安徽工业大学科技成果——方坯连铸机动态轻压下控制系统

连铸方坯动态轻压下位置张松;杨彦宏【摘要】为准确确定铸坯凝固末端的位置,合理选择压下区域,为实施动态轻压下提供有效技术手段,利用数值模拟方法计算某炼钢厂2#铸机连铸方坯中温度场,用传热模型分析了45#钢在某工艺下的铸坯温度分布图.固相率0.3为轻压下初始点,压下区间总长度为10 m且拉速0.76 m/min时的压下量为0.7 mm/m.【期刊名称】《辽宁科技大学学报》【年(卷),期】2010(033)002【总页数】4页(P132-135)【关键词】连铸方坯;温度场;动态轻压下【作者】张松;杨彦宏【作者单位】辽宁科技大学,材料科学与冶金学院,辽宁,鞍山,114051;辽宁科技大学,机械工程与自动化学院,辽宁,鞍山,114051【正文语种】中文【中图分类】TF777在连铸生产中,板坯内部一般都会存在中心偏析、中心疏松及内裂等缺陷,影响了铸坯内部质量。

抑制内部缺陷问题最有效且经济的方法是采用轻压下技术[1]。

凝固末端的轻压下技术始于20世纪70年代末,是在辊缝收缩的基础上发展起来的。

在铸坯凝固末端,对铸坯施以2%-3%的压下量,以阻止凝固末端富集偏析元素的钢液向下流动,减少中心偏析[2]。

动态轻压下技术已成为现代连铸机关键技术的重要组成部分[3]。

在铸坯凝固过程中,坯壳至中心分为固态、固-液态、液-固态和液态四个区域。

由于选分结晶,在铸坯凝固末端的残余液相中含有的溶质浓度很高,当这些残余液相在铸坯中心部位凝固时,会产生很严重的中心偏析[4]。

在铸坯凝固过程中,如果柱状晶发达,会在凝固末端形成“搭桥”,阻碍上游钢液向下游动,凝固末端的残余液相不能被上游溶质浓度低的钢液稀释,就会在铸坯中心形成一条偏析带。

同时,残余液相在凝固末端急速凝固时,会急剧收缩,产生缝隙,如不能得到钢液的补充,就会产生疏松[5]。

轻压下的目的,就是要通过机械压下来补偿铸坯凝固后期体收缩,抑制枝晶间浓化钢水向中心富集,减轻或焊和中心疏松,减轻中心偏析。

板坯连铸机软压下控制系统的研究与应用【摘要】本文研究了板坯连铸机软压下控制系统，旨在提高铸坯质量和生产效率。

在分析了研究背景、目的和意义。

在正文中，介绍了软压下控制系统的概述、设计与实现，以及应用案例和优势展望。

重点讨论了软压下控制系统的关键技术。

结论部分总结了研究成果，并展望未来研究方向。

本研究对板坯连铸机软压下控制系统的研究具有重要意义，为进一步改进生产工艺和提升产品质量提供了重要参考。

【关键词】板坯连铸机、软压下、控制系统、研究、应用、设计、实现、案例、优势、展望、关键技术、结论、启示、未来研究方向。

1. 引言1.1 研究背景板坯连铸机是一种重要的连铸设备，主要用于生产板坯，在板坯连铸过程中，软压下控制系统起着至关重要的作用。

研究背景指出，传统的硬压下控制系统存在一些问题，如控制精度不高、能效低、易受外界环境干扰等。

如何设计一个高效、稳定、精准的软压下控制系统成为了研究的重点。

通过引入先进的控制算法和传感器技术，软压下控制系统可以实现对板坯连铸过程的精确控制，提高生产效率、降低能耗，并且可以适应不同的生产环境和工艺要求。

软压下控制系统的研究与应用将推动板坯连铸技术的进步，提高生产质量，降低生产成本，具有重要的现实意义和应用价值。

1.2 研究目的研究目的是通过对板坯连铸机软压下控制系统的深入研究，探索其在实际生产中的应用效果和优势，进一步提升生产效率和产品质量。

具体目的包括：1. 分析当前板坯连铸机软压下控制系统存在的问题和不足，寻找改进和优化的关键点；2. 设计和实现一套更加智能化、高效的软压下控制系统，以提高连铸机生产效率和产品质量；3. 基于先进的控制理论和技术，构建一个稳定可靠的软压下控制系统，确保板坯的成型质量和工艺稳定性；4. 验证软压下控制系统在实际生产中的可行性和优越性，为连铸生产提供科学依据和技术支撑。

通过实验和案例分析，评估系统在不同工况下的性能和效果，为进一步改进和推广提供参考。

板坯连铸机软压下控制系统的研究与应用本文介绍了板坯连铸机ASTC软压下的工艺，并在此基础上阐述了板坯连铸机软压下的控制方案及控制系统集成网络架构的解决方案，详述了其控制系统的设计特点和工作原理。

标签：软压下；控制系统；ASTC0 引言连铸机软压下技术是控制坯子液体流动凝结、缓解坯子中间偏析程度的一项特殊方法，在提高坯子整体质量、促进铸机产量效益和优化后面轧机生产过程等方面具有特别明显的先进性。

铸机拉矫机控制辊（包括自由辊和驱动辊）夹缝距离的控制技术，可实现压下辊的冷热压和夹缝的自动控制，还有二级模型精确追踪坯子的冷、热态的实际状态，来实现对坯子凝固节点的实时软压下。

1 铸机ASTC软压工艺设备（1）软压下工艺。

我们讲的ASTC就是通过追踪钢液中心且精准确定核心区域的基准控制自由棍和驱动辊的压下位置，从结晶器方向压挤化学成分超标的钢水芯，让钢液相对流动，在钢坯里再次调配，来起到降低坯子内部偏析和降低密度的目的。

另外，也能通过补偿沿坯子核心线因凝结造成的缩孔和空间，从接近钢水芯凝固末端的地方，通过调节铸坯厚度去实现软压下过程。

（2）软压下设备。

ASTC扇形段压下辊缝调节技术，会达到扇型段辊缝的自动调节。

使用在板坯连铸机曲形扇形段、拉直扇形段和平面扇形段使用带有液压辊缝调节技术的扇形段，并辅以随时调节作用的二冷模型精确追踪坯子的冷热调节进程，再利用所开发的软压下模型，从而对铸坯凝固终点的即时软压下。

ASTC软压下具有液压辊缝控制技术的扇形段，其液压系统由四个液压缸构成。

为了实现精确定位，每一个液压缸配备一个能够高速响应电磁阀，液压缸运动速度的降低是靠一个直径为0.8mm的阻尼孔完成的。

液压缸的运动速度约1mm/S电磁阀有三个位置，通过控制阀芯的不同位置来完成辊缝增加、减小和保持的动作。

同时，每一个液压缸配备一个内置的磁致伸缩式的位置传感器，它的线性和绝对位置可达到5μm的精度，其主要功能就是通过采集每个液压缸位移值来计算出，扇型段四个点（四个角）的辊缝值。

板坯连铸机动态轻压下过程控制系统的研究与实现祭　程1,朱苗勇1,程乃良2(1.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004;2.上海宝钢集团梅山钢铁股份有限公司)[摘　要]梅钢2#连铸机动态轻压下二级过程控制系统是国内自主研发并投产应用的系统。

该系统采用客户端/服务器模式架构,包括了系统管理、数据通信、数据处理、模型计算等功能模块,通过系统各模块的协作,实现了板坯连铸生产中二冷和轻压下的动态控制。

该系统已正式投产应用,产品质量达到了较高水平。

[关键词]板坯连铸;动态轻压下;过程控制[中图分类号]TF34116　[文献标识码]B　[文章编号]100027059(2007)0120051204Design and realization of dynamic soft reduction process control system forslab continuous casting machineJ I Cheng1,ZH U Miao2y ong1,CHE NG Nai2liang2(1.School of Materials&Metallurgy,N ortheastern University,Shenyang110004,China;2.Meishan Iron and S teel C o Ltd of Shanghai Baosteel G roup)Abstract:The dynamic s oft reduction level2process control system for No2slab continuous casting ma2 chine in Meigang is developed and applied in production in domestic.The system with the client/server frame,includes the m odules of system management,data communication,data processing and processing com putation,etc.With those m odules w orking collaboratively,dynamic control for secondary cooling and s oft reduction of slab continuous casting is achieved.The system has been put into operation,and products with high quality have been obtained.K ey w ords:slab continuous casing;dynamic s oft reduction;process control0　前言连铸坯轻压下是通过在铸坯液芯末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿其凝固收缩量,从而达到减轻甚至消除中心偏析和中心疏松的有效技术。

板坯连铸机软压下控制系统的研究与应用1. 引言1.1 研究背景目前国内对于软压下控制系统的研究还比较薄弱，在实际生产中应用较少。

有必要对软压下控制系统进行深入研究，探索其在板坯连铸机上的应用，并评估其性能。

通过系统的研究和分析，可以为改善板坯连铸生产过程中的质量控制提供技术支持，推动板坯连铸技术的发展和完善。

本研究旨在探索软压下控制系统在板坯连铸机上的应用及其优势，为未来的研究和生产实践提供借鉴。

1.2 研究意义软压下控制系统作为连铸机关键的控制系统之一，在板坯连铸过程中起着至关重要的作用。

其研究具有重要的理论和实际意义。

软压下控制系统的研究可以提高板坯连铸机的生产效率和生产质量。

通过准确控制软压下的力，可以有效降低板坯的表面缺陷，提高板坯的成形质量，减少废品率，提高生产效率。

软压下控制系统的研究可以提高连铸机的运行稳定性和安全性。

合理设计软压下控制系统可以减少连铸机运行过程中的震动和振动，降低设备的故障率，保障生产的连续性和稳定性，提高生产安全性。

软压下控制系统的研究对于提高连铸机的自动化水平和智能化程度也具有重要意义。

通过引入先进的控制算法和技术，建立高性能、可靠的软压下控制系统，可以提高生产的自动化水平，减轻操作人员的劳动强度，提高设备的智能化程度。

软压下控制系统的研究具有重要的理论和实际意义，不仅可以提高连铸机的生产效率和生产质量，提高运行稳定性和安全性，还可以提高设备的自动化水平和智能化程度，促进板坯连铸工艺的发展和应用。

对软压下控制系统的研究具有重要的现实意义和发展价值。

2. 正文2.1 软压下控制系统原理软压下控制系统原理是板坯连铸机中一个重要的控制系统，其主要作用是在板坯连铸过程中通过对下模压力的调节，实现对板坯的形状和尺寸的精确控制。

软压下控制系统的原理基础是传感器采集板坯连铸过程中的各种参数，通过控制器对这些参数进行实时监测和分析，并根据预设的控制策略调节下模的压力，以达到对板坯形状尺寸的精确控制的目的。

板坯连铸机动态轻压下过程控制系统的高可用性实现阐述了梅钢2#板坯连铸机动态轻压下过程控制系统的高可用性架构过程，提出了一种软件故障自主恢复与硬件热备冗余相结合的高可用性系统架构方案，并结合实际生产过程分析了备机切换过程中检查点数据的可用性，最后给出了系统故障测试结果。

实际说明，系统投产以后运行稳定，到达了预期目标。

连铸过程对连铸坯实施轻压下操作是消除中心偏析、提高连铸坯内部质量的有效手段。

在着力开发此技术的工艺控制核心模型的同时，控制系统的稳定性和安全性问题也显得尤为重要。

针对连铸生产过程的实时性和连续性，在****集团梅山钢铁股份公司2#连铸机动态轻压下过程控制系统开发过程中，通过高可用性架构，将系统故障时间控制在lh∕a 内。

在系统硬件架构方面采用两台服务器和磁盘阵列柜建立双机热备系统；软件架构方面利用系统管理模块，对系统开展监控和管理，增加了软件本身的自主恢复能力。

1系统的高可用性架构动态轻压下过程控制系统采用双节点群集模式架构：当系统工作时，工作节点对外提供服务，备用节点监控工作节点运行情况，不参与对外服务。

当工作节点出现异常时，备用节点主动接收工作机的工作，继续对外提供服务，从而保证系统的不间断运行。

原来的工作节点开展故障处理后，根据预先设定的配置命令以人工或自动的方式切回系统，经过与当前工作节点数据同步后，以备用节点身份继续运行，与工作节点开展心跳信息交互。

系统的硬件架构见图1,由两台配置一样的IBMXSerieS 346服务器构成群集服务节点。

节点间通过千兆以太网心跳线直连，传递心跳信息互相检测。

两台服务器在本地磁盘上各自运行操作系统(Windows Sever 20**),用户文件和数据保存在独立于节点之外的IBMDS400磁盘阵列柜中。

此外, 服务器磁盘子系统和DS400内磁盘阵列均按RAID 5方式架构，保证了数据存储的安全性。

二冷水量设定值采用平均拉速控制，平均拉速计算方法为：将二冷区内各跟踪单元的“坯龄”相加，除以该区中间位置距结晶器液面的距离。

钢板坯铸机扇形段在连铸动态轻压下受力分析钢铁是国家发展的工业基础，经济的快速发展离不开各类钢铁制品的有力支撑。

新时期工业的发展、基础设施的建设需要大量的型钢、型材。

不锈钢板材是一种在生产、生活领域中应用十分广泛的材料，在不锈钢板材的轧压生产过程中容易产生中心偏析、疏松等的问题。

连铸动态轻压技术是一种在不锈钢板材生产过程中，通过动态跟踪监测不锈钢铸坯凝固的进程，并通过向不锈钢铸坯动态施加一定的机械外力，用以使得不锈钢铸坯末端两相区的凝固体的收缩能够得到一定程度的弥补，提高不锈钢铸坯的铸造质量。

文章在分析连铸动态轻压技术特点的基础上对连铸动态轻压技术应用过程中扇形段的受力进行模拟分析。

标签：连铸动态轻压技术；扇形段；受力；模拟分析Abstract：Iron and steel is the industrial foundation of national development，and the rapid development of economy can not be separated from the strong support of all kinds of iron and steel products. In the new period，the development of industry and the construction of infrastructure need a large number of sections. Stainless steel plate is a kind of widely used material in the field of production and life that is easy to produce central segregation and porosity in the process of rolling and pressing stainless steel sheet. Continuous casting dynamic light reduction technology is a kind of dynamic monitoring of the solidification process of stainless steel billet during the process of production of stainless steel sheet and the application of certain mechanical external force to stainless steel billet dynamically to make the stainless steel billet. The shrinkage of the solidified body in the two-phase zone at the end can be compensated to a certain extent to improve the casting quality of stainless steel billet. On the basis of analyzing the characteristics of continuous casting dynamic light reduction technology，this paper simulates and analyzes the force acting on sectors in the process of application of continuous casting dynamic light reduction technology.Keywords：continuous casting dynamic light reduction technology；sector section；force；simulation analysis连铸动态轻压技术是一种应用于不锈钢板坯轧制加工的重要技术。

动态轻压下技术在大方坯连铸机上的应用
吕士金;胥珂;赵建宏
【期刊名称】《河南冶金》
【年(卷),期】2011(019)005
【摘要】动态轻压下技术可降低铸坯中心偏析,改善铸坯中心疏松状况.本文主要介绍了动态轻压下技术的冶金原理,并根据应用效果,分析工艺参数对铸坯内部质量的影响.
【总页数】3页(P44-46)
【作者】吕士金;胥珂;赵建宏
【作者单位】中冶京诚工程技术有限公司北京,100176;昆明钢铁股份有限公司;昆明钢铁股份有限公司
【正文语种】中文
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