近年来，达涅利自动化公司(Danieli Automation)在板坯连铸控制方面积累了丰富的经验。该公司与以薄板坯连铸见长的banieli WeanVnited公司和以厚板坯连铸见长的Davy Distington公司合作，成功完成了大量工程项目；同时，该公司在生产过程改进和连铸工艺优化方面也开发出成套技术解决方案。这些技术解决方案以工艺方案包(Technological Package)的形式提供给客户，内含硬件、软件、文本说明以及工程服务。它们既可装备新建的连铸机，也可与现有连铸设备配套使用。本文对主要连铸工艺方案包和一些成功运用这些工艺方案包的近期连铸工程项目作出介绍。
1 板坯连铸工艺方案
达涅利公司提供的连铸机全部工艺设计、工程方案均基于公认的一系列基本原则。
这些基本原则将保证在高生产率、灵活可靠地操作和低产品成本的前提下生产出优质连铸板坯。具体地说，它具有下述特点：
(1)由于提供了最佳优质保证和高生产率，因而可最大程度地保持连铸稳态操作期。
(2)即使在不可避免的连铸非稳态操作期内仍可进行优质连铸。
(3)大幅降低连铸操作人员。
达涅利自动化公司与Danieli VeaaUnited公司和Danieli Davy Distington公司联合开发出的一系列技术工艺方案既适用于新建连铸机，也适用于原有的连铸机。同时还扩大了连铸机浇铸钢种的范围。
目前，可为用户提供的连铸工艺方案包如下：
(1)MLC：基于模糊逻辑原理的结晶器液位控制系统；
(2)HOC：液压振动控制系统；
(3)WAM：结晶器调宽控制系统；
(4)BPS：漏钢预防系统；
(5)DSC：动态喷淋控制系统；
(6)DSR：动态轻压下控制系统；
(7)QUART：铸坯质量实时评价系统。
2 结晶器液位模糊逻辑控制{MLC}
结晶器液位控制在连铸工艺中具有举足轻重的作用。设计良好的调控器应考虑到各种过程条件的瞬时变化、传感器和触发器的非线性以及它对可能发生的外界干扰的抵抗性。与传统的控制系统(如PLD控制器)相比，达涅利自动化公司研制成功的结晶器液面模糊逻辑控制器，由于其对连铸过程参数的反应速度更快，因而它能胜任对更加复杂的动态过程进行控制，从而保证结晶器钢水液位具有较高的稳定性。
结晶器液位模糊逻辑控制器由以下三部分组成：
(1)识别模块
(2)监管模块
(3)调控模块
识别模块：识别模块的功能是对结晶器钢水液位做出估算。进行计算时将考虑到结晶器、中间包和塞棒的尺寸，同时还考虑到液位传感器现场实测值、中间包重量以及拉坯速度。
识别模块系统的核心功能是通过卡尔曼过滤法执行的。它使用了实测和预计的差值调整状态矢量。由于运用了迭代法统计技术，使得结晶器液位的计算误差值降至最低。
识别模块系统的另一个功能是由一台傅里叶快速频谱转换分析仪完成的，它能够检测结晶器内驻波频率和钢水表面的其它周期性紊流。在对塞棒运动进行控制时使用这些检测值可避免产生共振。
监管模块：监管模块是结晶器液位模糊逻辑控制系统的控制中心。它能对连铸参数的变化趋势进行监控，特别是对突发事件和误差操作进行监控。根据上述连铸过程发展趋势，该模块能选取最有效的控制操作付诸实施。
监管模块配置有模糊逻辑规则，它们能确定连铸机的相关运行状态，如：
(1)开浇
(2)正常连铸
(3)水口堵塞和清除
(4)塞棒磨损
(5)存在共振性驻波
(6)鼓肚
监管模块在确定连铸机的运行状态后，它能以最适当的方式作出反应，如和识别模块相配合对钢水液面的估算做出调整；和调控模块相配合，以取得最佳控制效果。
调控模块：调控模块用于计算所需的控制动作并提供驱动塞棒的输出信号。调控器为配置有前馈元件的PLD控制器。根据监管模块提供的连铸状态趋势，参数的调整处于连续修正状态。
结晶器液面模糊逻辑控制：达涅利自动化公司现已在薄板坯和厚板坯连铸机上安装了结晶器模糊逻辑调控器。钢流可通过塞棒机构(电动或液压驱动)或滑动水口进行控制。钢水调控器可使用辐射式液位传感器或电磁式液位传感器。现已证明，上述装置能使结晶器钢水液面在大部分操作和拉坯速度下保持在±2mm范围之内。
达涅利自动化公司还研制出新电磁式液面传感器，它与结晶器模糊逻辑控制器配合使用可取得最佳连铸效果。
3 液压振动控制(HOC)
结晶器液压振动的优点通过使用液压振动控制装置而体现出来。这一高级振动控制系统具有下述特点：
(1)按照市场主流品牌可编程控制器和标准平台配置，采用全数字开放式结构技术。
(2)波形：正弦、双正弦、非对称正弦、锯齿形、圆锯齿形以及用户自定义波形。
(3)频率：30—500次／分(典型频率)。
(4)冲程：0至±10mm(典型冲程)。
(5)非对称度：20％至80％，视波形而定。
非对称度的定义为：在一个振动循环中，上振历时与总历时之比。
此外，液压振动控制系统还具有保持二个液压缸做同步运动的功能。液压振动控制系统的这一功能可以避免两个液压回路的失衡，否则两个液压缸的活塞便会作非平行运动，从而导致结晶器作非平行运动。
自上个世纪九十年代初以来，液压振动控制工艺包不断得到改进与发展，目前它已成功运用于达涅利DavyDistington公司的IN-MO结晶器。这种液压振动控制工艺包具有下述功能：
(1)液压动作准确，直接作用振体。
(2)水冷铜套可现场更换。
(3)使用高效螺旋驱动，实现遥控和快速更换。驱动马达和变速装置安装在喷水箱外部。
(4)采用软紧固装置。
(5)易于安装电磁闸。
4 结晶器调宽控制(WAM)
调宽结晶器具有结晶器侧面板定位功能。每一侧面板定位调整均由两根精确导向螺杆、伺服马达和齿轮驱动装置执行。
结晶器宽度和锥度可在连铸期间进行遥控调整。这种调整是由计算机终端实现的，它装备有与操作人员友好的图形界面系统并与其它外设自动化装置联机，从而实现与结晶器的其它功能密切协调。
调宽结晶器控制工艺包提供下述功能：
(1)实现结晶器最佳调宽。
(2)公差过渡最佳化。
(3)动态宽度变化。
(4)动态锥度变化。
(5)空隙补偿。
(6)对连铸开浇，更换中间包和粘结监测作出正正确响应。
5 粘结和漏钢预防系统(BPS)
因板坯凝固坯壳粘结到结晶器内壁上而导致的漏钢其后果十分严重。根据安装在结晶器内的热电偶温度读数可实现对粘结漏钢的预防。源于温度传感器的输入资料可对结晶器温度状态作出图示供连铸机操作人员使用。
结晶器内安装的所有热电偶均与漏钢预防用可编程逻辑控制器相连接。对热电偶矩阵进行定期扫描以检测板坯表面的温度梯度，从而对漏钢或粘结状况作出阐释。
在连铸期间，任何失灵的结晶器电偶均自动由算法语言删除，同时在硬件监控接口上出现相应报警。根据硬件监控接口的报警，粘结澜钢预防系统便可对热电偶进行选择。
只要出现粘结报警，粘结漏钢预防算法便会根据结晶器内漏钢或粘结给出自动降低拉坯速度的指令，以便使板坯坯壳得到焊合。
6 二冷区动态喷淋控制(DSC)
在各种连铸条件下对铸坯进行有效的二次冷却是现代连铸设备的另一个重要特征。
对喷淋冷却进行有效控制是铸坯取得最佳表面质量和内在质量的保证。
由达陧利自动化公司开发的动态喷淋控制系统的目标是：
（1）对于每一连铸条件和每一钢种，使连铸坯保持良好的热曲线分布。
（2）保证铸坯具有良好的表面质量。
（3）提高铸坯内在质量。
目前可提供的动态喷淋控制系统有两种不同的类型：
DSC—EIJT型适用于尚未采用动态轻压下技术的连铸机。
DSC—LPC型适用于已采用动态轻压下技术的连铸机。
ELT模型能根据拉坯速度、钢种和板坯宽度确定最佳喷水量。采用这种模型，甚至在非稳态连铸操作期间，铸坯也能保持最佳凝固状态，使板坯质量得到保证。
PLC模型即液相穴控制模型是一个在线数学计算模型。它能根据钢种、中间包温度、结晶器内流动状况、喷水流量和拉坯速度计算出板坯温度。该模型是根据二维有限元算法语言而开发的，采用这种算法语言可对傅里叶传热方程进行求解。对于所有铸造材料，在由金属弯月面至割炬的区间内均可对其进行实时计算。
计算结果以用户方便的方式传输给工作站中的工艺工程师。铸坯凝固曲线、坯壳厚度以及冷却水最佳控制建议参数均以图示的方式提供。
二冷区喷淋冷却水控制的目标是对于每一钢种和连铸条件的铸坯均保持相应的温度曲线分布。液相穴控制系统能计算板坯温度曲线并将有关数据资料发送到喷淋水控制用可编程序逻辑控制器(LPC)。LPC根据工艺数据库中设定的目标温度和由液相穴控制系统提供的温度差调整冷却水流量。
7 动态轻压下(DSR)
板坯连铸机采用轻压下技术的目的是改善板坯内部质量。在连铸的轻压下阶段，从外部对板坯施加机械压力的目的防止铸坯内部形成凝固桥和冷缩不均匀性，而铸坯内部的中心疏松、中心偏析以及化学成分的不连续性正是由凝固桥的形成和收缩不均匀所致。采用上述机械压力可打碎铸坯内部形成的凝固桥，促进钢水流动补偿内部收缩不均，生产更加密实和化学成分洁净的板坯。
动态轻压下模型能根据铸坯内计算得出的液态区和糊状区位置动态调整液压缸压力设定值。液相穴控制模型能根据连铸条件(水流量、拉坯速度和浇铸的钢种)预测板坯每一断面的糊状区与液相区之比。可编程逻辑控制算法能选择最佳压下模式，并据此对轻压下液压缸进行调整。
8 板坯质量实时评估(QUART)
板坯质量实时评估系统是一种基于计算机的产品质量评估系统。开发这一实时质量评估系统的目的是向板坯连铸机操作者提供铸坯质量状况并对影响铸坯质量的参数发出报警。同时，板坯质量实时评估系统对于铸坯直接热装特别有好处。
9 小 结
本文对达涅利自动化公司开发的七种连铸工艺方案包作了介绍。它们分别是MLS、HOC、WAM、BPS、DSC、DSR和QUART连铸工艺方案包。这些连铸工艺方案包在连铸机上可单独使用，如德国Stdlwerke Bremen公司的一台双流厚板坯连铸机仅选用了一种连铸工艺包，即结晶器液压振动控制方案包(HOC)；也可以在一台连铸机上同时使用几种连铸工艺方案包，如中国攀枝花钢铁公司的一台单流厚板坯连铸机同时使用了所有七种连铸工艺方案包。达涅利自动化公司开发成功的连铸工艺方案包既适用于装备新建连铸机，也适用于对现有的连铸机进行技术改造。目前本文提及的七种连铸工艺方案包已应用于厚板坯、中厚板坯和薄板坯不同类型的连铸机并已取得良好的经济效益。
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