【doc】过程计算机站对方坯连铸机的监视控制

【doc】过程计算机站对方坯连铸机的监视控制 过程计算机站对方坯连铸机的监视控制 ? 计算机? 质量判定和连铸过程跟踪等 主题词壁墨生墓虹塑兰兰竺墨 SupervisoryControloftheSquareBilletContinuous CastingMachinebyProcessComputerStation LiQingjun AbstractThepaperdescribesthesupervisoo,'controlprocessofsquarebilletcontinuouscasti ngmachine byprocasscomput~s'~ation,mainlyincludingthespeedcontrolofCCMsecondarycooJing watercontroJ-quality. Judgment~continuouscastingprocesstrackingetc- I<~ywordsProcesscomputerstationSquarebLIletcontinooascastfhgmachine,Process monitoring 江阴兴澄钢铁有限公司连铸车闻有3 个DECALPHA过程计算机站,其中2个 用于五流方坯连铸过程的监视控制,1个 用于铸坯的质量判定,并通过ARCNET网 和以太网与电炉炼钢,炉外精炼,真空处理, 轧钢以及检化验的计算机系统组成一个人 的通信网,实现信息交换.连铸过程监视控 制流程图附后. 1.连铸准备 连铸准备是连铸过程的第一步,通常单 独地作为一个阶段.当操作员接口通知系统 钢包到达违铸区时,计算机系统就可以使州 连铸过榉控制的全部信息,即钢水信息,连 铸实际信息,目标生产信息.第一炉钢水的 钢包放劁钢包回转台的回转臂上后.转刮连 铸位,钢包打开,系统自动恢复以上信息 当然,住任何情况下被授权的操作员可以按 照工艺要求修改这些信息. 2.连铸过程的监视控制 连铸过程的监视控制贳穿f整个浇注 过程中,从钢包的滑动水口打开直至连铸过 程结束为止.当钢包在浇注位置时,且过程 计算机站全部参数设定正确,钢包滑动水口 打开.钢水注入中间包,几分钟后铸流启动, 连铸开始.从对钢水和铸流的跟踪来看,系 统对整个连铸阶段的每个铸流进行监视控 制.根据系统执行情况,可将其功能划分为 周期性功能和非周期性功能: 周期性功能是在计算机操作系统控制 F,按照一定时闻周J{lJ反复地启动执行.它 包括迂铸速度模型的计算,_二冷水模型的计 算和质鼙判定模型的执行. 控雌桃 毫I戳戤旦撇 苎 辨 防 ? 34?l999年第3期 要 : 毒 :曼 i 钢铁厂设计?35? 1|周期性功能是在计算机操作系统控 制,当出现某种事r#时执行.它包括装入 连铸速度模型参数,装入二玲水模型参数, 改变铸流和二冷水之间关系,铸流切割计划 的变更,连铸过程的跟踪,铸坯的质量判定 和发往轧钢二级的信息. 功能说明如下: (1)装八连铸速度模型和二冷水模型计 算参数,改变铸流和二冷水之间关系 连铸开始后,系统根据第一炉钢包钢水 的连铸要求,确定连铸速度模型和二冷水模 型的计算参数,自动构成连铸速度模型和二 冷水模型,改变铸流和二冷水之间关系.当 钢种变化而连铸没有变化时,系统会自动地 决定装入不同的模型参数,配置不同的喷淋 模式.但操作员均可根据工艺要求可随时通 过操作员接口修改模型的计算参数,改变喷 淋模式. (2)执行连铸速度模型的计算 该模型按照工艺要求以一定的时间周 期反复地进行计算,以确定连铸速度的最佳 值.具体依据如下数据进行计算: ?参数 ? 连铸钢种的速度限制 ? 连铸速度和中间包钢水温度关系 ? 钢水中的S和Mn/S率 ? 连铸钢水的密度 ? 钢包内钢水的浇注时间 ?浇注时现场信息 ? 中间包钢水重量和成分 ? 钢水成分 ? 铸坯尺寸 ? 铸流状态 最斤根据连铸速度基本限制『顺序限 制得山两种连铸速度的推荐值,这两种连铸 述度都满足连铸钢种的要求. 根据所浇钢种述度的基本限制,升考虑 墟铸钢水的物理年?J'艺特点计算连铸述度, 推荐近铸速度最佳值. 在连铸计划中应注意当前用『F一个钢 包到达和离开构确定点,这个确定点对连铸 计划非常重要,而且这种确定点不只一个, 一 个确定点可保证一炉钢水连铸出好的 铸坯为此,连铸速度模型可根据顺序确定 点的限制推荐顺序连铸速度. 这两种连铸速度推荐值并不直接在现 场执行,而是由操作员选择其一作为推荐值 送往一级执行 (3)---冷水摸型的计算 二冷水模型在连铸控制中非常重要,计 算结果对铸坯质量产生直接影响.它可根据 铸流的二冷水模型计算参数,结合现场信 息.确定每个区二冷水流量的设定值.它主 要依照下列数据进行计算: ?参数 ? 喷淋水流量的变化范围 ? 铸流的每个冷却区域冷却水压力和流 量的容许范围 ? 冷却水流量校正系数的范围 ?实际喷淋 ? 铸流实际温度 ? 坐标:横坐标=连铸速度 纵坐标=冷却水流量 ? 坐标:横坐标=冷却水流量 纵坐标=空气压力 ?连铸时信息 ? 中间包内钢水温度 ? 铸流的连铸速度 ? 铸流的实际长度 最后计算出: ?36?999年第3艄 每流的每个玲却区冷却水流餐殴定 值 ?每流的每个冷却区空气压力 并将以上计算值送往一级执行, (4)铸流切割计算的执行 当铸流启动时,系统将一种铸流的切割 计划分配到本次切割,这就明系统建立了 折的切割计划.该计划包括一系列铸坯批 号,每个批号都具有一定铸流长度,即一次 冶炼的铸流长度. ?切割计划的管理 在连铸过程中,操作员可以任何理由修 改切割计划,给铸坯一个预定的切割长度. ?铸批的切割 根据切割计划和现场信息,系统可以确 定刚切割完的铸坯是不是该铸批的最后一 袭铸坯,如不是,系统向一级发出该铸批下 一 个切断点,修改切割计划并指出铸批的有 效长度. ?新炉次迮浇 当新的一炉钢水到达连铸区时,系统确 定每流的新旧钢水的边界,进行计算,修改 切割计划,使同一炉钢水尽鼙分配到同一铸 坯,减少废品 f5)铸坯切割匠度的优化 根据,]艺要求,铸坯的切割可分为单流 和多流两种情况.所以将铸坯切割长度的优 化功能分如下两种情况讨论: ?单流铸坯切割优化功能 在铸流关闭以后滏变钢号浇注时,常需 要单流迮铸的切割优化计萍.停【浇注 时,从中闻包的钢水睁l浇入结品器,开始 计掉铸流从结晶器剑切割机的实际L乇度,井 将铸流切荆为一定数不同艮度铸坯.为使 最后铸坯}刀尾虽小,必须且有铸坯切割K度 的切割优化功能.兄外,住浇注不同的钢种 时,或滑动水口变化时,会出现不同钢硒泄 台连铸的情况,这段铸流通常作为废钢处 理,为使废钢最少,也必须进行优化切断计 算.为此,可依}}}iF列信息惨改切割计划, 进行单流的优化切割计算: ? 切割铸坯的目标臣度 ? 当前铸坯的标准目标长度 ? 切割铸坯最小容许长度 ? 铸流的实际状态 ?多铸流的优化切割功能 这种优化切割功能比较复杂,在晟后一 炉钢水连铸时,系统要预报铸流的长度,考 虑当前实际铸流数N,根据当时铸流的F 列信息进行优化切割计算 ? 钢包内钢水重量 ? 中间包内钢水重量 ? 每个铸流的重量 ? 连铸钢种的有关信息【主要是钢水密 度) 计算后,通知一级基础自动化确定首先 关闭的铸流. 一 级基础自动化的决定与一1)个祷流 有关,计算(N一1)个铸流的铸坯数和最铸 坯的切尾,由操作员通过人机接口,根据现 场的信息进行计算,通过试验.确定要关闭 的铸流. (6)铸坯的质量判定 质耸判定模块是一个集成系统.它执厅 质量判定功能,提供铸坯的质量预报.该模 块安装在一个DECALPHAAXP过程计萍 机站上,通过以太网与连祷机过陧计算叽站 相联,使川TCP/IP}办议进行数据通信连 铸系统周J{IJ地向该模块发出连铸过的主 要信息,进行铸流和铸坯的跟踪,需要判 钢铁厂设计?37? 定铸坯的质时,系统向质昔判定模块发出 请求,并接受它的判定.从功能上来看,它 有监控和质量预报两种功能. ?监控 铸流可以切割为一定数量一定长度的 铸坯,系统可以把铸流连铸的各个阶段(结 晶器,喷淋区1,2,3段.水平段)的信息 综合起来,并不断地收集现场信息,根据这 些信息系统就可以识别铸流发生异常变化 的位置,并用铸流的长度来确定,当铸流到 达切割机前的水平辊道时,可将铸流的全部 信息发往质量判定模块. ?质量预报 当切割机完成铸坯的切割时,系统向质 量判定模块发出请求,以预报铸坯的质量. 为此,首先进行铸坯的识别,检查铸坯的质 量信息,将这些信息发往质量判定模块,归 入铸坯档案,请求进行质量预报,最终质 判定有效后,将有缺欠的铸坯种类和度归 入质量判定数据库. (7)连铸过程的跟踪 连铸过程的跟踪贯穿在整个连铸过 之中,从钢包钢水浇注开始至铸坯运送到辊 道为止,可分为钢包钢水跟踪,铸流跟踪, 铸坯跟踪三部分. ?钢包钢水跟踪 在连铸过程中,系统对每个钢包的钢水 进行跟踪,操作员执行冶炼通知后,系统通 知一级自动化将钢包放在钢包回转台的网 转臂上,回转臂旋转到浇注位置,钢包滑动 水口打开进入浇注状态.钢包内的钢水浇注 完,钢包关闭.但对连铸机来说,跟踪并 没有结束,还要继续对铸流进行跟踪, ?铸流跟踪 在连铸过程中,铸流的跟踪起着谁常重 要的作用,每流铸流都有一个独立跟踪监视 过程铸流的跟踪通过一级执行,其浇注过 程为手动(不工作)引锭杆准备插入引 锭杆插入浇注准备浇注浇注结束. 从手动(不工作)状态到引锭杆插入表明 从空闲状态进入工作状态,系统开始估计连 铸机的准备时间.当引锭杆插入后,铸流其 它活动都停止,第一个钢包打开后,系统的 浇注过程参数有效,进入浇注状态. ?铸坯跟踪 铸坯跟踪功能对铸流上的每一根铸坯 进行跟踪.当铸坯切割时,将收集或计算的 全部信息,如铸坯长度,重量等输入系统, 同时进行铸坯的喷E跟踪是从切割机开 始,到传送辊道结束,对辊道上的铸坯位置 进行监视,并预定铸坯的去向: ? 热装:无缺陷铸坯送热装辊道: ? 冷床:将无缺陷铸坯放在冷床上. 在预定铸坯方向时,对铸坯进行检查. 当查出有缺陷的铸坯时,删除此铸坯的有关 信息,待铸坯修补好后,再送往冷床. 3.结束语 该计算机系统经无负荷调试及负荷试 车后,已于1998年顺利投入运行,现已达 到殴计要求,监控效果良好.