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板坯连铸表面目标温度值二冷动态控制
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。
180mm、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。
连铸二冷区二冷配水制度的制定必须满足以下
基本原则:
(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
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