计算机在冶金中应用-连铸过程教学教案.ppt

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1、计算机在冶金中应用连铸过程中计算机系统1、连续铸钢工艺设备概述1－钢包；2－中间罐；3－结晶器；4－二次冷却装置；5－振动装置；6－铸坯；7－运输辊道；8－切割设备；9－拉坯矫直机2、作用与目的使用计算机目得--实现连铸连轧的条件：轧机的小时生产能力与炼钢、连铸的能力相符；连铸坯的尺寸、温度与轧制产品及轧机要求相匹配；要有生产高温无缺陷铸坯技术，无需清理的无缺陷铸坯达到90%以上；建立一个一体化的钢-铸-轧的生产管理、生产调度和质量保证。过程计算机作用：优化设定良好的质量判定数学模型及人工智能应用及时的通信联络3、计算机系统结构计划系统1）生产计划编制与实施2）生产计划评价和调整

2、生产调度系统运转设备监视操作和生产状况操作管理系统信息收集和处理质量跟踪和鉴别设备预防性故障诊断和维护4、连铸过程计算机主要功能1）数据采集与处理（1）与出钢钢号有关数据出钢温度和时刻、钢水重量；钢水品质异常代码、钢水成分，炉次确定报告；（2）与钢水包有关数据转炉号、钢水包号滑动水口直径、塞棒次数、钢水包到达时间、钢水温度及测温时间等；（3）与中间包有关数据中间包号和形式、使用次数、预热时间，预热温度（4）与结晶器有关数据结晶器号码、使用次数、结晶器四周铜板厚度和各自编号；（5）与连铸号有关数据钢水包开浇日期、连铸机号、预定出钢记号、决定出钢记号；炉况实绩，包括出钢温度及测温时间

3、、钢水重量和渣量；钢水处理实绩，包括钢水到达和离开处理站时刻，处理开始和终了时刻，处理时间和温度；交换中间包数据，交换时刻和交换时的总铸造长度；操作时刻及时间，钢水包开浇及终了时刻、浇铸时间；浇铸长度浇铸速度保护渣数据：品名与使用量多炉连浇数据，一个浇铸周期中预订和实际的多炉连浇包数；结晶器数据：结晶器平均震动数、振幅、冷却水量、进出口温度及温差重量：钢水重量、合格坯重量、废钢量、铸坯数量及收得率；二次冷却水数据：每区喷水量、喷水方式及气水比；切割实绩数据：铸坯号、铸坯尺寸、重量、表面温度等。对应结晶器号收集数据结晶器准备结晶器到位中间包准备中间包到位输入铸造计划收集中间包数据铸

4、造计划钢水包注入开始开始铸造钢水包注入结束下一钢水包注入开始最末钢水包注入结束中间包注入结束时间铸坯对铸造长时间进行数据收集切割实绩的数据收集出钢测温钢水处理钢水包数据收集出钢钢号的数据收集对连铸号进行数据收集数据采集范围和时间2）生产过程控制动态模型控制方式:以在线数学模型运算结果来执行控制模型包括根据铸坯厚度、温度计算消除应力的压缩浇铸模型，根据目标温度进行铸坯过程控制的二次冷却模型，切割控制模型和质量异常判断模型等；预设定控制方式：由过程计算机对某些由基础自动化级执行的控制系统进行设定3）数据显示公共画面：菜单，计算机再启动，数据设定工艺流程画面：CRT数据处理画面：各过程

5、数据设定值，通道数学模型计算结果及设定控制画面工艺参数画面：时间系列曲线，趋势曲线，历史数据曲线信息及处理实绩画面：连铸作业顺序等各类报表画面5、连铸过程控制模型及人工智能的应用5.1质量控制系统模型质量控制模型中包括的主要变量有：中间包钢水温度、中间包钢水液位、结晶器振动参数、结晶器搅拌参数、一冷水温度差、拉速、二冷水量、二冷水压力流量比值、铸坯温度、牵引辊压力、矫直辊压力等。具体的方法是在铸造过程中，QCS模型将铸流分成长度为100mm的许多小段，利用牵引辊编码器对铸流的跟踪，将所有过程变量分配到各自起作用的位置中。当一段铸流完成剪切之后，就对与该铸坯各部分有关的所有过程变量

6、实际值与设定值进行比较，得到最小值、最大值、最大变化率及时间值等判断：如果T＞Tset，则认为过程变量超出范围，并对相关铸坯做出标记；如果T＜Tset，则认为过程变量正常。5.2拉坯速度优化模型拉坯速度优化模型用于计算连铸机每一流的拉坯速度以及浇完整包钢水所需的浇铸时间。所需参数包括：钢密度、钢水温度、钢包实际重量、各流的实际浇铸速度、各流的结晶器大小、使用中的铸流大小等。为了防止出现错误，在下述情况下对拉速进行滤波：（1）多炉连浇时在第一炉起动阶段，10min之内不进行拉速计算；（2）拉速连续变化，所以计算时采用前一分钟的平均拉速；（3）如果某一铸流停止拉坯不超过5min，则认

7、为是临时停机，并保持该铸流此前的最新有效拉速。另外，所有的时间常数都在冶金数据库中的参数寄存器中有定义，必要时可对其进行修改。5.3切割优化模型目的：切割优化模型是为了自动实现最小钢损失而根据生产程序命令对铸坯切割动作进行监控的一种措施功能：（1）查询来自一级自动化系统的请求，由时间或事件触发，如钢包水口打开、浇流起动或铸坯切割等事件。（2）从现场获取过程变量（如铸坯拉出长度等）。（3）从生产数据库读取生产程序表和剪切程序表。（4）确定下一段铸坯的最佳切割长度。（5）将最佳切割长