雙輥鑄軋薄帶鋼液位控制、鑄軋力模型及工藝優(yōu)化的研究.pdf

1、近年來，雙輥鑄軋薄帶鋼技術作為鋼鐵工業(yè)發(fā)展方向的一項新技術，得到了世界鋼鐵界的廣泛重視，但仍需要不斷完善以盡快實現(xiàn)工業(yè)化生產。在我國雖然雙輥鑄軋薄帶鋼技術已經研究很多年，但與國外先進技術水平存在很大的差距。在雙輥鑄軋薄帶鋼過程中，液態(tài)鋼水在很短時間內完成從凝固到成形的過程，工藝參數(shù)的可控范圍非常窄，工藝參數(shù)的微小變化會導致鑄帶出現(xiàn)嚴重缺陷，甚至出現(xiàn)軋卡或漏鋼事故。所以在雙輥鑄軋薄帶鋼過程中若不對相關的工藝參數(shù)進行檢測和控制，很難保持工藝

2、的穩(wěn)定，更加不會鑄出質量良好的薄帶。因此高精度的檢測與控制技術是雙輥鑄軋薄帶鋼技術能否真正走向產業(yè)化的關鍵。本文對雙輥鑄軋薄帶鋼過程中監(jiān)測系統(tǒng)、熔池液位控制方法、鑄軋力模型開發(fā)以及工藝參數(shù)優(yōu)化方法進行了研究。研究結果對于雙輥鑄軋機的過程控制系統(tǒng)的建立具有重要的理論意義和實用價值。
　　 本文首先分析和研究了雙輥鑄軋薄帶鋼工藝參數(shù)的檢測方法，然后利用西門子工控設備，并結合相關的檢測儀表和設備，建立了雙輥薄帶鑄軋機工藝參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。

3、并對實驗數(shù)據(jù)進行了系統(tǒng)分析，從而為研究雙輥鑄軋薄帶鋼的規(guī)律性提供可靠的數(shù)據(jù)。本文的創(chuàng)新點和主要研究內容如下：
　　 1．在分析了熔池鋼水液位系統(tǒng)干擾因素和控制難點的基礎上，建立了熔池液位被控對象模型。研究采用主副回路PID控制器、在副回路提出采用微分先行PID控制器控制塞棒液壓伺服系統(tǒng)，減少了塞棒的頻繁移動。主回路上給出一種適用于熔池液位控制的模糊自適應控制器的設計方法。仿真結果表明，采用上述控制策略時系統(tǒng)響應速度快、魯棒性強。

4、
　　 2．根據(jù)鑄軋實驗、通過熱平衡計算和模擬相結合的反向方法分段建立了凝固過程中凝殼與鑄輥之間熱傳導系數(shù)與鑄軋速度、熔池位置之間的關系模型，并根據(jù)三維熱流耦合有限元分析理論對雙輥鑄軋薄帶鋼凝固過程中流場和溫度場進行了數(shù)值模擬。給出了澆注溫度、鑄軋速度、熔池液位高度等參數(shù)對熔池內流場和溫度場的影響規(guī)律，為鑄軋工藝參數(shù)的確定奠定一定的理論基礎，并在此基礎上提出了一種凝固終點位置控制策略。
　　 3．在對熔池內金屬凝固和變形

5、的機理分析的基礎上，以凝固終點為分界點將鑄軋區(qū)域分為兩個求解區(qū)域。在液相區(qū)、糊狀區(qū)引入流體力學中Navier-Stokes方程和流函數(shù)，分析其流變特性并推導出單位壓力分布解析式，在固相區(qū)仍沿用熱軋模型。在凝固終點位置計算模型中，采用基于貝葉斯方法的前向訓練算法建立凝固終點位置計算模型，避免了網(wǎng)絡過訓練，提高網(wǎng)絡的泛化能力。實驗表明將上述模型應用于鑄軋力計算，具有很高的計算精度。
　　 4．針對雙輥鑄軋薄帶鋼過程中凝固終點位置這一