大方坯连铸机动态轻压下过程控制系统开发与应用

论文摘要

动态轻压下技术可以显著改善连铸坯的中心偏析和疏松,已经成为提高连铸坯内部质量的先进技术之一。本文以自主开发大方坯动态二冷与动态轻压下过程控制系统为研究目的。在分析国内外动态轻压下技术的发展历程、应用及研究现状的基础上,结合国内某厂大方坯连铸机具体设备特点,研究开发了大方坯动态二冷与动态轻压下过程控制系统。该系统于2008年3月正式投产应用,其系统运行稳定可靠,功能齐备,目前已经生产45#、YQ450、37Mn2、LZ50等多个钢种,已达到设计要求。本文取得的主要进展如下：(1)大方坯动态二冷与动态轻压下过程控制系统的总体设计与架构。在分析了原铸机控制层级架构方式的基础上,设计开发了大方坯动态二冷与动态轻压下过程控制系统,其主要组成部分包括核心工艺控制模块、系统管理模块、通信模块、客户端等。(2)在硬件条件苛刻的情况下,通过设计硬件架构方式,改善核心工艺控制模型编程实现方式和设计软件监控模块等方法设计的过程控制系统,在保证系统功能和运行稳定的基础上,实现了系统在普通PC机上运行的目的,克服了现场硬件条件差的困难。(3)为方便实现核型工艺控制模型的开发与调试,设计开发了相应的离线仿真系统。离线仿真系统能全面的模拟大方坯稳态及非稳态生产过程中的浇铸条件,一方面为核心工艺控制模型的开发调试提供了良好的环境,大大缩短了模型的开发周期,降低了调试成本,另一方面为工艺工程师提供了工艺开发及参数优化的有利工具。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 连铸技术的发展及现状
• 1.2 大方坯连铸技术介绍
• 1.2.1 大方坯连铸特点
• 1.2.2 大方坯连铸的质量问题
• 1.3 大方坯轻压下技术的发展现状与关键技术
• 1.3.1 大方坯轻压下技术的发展
• 1.3.2 大方坯轻压下的应用现状
• 1.3.3 大方坯动态轻压下的关键技术
• 1.4 大方坯二次冷却和凝固传热技术
• 1.4.1 二次冷却对大方坯质量的影响
• 1.4.2 二次冷却的制定原则和控制准则
• 1.4.3 大方坯凝固传热数学模型的发展和现状
• 1.5 大方坯过程控制系统的设计
• 1.6 本文的研究意义、背景及目的
• 第二章 大方坯动态二冷与动态轻压下过程控制系统的总体设计与架构
• 2.1 大方坯二级系统的整体分析与设计
• 2.2 大方坯二级系统的功能和特点
• 2.3 大方坯二级系统高可用性的设计和实现
• 2.3.1 核心工艺控制模型的设计和实现
• 2.3.2 大方坯二级系统自身的管理和维护功能
• 2.3.3 检查点数据的设置与检测
• 2.4 大方坯二级系统的软件架构
• 2.4.1 二级系统软件的总体设计
• 2.4.2 二级系统的软件架构
• 2.4.3 二级系统数据库设计
• 2.5 大方坯二级系统的报警功能及实现
• 第三章 二级系统操作界面及离线仿真系统的设计与开发
• 3.1 二级系统操作界面说明
• 3.2 离线仿真系统的架构
• 3.3 系统模块功能及实现
• 3.3.1 工艺模型参数设定模块
• 3.3.2 模拟器模块
• 3.3.3 仿真计算模块
• 3.3.4 监控显示模块
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 文中包含图、表、公式及文献