ECR長材連鑄連軋生產線連鑄過程優(yōu)化控制的研究.pdf

1、本文是國家科技部重大專項課題“長材連鑄連軋生產線”(課題號：2001BA306B03)的一部分。以國外某鋼鐵廠長材連鑄連軋生產線為背景，針對長材連鑄連軋生產線中ECR連鑄機過程控制的若干關鍵技術做了以下研究工作。1、以實際連鑄機為研究背景，建立了結晶器液位控制對象的數(shù)學模型，模型包括了鋼包對中間包液位的影響，考慮了中間包多水口的相互影響。 2、對結晶器鋼水液位控制采用了基于專家知識的智能PID模糊復合控制策略。智能PID模糊控制

2、系統(tǒng)繼承了PID控制的優(yōu)點，增加了人工智能的經驗。仿真實驗結果表明，PID模糊復合控制策略可以實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)工況下的結晶器液位穩(wěn)定控制，控制系統(tǒng)對塞棒、水口結瘤、結瘤脫落等干擾具有很好的抑制作用。模糊控制規(guī)則可以在生產實踐中不斷積累、修改完善。PID模糊復合控制器設計、調試簡單，易于工程應用。 采用智能PID模糊控制的結晶器液位控制系統(tǒng)在實際連鑄機上進行了生產現(xiàn)場試驗，試驗結果驗證了仿真實驗結果，結晶器液位控制精度≤3mm，達

3、到了引進設備的控制效果。 3、結合ECR連鑄機工藝特點，對一次冷卻、二次冷卻的影響因素、控制準則進行分析與研究。建立了連鑄坯溫度場數(shù)學模型，用有限差分法對溫度場數(shù)學模型求解，對連鑄坯凝固過程進行仿真。為ECR連鑄機工藝設計，實現(xiàn)連鑄坯過程溫度控制，作了基礎性的準備工作。 運用仿真技術研究了高拉速條件下鋼水在結晶器內的凝固特性，提出了結晶器熱流密度分布的設計準則，為高拉速條件下的結晶器設計提供理論基礎。 4、在冶金

4、冷卻約束條件的指導下，利用GA全局優(yōu)化能力，提出一種啟發(fā)式GA優(yōu)化連鑄矩形坯冷卻條件的方法，用盡可能少的冷卻水量得到盡可能接近期望的目標溫度，為ECR連鑄機冷卻水量控制提供一個初始設計準則。 5、針對連鑄二冷動態(tài)配水中在拉速變化范圍大的情況下，系統(tǒng)不穩(wěn)定，水量計算偏差大等實際應用中存在的問題，提出了一種連鑄二次冷卻動態(tài)控制方法。二次冷卻動態(tài)控制方法改變傳統(tǒng)的單一目標溫度的方法，采用冶金約束條件允許下的變化目標溫度，變化溫度控制精