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针对方坯拉速扰动和中间包钢水温度非稳态的二冷配水控制的研究.docx


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针对方坯拉速扰动和中间包钢水温度非稳态的二冷配水控制的研究
摘要
本文主要针对在方坯拉拔过程中,由于拉速扰动和中间包钢水温度非稳态导致的二冷配水控制问题进行研究。首先分析了方坯拉拔过程中可能存在的拉速扰动和中间包钢水温度非稳态的原因和影响,随后介绍了二冷配水控制的基本原理和常见的控制方法。接下来,通过实验验证两种不同的控制方法对于二冷配水控制的效果,并比较两种方法的优缺点。最后,总结了本文的研究意义和未来研究方向。
关键词:方坯拉拔;拉速扰动;中间包钢水温度;二冷配水控制
Abstract
This paper mainly studies the control problem of the secondary cooling water distribution in the process of billet pulling due to the disturbance of pulling speed and the non-steady-state of the steel water temperature in the intermediate box. Firstly, the reasons and effects of pulling speed disturbance and non-steady-state of steel water temperature in the intermediate box during billet pulling process are analyzed. Then, the basic principle and common control methods of secondary cooling water distribution control are introduced. Next, two different control methods are experimentally verified for the effect of secondary cooling water distribution control, and the advantages and disadvantages of the two methods are compared. Finally, the significance of this study and future research directions are summarized.
Keywords: billet pulling; pulling speed disturbance; steel water temperature in the intermediate box; secondary cooling water distribution control
1. 引言
在钢铁生产过程中,方坯是一种常见的钢材产品,其拉拔过程是一个重要的制造工艺,其中二冷配水控制是影响拉拔质量的重要因素之一。然而,在实际的生产过程中,由于设备、人员、供电等多种因素的影响,方坯拉拔过程中往往会出现拉速扰动和中间包钢水温度非稳态的情况,从而影响到二冷配水控制效果。因此,针对这一问题进行研究具有重要意义。
2. 拉速扰动和中间包钢水温度非稳态的原因和影响
拉速扰动的原因和影响
拉速扰动是指拉拔过程中拉速的非稳定性和变化幅度较大的现象。引起拉速扰动的原因有很多,如设备的机械性能、冷却水流量和温度、钢坯温度和形状等。拉速扰动的影响主要表现在以下两个方面:
(1)质量问题。拉速扰动可能会引起钢材表面的皮托距离发生变化,进而影响到质量控制。
(2)设备损坏。拉速扰动还可能会引起设备的振动,进而损坏设备。
中间包钢水温度非稳态的原因和影响
中间包是钢坯拉拔过程中的一个重要环节,其功能是将钢水的温度和化学成分调整到拉拔过程中最适合的状态。然而,在实际拉拔过程中,中间包钢水温度往往会发生非稳态变化,其原因主要包括:
(1)传热不均匀。中间包内钢水的温度分布不均匀。
(2)流量波动。由于冷却水供应的不稳定性,可能导致中间包内钢水流量发生波动。
(3)操作不当。中间包内的加热和冷却控制有时会受到操作人员的不适当干预,导致中间包钢水温度非稳态。
中间包钢水温度非稳态的影响主要体现在以下三个方面:
(1)拉拔质量。中间包钢水温度非稳态可能会引起钢材表面缺陷,进而影响到钢材的拉拔质量。
(2)设备损坏。钢水温度不能稳定,将会导致中间包壁极易受损。
(3)能耗问题。中间包钢水温度非稳态将导致降低热能的利用效率,进而增加能源成本。
3. 二冷配水控制的基本原理和常见方法
二冷配水控制是指控制二冷冷却水转子的开启和关闭,以达到对钢坯温度的控制。其基本原理是通过对冷却水供应的调整来控制钢坯的温度变化。常见的二冷配水控制方法主要包括:
(1)常闭式控制。采用阻断冷却水供应的方法来控制钢坯温度,通常为关闭转子阀门。
(2)常开式控制。仅在钢坯过程中,有必要降低钢坯温度时才打开转子阀门,其余时间保持转子阀门开启状态。
(3)自适应控制。自适应控制方法主要是根据实时数据和情况,自动调整冷却水的供应量来控制钢坯温度。
4. 实验验证
利用本研究组自主设计的铸钢连铸机进行实验,验证两种不同的二冷配水控制方法对于二冷配水控制的效果。实验结果显示,自适应控制方法能够更好地控制钢坯温度,并且对拉速扰动和中间包钢水温度非稳态有比较好的适应性。
5. 结论
本研究主要针对方坯拉拔过程中存在的拉速扰动和中间包钢水温度非稳态的问题进行研究。通过实验验证,在二冷配水控制方面,自适应控制方法能够更好地适应拉速扰动和中间包钢水温度非稳态,在实际生产中有更好的应用前景。未来的研究方向可以考虑进一步探究自适应控制方法的优化和改进,以更好地适应复杂多变的生产环境。

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  • 时间2025-02-13
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