(大斷面)方圓坯鑄機(jī)二冷工藝、設(shè)備及其控制系統(tǒng)(ya).ppt

,(大斷面)方圓坯鑄機(jī) 二冷工藝、設(shè)備及控制模型,韓占光 （博士生） 張家泉 （教授）,現(xiàn)代連鑄技術(shù)的新進(jìn)展,北京科技大學(xué)鋼冶系 Cellphone:青島,提綱,引言 連鑄坯質(zhì)量控制策略 二冷設(shè)計(jì)與控制理念 一套在線控制系統(tǒng) 兩種選型 三類(lèi)設(shè)計(jì) 四組工藝參數(shù)制定 實(shí)際案例,引言,良好的鑄坯（半成品）質(zhì)量是獲得高質(zhì)量產(chǎn)品的前提,引言,選取最優(yōu)工藝參數(shù)、采用先進(jìn)的控制策略、保持良好的設(shè)備狀態(tài)、制定合理的生產(chǎn)制度,連鑄方圓坯質(zhì)量控制策略缺陷根源,二冷區(qū)是連鑄生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，連鑄坯內(nèi)部裂紋、表面裂紋、中心疏松和 中心偏析等缺陷的形成都與二冷區(qū)有著緊密的聯(lián)系,連鑄方圓坯質(zhì)量控制策略應(yīng)力應(yīng)變,輥列間距（輥列設(shè)計(jì)） 輥列對(duì)弧 夾輥對(duì)中 夾輥輥縫（開(kāi)口度） 輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn) 矯直力、熱坯壓力,二冷區(qū)設(shè)計(jì) 噴嘴選型 噴嘴布置 噴嘴堵塞、磨損或變形 二冷基礎(chǔ)水表 設(shè)備的智能化或響應(yīng)速度,二冷設(shè)計(jì)與控制理念,設(shè)備是前提為生產(chǎn)提供最基本的系統(tǒng)本體結(jié)構(gòu) 工藝是基礎(chǔ)指導(dǎo)設(shè)備的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)參數(shù)的選取 控制系統(tǒng)是保障提高設(shè)備的智能化程度，減少人工干預(yù) 三者相輔相成，相互制約，一方的設(shè)計(jì)都要考慮到帶給其他方面的優(yōu)勢(shì)和弊端。,二冷設(shè)計(jì)與控制理念一套二級(jí)控制系統(tǒng),科學(xué)的二級(jí)控制系統(tǒng)：（1）有效地減少熱應(yīng)力對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量（尤其是內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展）的影響；（2）改善鑄坯中心疏松、中心偏析等內(nèi)部缺陷；（3）在線矯正工藝參數(shù)確保盡可能的鑄坯符合熱裝和直接軋制的要求，并及時(shí)迅速地判斷鑄坯是否適合熱裝和直接軋制。,二冷設(shè)計(jì)與控制理念一套控制系統(tǒng),二級(jí)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),二冷設(shè)計(jì)與控制理念一套控制系統(tǒng),連鑄大斷面鑄坯應(yīng)用動(dòng)態(tài)二冷控制模型的必要性,二冷設(shè)計(jì)與控制理念一套控制系統(tǒng),拉速波動(dòng)率：,V1-當(dāng)前拉速,m/min V0-上一時(shí)刻拉速,m/min Vmax-可調(diào)節(jié)的最大拉速,m/min Vmin-可調(diào)節(jié)的最小拉速,m/min,二冷設(shè)計(jì)與控制理念一套控制系統(tǒng),大斷面連鑄機(jī)更需要應(yīng)用動(dòng)態(tài)二冷控制模型,二冷設(shè)計(jì)與控制理念兩種選型,噴嘴選型（流量調(diào)節(jié)范圍和綜合噴霧性能） 壓力流量特性 水流密度分布 噴射角和噴射面積 水滴直徑和沖擊強(qiáng)度等 （水）流量調(diào)節(jié)閥選型（可調(diào)比和流量特性） 流通能力 公稱(chēng)直徑 閥芯引程等,二冷區(qū)各種換熱方式中，通過(guò)噴嘴噴霧水的換熱是主要的，亦是可控的。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：保證冷卻換熱效果和冷卻的均勻性,二冷設(shè)計(jì)與控制理念三類(lèi)設(shè)計(jì),輥列設(shè)計(jì)：連鑄工藝設(shè)計(jì)的重要組成部分，是連鑄機(jī)本體設(shè)備設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。 直接影響鑄機(jī)的投資費(fèi)用和生產(chǎn)能力。 不合理的輥列設(shè)計(jì)：鑄坯的矯直、鑄坯鼓肚、導(dǎo)輥位錯(cuò)及拉坯等眾多因素造成的應(yīng)力，很可能超過(guò)高溫坯殼的允許應(yīng)力產(chǎn)生裂紋。此外鑄坯的鼓肚加劇也會(huì)中心偏析程度。 鋼種、鑄坯斷面、拉坯速度、鑄坯表面溫度等都對(duì)輥列的布置有著很大的影響。（論文：大方坯輥列及其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)研究 ）,二冷設(shè)計(jì)與控制理念三類(lèi)設(shè)計(jì),二冷區(qū)設(shè)計(jì) 二冷區(qū)總長(zhǎng)度 二冷區(qū)分段個(gè)數(shù) 二冷各段長(zhǎng)度,冷卻強(qiáng)度的影響,冷卻段長(zhǎng)度的影響,拉速的影響,二冷設(shè)計(jì)與控制理念三類(lèi)設(shè)計(jì),拉矯機(jī)設(shè)計(jì) 拉坯、矯直、輕壓下功能 快速精確輥縫液壓調(diào)節(jié)技術(shù) 輥縫遠(yuǎn)程調(diào)節(jié) 區(qū)域底座免對(duì)弧設(shè)計(jì) 牌坊式機(jī)架 輥縫開(kāi)口度（缸體行程） 輥縫校核方案 拉矯機(jī)出廠前調(diào)試要求和方案,二冷設(shè)計(jì)與控制理念四組工藝參數(shù),基礎(chǔ)水表 覆蓋鋼種范圍 配水模式 目標(biāo)表面溫度的確定 比水量的確定 分配系數(shù)的確定 最小水量的確定,二冷設(shè)計(jì)與控制理念四組工藝參數(shù),熱坯壓力 保證鑄坯不下滑 減少鑄坯的壓痕 圓坯的不圓度（橢圓度） 矯直力,二冷設(shè)計(jì)與控制理念四組工藝參數(shù),矯直曲線坐標(biāo) 矯直方式（固芯、液芯） 矯直方法（單點(diǎn)、多點(diǎn)、連續(xù)） 拉矯輥?zhàn)鴺?biāo),二冷設(shè)計(jì)與控制理念四組工藝參數(shù),末端電磁攪拌 安裝位置 電流 頻率,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,鑄機(jī)于2008年6月15日一次熱試成功（斷面180 mm 220mm，鋼種45#,拉速1.31.5m/min ）,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,圓坯第一次熱試,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,方坯混斷面澆注,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,二級(jí)控制系統(tǒng)在線應(yīng)用公共區(qū)截圖,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,二級(jí)控制系統(tǒng)在線應(yīng)用某流監(jiān)控界面截圖,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,二級(jí)控制系統(tǒng)在線應(yīng)用某流配水總圖截圖,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,二級(jí)控制系統(tǒng)在線應(yīng)用某流輥縫總圖截圖,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,熱酸低倍坯樣,萊鋼合金鋼六機(jī)六流方圓坯連鑄機(jī)中冶連鑄,控制模型自熱試始全程參與在線控制。 自熱試始跟蹤了一千多爐合金鋼（主要鋼種45#、45B、S45C、40Cr以及20CrMnTiH）的鑄坯質(zhì)量及軋材質(zhì)量狀況，其中包含斷面180220、斷面 260300以及兩者混斷面澆注的情況. 根據(jù)大量的酸浸坯樣可以看出，鑄坯表面及內(nèi)部質(zhì)量良好，無(wú)表面裂紋、中間裂紋及中心裂紋等缺陷，鑄坯內(nèi)部致密度較好，軋材經(jīng)頂鍛檢驗(yàn)也全部合格。 截至目前，據(jù)用戶(hù)反饋的信息，生產(chǎn)的鑄坯中，基本無(wú)表面裂紋、中間裂紋及中心裂紋等缺陷的出現(xiàn)。,營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,鑄機(jī)于2008年12月31日一次熱試成功 （斷面500mm，鋼種45#,拉速0.150.35m/min ）,營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,二級(jí)控制系統(tǒng)在線應(yīng)用,營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,動(dòng)態(tài)二冷配水控制系統(tǒng)截圖公共區(qū),營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,動(dòng)態(tài)二冷配水控制系統(tǒng)截圖某流鑄機(jī)總圖,營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,動(dòng)態(tài)二冷配水控制系統(tǒng)截圖某流監(jiān)控畫(huà)面,營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,動(dòng)態(tài)二冷配水控制系統(tǒng)截圖某流質(zhì)量預(yù)報(bào)監(jiān)控,營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,質(zhì)量跟蹤與判定歷史數(shù)據(jù)檔案文件,營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,熱酸低倍樣（鋼種45#，斷面：直徑500mm，拉速:0.380.44m/min）,營(yíng)口中試基地四機(jī)四流大斷面圓方坯連鑄機(jī)中冶京城,控制系統(tǒng)自第三次熱試始參與全程在線控制。 自熱試始，截至目前。統(tǒng)計(jì)斷面直徑500mm、斷面直徑400mm生產(chǎn)的全部鑄坯質(zhì)量。 根據(jù)酸浸低倍坯樣可以看出，鑄坯內(nèi)部質(zhì)量良好，無(wú)中間裂紋及中心裂紋等缺陷，鑄坯內(nèi)部致密度較好，中心疏松區(qū)大部分均為0.5級(jí)。,結(jié)束語(yǔ),科學(xué)的動(dòng)態(tài)二冷控制模型在控制熱應(yīng)力應(yīng)變對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響上貢獻(xiàn)顯著，動(dòng)態(tài)輕壓下能夠減輕鑄坯中心疏松、中心偏析等內(nèi)部缺陷，質(zhì)量跟蹤與判定能夠在線矯正工藝參數(shù)確保盡可能的鑄坯符合熱裝和直接軋制的要求，并及時(shí)迅速地判斷鑄坯是否適合熱裝和直接軋制。 設(shè)備設(shè)計(jì)之初應(yīng)綜合考慮機(jī)械應(yīng)力應(yīng)變對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響。另外，應(yīng)該提高和規(guī)范管理理念，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，