ECR長(zhǎng)材連鑄連軋生產(chǎn)線連鑄過程優(yōu)化控制的研究.pdf

1、本文是國家科技部重大專項(xiàng)課題“長(zhǎng)材連鑄連軋生產(chǎn)線”(課題號(hào)：2001BA306B03)的一部分。以國外某鋼鐵廠長(zhǎng)材連鑄連軋生產(chǎn)線為背景，針對(duì)長(zhǎng)材連鑄連軋生產(chǎn)線中ECR連鑄機(jī)過程控制的若干關(guān)鍵技術(shù)做了以下研究工作。1、以實(shí)際連鑄機(jī)為研究背景，建立了結(jié)晶器液位控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，模型包括了鋼包對(duì)中間包液位的影響，考慮了中間包多水口的相互影響。 2、對(duì)結(jié)晶器鋼水液位控制采用了基于專家知識(shí)的智能PID模糊復(fù)合控制策略。智能PID模糊控制

2、系統(tǒng)繼承了PID控制的優(yōu)點(diǎn)，增加了人工智能的經(jīng)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PID模糊復(fù)合控制策略可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)工況下的結(jié)晶器液位穩(wěn)定控制，控制系統(tǒng)對(duì)塞棒、水口結(jié)瘤、結(jié)瘤脫落等干擾具有很好的抑制作用。模糊控制規(guī)則可以在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷積累、修改完善。PID模糊復(fù)合控制器設(shè)計(jì)、調(diào)試簡(jiǎn)單，易于工程應(yīng)用。 采用智能PID模糊控制的結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)在實(shí)際連鑄機(jī)上進(jìn)行了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)晶器液位控制精度≤3mm，達(dá)

3、到了引進(jìn)設(shè)備的控制效果。 3、結(jié)合ECR連鑄機(jī)工藝特點(diǎn)，對(duì)一次冷卻、二次冷卻的影響因素、控制準(zhǔn)則進(jìn)行分析與研究。建立了連鑄坯溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，用有限差分法對(duì)溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型求解，對(duì)連鑄坯凝固過程進(jìn)行仿真。為ECR連鑄機(jī)工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)連鑄坯過程溫度控制，作了基礎(chǔ)性的準(zhǔn)備工作。 運(yùn)用仿真技術(shù)研究了高拉速條件下鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的凝固特性，提出了結(jié)晶器熱流密度分布的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，為高拉速條件下的結(jié)晶器設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。 4、在冶金

4、冷卻約束條件的指導(dǎo)下，利用GA全局優(yōu)化能力，提出一種啟發(fā)式GA優(yōu)化連鑄矩形坯冷卻條件的方法，用盡可能少的冷卻水量得到盡可能接近期望的目標(biāo)溫度，為ECR連鑄機(jī)冷卻水量控制提供一個(gè)初始設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 5、針對(duì)連鑄二冷動(dòng)態(tài)配水中在拉速變化范圍大的情況下，系統(tǒng)不穩(wěn)定，水量計(jì)算偏差大等實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，提出了一種連鑄二次冷卻動(dòng)態(tài)控制方法。二次冷卻動(dòng)態(tài)控制方法改變傳統(tǒng)的單一目標(biāo)溫度的方法，采用冶金約束條件允許下的變化目標(biāo)溫度，變化溫度控制精