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大连重工·起重集团有限公司设计研究院王叶婷清华大学机械系孙猛摘要:详细阐述了180mm、200mm×1100mm双流板坯铸机表面目标温度值二冷动态控制的原理、遵循的原则及表面目标温度值的确定,探讨了二冷动态控制系统的开发,为今后新建与改造连铸机提供了完整的控制技术。关键词:双流板坯连铸;二冷动态控制系统;表面目标温度值;二冷冶金原则;钢种高温力学性能1概述近年,我公司与清华大学合作,为德龙钢铁有限公司2#双流板坯铸机提供了二冷动态控制系统VisualCast,即表面目标温度值动态控制系统。VisualCast控制系统首先根据铸机特性、生产钢种的高温力学特性和二冷冶金原则制定二冷区各段的铸坯表面目标温度值;连铸生产中根据钢种、铸坯断面尺寸、中间包钢水温度、拉坯速度、结晶器传热、二冷水量等参数的变化,应用铸坯传热凝固数学模型,每隔一个时间段,在线计算一次二冷各段的铸坯表面温度;用计算得到的铸坯实际表面温度与预先设定的铸坯表面目标温度值进行对比,根据与设定的目标值的差值结果,动态地改变二冷各区各回路的冷却水量,使铸坯的实际表面温度与目标表面温度相吻合,从而维持铸坯表面温度的合理性与均匀性,提高铸坯质量。该过程称为在线动态配水,属于二级配水技术,是现代连铸核心技术。文章针对该技术所做的研究和实践进行总结介绍。2典型钢种表面目标温度值的确定铸坯表面目标温度是指特定的铸机、特定的钢种,在一定拉速下的铸坯表面最佳的温度分布。目标温度与铸机结构、二冷区冶金原则及钢种的高温力学性能密切相关。合理的表面目标温度,应满足所浇铸钢种在目标浇铸温度和常用工作拉速时的表面温度变化规律。能够减少铸坯表面裂纹,改善铸坯内部裂纹和中心偏析,提高铸坯质量,对实际生产中二冷制度的制定和二冷动态控制具有重要的意义。、200mm×1100mm板坯连铸机在满足用户要求的生产钢种、产品规格及年产量等基本工艺参数前提下进行总体设计,确定铸机机型和铸机基本弧半径、辊列等参数,划分二次冷却区。板坯连铸机辊列如图1所示。图1该板坯连铸机二次冷却区共分为8个区14条回路,具体划分详见表1。基于铸机结构和二冷冶金原则制定合理的表面目标温度,只需确定沿拉坯方向若干个控制点的目标温度。每个回路设置一个目标温度点,目标温度点选择在各个二次冷却区的终点位置处,共8个点。每条回路均设有电磁流量计和气动调节阀分别检测和控制水流量。电磁流量计检测各回路冷却水的实际流量,并将流量信号变送至上位机PLC;通过PID算法动态得出达到目标温度时各个回路所需的实际水量。气动调节阀根据上位机PLC的指令调节各回路气动阀的开启度,进而调节各回路的冷却水流量。:(1)铸坯完全凝固点距离定尺切割点至少2米。(2)矫直区矫直点处铸坯表面温度应控制在图1板坯连铸机辊列-1-表1二次冷却区及回路900℃以上;避开低延性区温度,以免矫直时铸坯表面产生横向裂纹。(3)铸坯运行方向表面温度回升控制在100℃/m。表面温度的过度回升会在凝固前沿产生过大的张应力,应力超过凝固前沿的断裂强度将产生内部裂纹。铸坯接近凝固完毕时,过大的温度回升会产生中心偏析和中心裂纹。(4)铸坯运行方向表面冷却速度控制在150℃/m以下。表面快速冷却会使铸坯表面处于张应力状态,从而可能扩