的不足。
文档编号B22D11/22GK101983800SQ201010547459
公开日2011年3月9日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者苏瑞淼, 邱习剑, 陈泽望 申请人:中冶南方工程技术有限公司