基于VAI结晶器专家系统的漏钢预报研究与应用

发布时间：2020-07-26 16:54

【摘要】：迁钢公司于2010年三期工程引进VAI的两台板坯连铸设备,其中包括VAI结晶器专家漏钢预报系统。结晶器漏钢预报系统的稳定性直接关系到成品产量与质量。2013年投运初期因结晶器漏钢预报系统运行不稳定导致生产不能正常进行。因此,为保证铸机的正常生产,必须对结晶器漏钢预报系统进行实用性的改进。本文以板坯连铸为对象,参考大量国内外大量连铸资料,围绕着漏钢预报方法及VAI结晶器专家系统中的开发与应用进行研究,并针对漏钢预报系统的缺点提出改进之处。本文主要研究内容如下:(1)分析了漏钢种类及成因,结合弯月面的性质和作用,深入分析了影响粘结漏钢的因素,并提出了避免漏钢的预防措施。(2)通过对漏钢预报系统中热力学单元算法和动力学单元算法的分析,提出热电偶的选型安装优化方案。(3)概述了 VAI结晶器专家系统硬件构架以及软件界面与功能,对专家系统中的自动标定、报警功能以及在线参数监控进行了详细说明。(4)用VAI漏钢预报系统和逻辑预报系统进行了离线数据的处理对比,总结出VAI专家系统漏钢预报的实用性和缺点,在原有的专家系统上进行改进,增加专家系统重要点位控制和不稳态控制,并引入Activefactory趋势分析软件对漏钢预报在线监控。在VAI结晶器专家系统中增加重要点位控制和不稳态控制,以及引入Activefactory趋势分析软件给生产带来了极大的改善。通过统计,因结晶器漏钢预报系统的问题而下线明显减少,同时也未发生因结晶器漏钢预报系统而中断生产的故障,真实漏钢报警准确率近100%。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF345
【图文】：

流程图,连铸工艺,流程图,结晶器振动装置

图２．１连铸工艺流程图逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ邋ｃａｓｔｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑一台连铸机主要是由钢包回转台、中包车、结晶器、结晶器振动装置、二次逡逑

界面张力,弯月面,钢液

单位为Ｊ／ｃｍ２。逡逑一般说来，液体表面张力越大，其所产生的弯月面的半径也就越大，面积越逡逑大，弹性越好，就越对坯壳的形成有更有利的影响。如图２．２所示，弯月面半径ｒ逡逑可表示为［１５］：逡逑ｒ邋＝邋０．０５４３ｘ？？，逦（２．２）逡逑式中：逦钢水的表面张力逡逑ｐｍ——钢水密度逡逑／邋／／／／／／邋Ｘ邋Ｘ邋／／／／／／逡逑Ｘ邋Ｘ邋／／／／／／逡逑／邋／邋／／／／／／逡逑／＾ｒ逡逑！钢液逡逑１逡逑图２．邋３钢液形成的弯月面逡逑Ｆｉｇ．２．３邋Ｔｈｅ邋ｍｅｎｉｓｃｕｓ邋ｏｆ邋ｌｉｑｕｉｄ邋ｓｔｅｅｌ逡逑（２）界面张力逡逑界面张力为两种凝聚相的接触面上质点之间出现的张力，与表面张力类似，逡逑单位面积上的过剩能量被称之为界面自由能。界面张力的大小和两凝聚相之间产逡逑生的润湿角有关系，钢－渣之间的润湿角的大小由钢液与渣的界面张力来决定。逡逑保沪渣与钢液接触时，其两者之间的界面张力可简单地表示于图２．邋３所示，逡逑整个体系中的界面自由能可由式２．邋３表示：逡逑ＡＧ邋＝邋（°ｍ－ｓＨ）ｘＳ逦（２－邋３）逡逑式中：一一钢渣界面张力，Ｎ／ｍ逡逑ｍ邋—ｓ逡逑ａ邋—一钢液表面张力，Ｎ／ｍ逡逑ｆｆｌ逡逑ｃｊｓ逦保护渣表面张力，Ｎ／ｍ逡逑？邋１４－逡逑

钢渣,界面张力,钢液

ｃｏｓａ邋＝（0－？２，．Ｊ－ｃｒ＾－ｃｒｉ２）／（２ｘｃＴｍｃｒｉ）逦（２．４）逡逑图２．４中，ａ邋＋／？为润湿角。在钢渣界面，角几乎接近于９０°，润湿角逡逑主要取决于ｃｔ。由上两式可知，钢－渣界面张力减小，ＡＧ减小，润湿角减小，弯逡逑月面的弹性减小。这样，弯月面容易破损，对初生坯壳不利；且钢液与保护渣较逡逑易润湿，可能形成夹渣且不易分离。逡逑，０邋ｎ逡逑＾邋ｓ逦—逡逑逦保护洛逦逡逑图２．邋４钢渣界面张力逡逑Ｆｉｇ．２．４邋Ｓｌａｇ邋ｉｎｔｅｒｆａｃｅ邋ｔｅｎｓｉｏｎ逡逑由以上分析可知，钢液表面张力、钢渣界面张力是影响弯月面表面性质的主逡逑要因素，而钢渣界面张力几乎与表面张力成正比。逡逑弯月面性质与钢液的表面张力有着密切的关系，钢液表面张力越大，则弯月逡逑面的弹性薄膜功能也相应越强

【参考文献】