连铸坯生产的冷却控制装置.pdf

本发明属于一种冶金生产控制设备，特别涉及一种连铸坯生产冷却控制设备。连铸坯生产的冷却控制装置包括：钢水凝固特征参数库[1]；铸坯目标温度曲线及控制策略库[2]；冷却介质控制器[3]；连铸冷却模型[4]。由于本发明使用高精度的连铸冷却模型计算铸坯各位置的温度分布计算值，进而得到优化的参数，所以达到了较高的控制精度，并且不需要在铸机生产设备上安装很多控制用传感器，降低了设备成本和控制的复杂度，稳定了连铸生产。

1、  一种连铸坯生产的冷却控制装置，其特征是：它包括：
钢水凝固特征参数库[1]，它记录了在不同钢水化学成分和铸坯规格情况下，用钢水材料模型计算和优化得出的，钢水凝固过程中物理、化学和力学参数的变化数据；
铸坯目标温度曲线及控制策略库[2]，它记录了根据不同钢种和不同冶金准则所确定的优化铸坯目标温度曲线和控制策略；
冷却介质控制器[3]，它根据所述铸坯目标温度曲线和控制策略库[2]所提供的铸坯目标温度曲线和控制策略，以及连铸冷却模型[4]给出的铸坯各位置温度分布计算值，进行冷却介质调整数据的计算，并将冷却介质调整数据提供给连铸生产设备[5]和连铸冷却模型[4]；
连铸冷却模型[4]，它以冷却介质传热参数作为物理模型的边界条件，以所述钢水凝固特征参数库[1]提供的数据作为铸坯冷却的热物性参数，从铸机生产设备[5]获取拉速和钢水温度等数据，对铸坯冷却主方程进行计算，得到铸坯各位置的温度分布计算值，并将温度分布计算值反馈给所述冷却介质控制器[3]。

2、  根据权利要求1所述的连铸坯生产的冷却控制装置，其特征是：它还包括：
人机界面[6]，通过它，操作员可以根据工艺需要向所述铸坯目标温度曲线及控制策略库[2]给出目标温度曲线和控制策略；
历史数据库[8]，它记录由所述连铸生产设备[5]提供的运行各测量值，由所述连铸冷却模型[4]提供的温度分布计算值等目标值，以及其它重要的生产数据；
模型优化器[7]，它通过对所述连铸生产设备[5]提供的特征点实际温度测量值和连铸冷却模型[4]的温度分布计算值进行比较，对连铸冷却模型[4]进行在线修正；并通过所述历史数据库[8]提供历史特征点的实际温度测量值和连铸冷却模型[4]的温度分布计算值的大量记录的比较，对连铸冷却模型[4]进行离线修正。

连铸坯生产的冷却控制装置
技术领域
本发明属于一种冶金生产控制设备，特别涉及一种连铸坯生产冷却控制设备。
背景技术
在冶金生产过程中，连铸二次冷却直接影响铸坯质量和连铸机产量。一方面，二冷控制关系到连铸坯中裂纹和其它缺陷的产生，为确保生产出优质的连铸坯，必须根据钢种、浇注温度、拉坯速度、铸坯尺寸和铸机尺寸等参数来制定对应的冷却工艺；另一方面，合理控制液相穴长度可以优化拉坯速度、提高连铸机产量。
为了优化二冷控制，近些年来已开发了许多基于二冷传热数学模型模拟连铸过程、计算二冷水量分配的控制装置，它们在一定程度上改进了连铸操作，但是，由于其数学模型只能离线模拟稳定的浇注过程，而不能可靠地反映浇铸条件频繁变化的实际连铸过程，因而控制精度不够理想。
发明内容
本发明的目的是：提供一种控制精度高的连铸坯生产的冷却控制装置。
本发明的技术方案是：连铸坯生产的冷却控制装置，它包括：
钢水凝固特征参数库，它记录了在不同钢水化学成分和铸坯规格情况下，用钢水材料模型计算和优化得出的，钢水凝固过程中物理、化学和力学参数的变化数据；
铸坯目标温度曲线及控制策略库，它记录了根据不同钢种和不同冶金准则所确定的优化铸坯目标温度曲线和控制策略；
冷却介质控制器，它根据所述铸坯目标温度曲线和控制策略库所提供的铸坯目标温度曲线和控制策略，以及连铸冷却模型给出的铸坯各位置温度分布计算值，进行冷却介质调整数据的计算，并将冷却介质调整数据提供给连铸生产设备和连铸冷却模型；
连铸冷却模型，它以冷却介质传热参数作为物理模型的边界条件，以所述钢水凝固特征参数库提供的数据作为铸坯冷却的热物性参数，从铸机生产设备获取拉速和钢水温度等数据，对铸坯冷却主方程进行计算，得到铸坯各位置的温度分布计算值，并将温度分布计算值反馈给所述冷却介质控制器。
由于本发明使用高精度的连铸冷却模型计算铸坯各位置的温度分布计算值，进而得到优化的参数，所以达到了较高地控制精度，并且不需要在铸机生产设备上安装很多控制用传感器，降低了设备成本和控制的复杂度，稳定了连铸生产。
附图说明
附图为本发明的原理框图。
具体实施方式
实施例1：连铸坯生产的冷却控制装置，它包括：
钢水凝固特征参数库1，它记录了在不同钢水化学成分和铸坯规格情况下，用钢水材料模型计算和优化得出的，钢水凝固过程中物理、化学和力学参数的变化数据；
铸坯目标温度曲线及控制策略库2，它记录了根据不同钢种和不同冶金准则所确定的优化铸坯目标温度曲线和控制策略；
冷却介质控制器3，它根据所述铸坯目标温度曲线和控制策略库2所提供的铸坯目标温度曲线和控制策略，以及连铸冷却模型4给出的铸坯各位置温度分布计算值，进行冷却介质调整数据的计算，并将冷却介质调整数据提供给连铸生产设备5和连铸冷却模型4；
连铸冷却模型4，它以冷却介质传热参数作为物理模型的边界条件，以所述钢水凝固特征参数库1提供的数据作为铸坯冷却的热物性参数，从铸机生产设备5获取拉速和钢水温度等数据，对铸坯冷却主方程进行计算，得到铸坯各位置的温度分布计算值，并将温度分布计算值反馈给所述冷却介质控制器3。
实施例2：为了进一步提高控制精度，在实施例1所述的连铸坯生产的冷却控制装置中，还可以包括：
人机界面6，通过它，操作员可以根据工艺需要向所述铸坯目标温度曲线及控制策略库2给出目标温度曲线和控制策略；
历史数据库8，它记录由所述连铸生产设备5提供的运行各测量值，由所述连铸冷却模型4提供的温度分布计算值等目标值，以及其它重要的生产数据；
模型优化器7，它通过所述连铸生产设备5提供的实际温度测量值和连铸冷却模型4的温度分布计算值进行比较，对连铸冷却模型4进行在线修正；并通过所述历史数据库8提供的实际温度测量值和连铸冷却模型4的温度分布计算值的大量记录的比较，对连铸冷却模型4进行离线修正。