钢水连铸自动化的最新成就和前景

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目前，连铸工艺过程自动化达到了很高水平和获得越来越多的综合特性。研制完善的产品质量控制系统能充分发挥现有装置和设备潜能。
　　奥钢联从80年代起就着手于连铸机自动化领域的研究，不断完善工艺过程控制系统、制造工艺过程模型和数据存储器等，这些措施明显改善了连铸坯质量。同时完成了其它一些重要研究。例如，在操作人员的指令下出现了加快方案实施期限、改善系统可靠性和保证改造现有连铸机时高度灵活性的模拟方案。此外，网络和全球通讯数据传输领域的成就展示了为客户提供技术援助和服务的新的可能性。根据对钢坯和终产品质量增长的需求，必须具备优化工艺过程的电脑程序系统。毫无疑问，АСУТП领域的新方案和其优化，以及质量控制系统中的新方案和这些系统联合成统一的生产规划综合体将有助于生产无缺陷钢坯。与此同时，采用数据存储器和复杂的数据评定方法确保深入了解工艺过程。
　　本文分析了连铸机的几种自动化观点：新的工艺过程控制系统；数学模拟；质量数据存储器；“连铸机连接和浇铸”构想　；新的实施方案方法和为客户的有序服务。
　　新的工艺过程控制系统
　　例如，调节结晶器内钢水量的工艺过程控制系统，其构成自动化控制的基础。应当区分奥钢联自动化，技术和工艺领域的2种最新方案：“Моулд－鉴定”系统和钢锭锥度自动化调节系统。“Моулд－鉴定”系统保证更全面的信息，在该信息基础上可以研制新的工艺方案和确定发出事故信号的临界值，从而保证工艺过程的高度稳定性。该系统的主要作用：结晶器温度和摆动机械的日常监测、防止漏钢；计算热流和摩擦。不同功能作用信息，以及结晶器内工艺过程条件状况被输送到主程序控制器内。弯月面，及钢锭和结晶器间缝隙浇铸粉末的有效应用决定着浇铸过程质量。锭壳表面和结晶器铜板之间的相互作用可以表示结晶器摩擦状况。摩擦力从数量上描述了浇铸过程中的浇铸粉末性能。
　　钢锭锥度调节系统的设计目的在于减少沿其中心线的偏离。该系统旨在于利用厚度即时自动化系统的液压调节扇形段补偿钢锭软化区域的热收缩，这些扇形段成为整个拉锭动力系统的基础。
　　除已经试验使用的这些扇形段机械结构和采用简单、稳定的作业液压设备外，必须具有可靠和稳定的自动化系统。缝隙形状规定值根据钢锭温度场状态导出，温度场则通过热状态监测模型和缝隙调节装置计算。规定的缝隙形状值不在钢锭温度场范围内。计算考虑到钢锭软化区域缝隙所在地和长度。
　　数学模拟
　　连铸是炼钢生产的最复杂过程之一。近几年来，世界各国为了以不同方式利用数学模型和数学模拟来描述炼钢工艺过程作出了不少努力。在一些领域获得了良好的模拟效果，这些模型经过了物理模拟和实际测量数据检验。近年来，在电脑功率快速增长的条件下研制出了越来越复杂的数学模型。完善后的模型然后可以用于有序控制工艺过程和对其优化。
　　根据结晶器内新研制传送器的测量结果，获取了有关凝固过程的附加有效信息。首先，这将成为寻找新数学模拟方法的促进因素。奥钢联自动化领域的工作集中于采用改善钢水生产效果的最新数学模拟研究成果：即铸锭温度数学模型。该领域的下一步研究主要是模拟浇铸过程中夹杂和裂纹的形成。这些模拟将用于明确现有基于统计的缺陷预测系统。通过模拟获得的成果可以用于完善浇铸工艺和抑制缺陷形成。
　　质量数据存储器系统
　　1997年，钢水冶炼和连铸过程专门质量数据存储器由奥钢联研制成功，并应用于里采市的埃尔吉米尔工厂。该系统综合了基于炼钢生产过程和连铸而获得的质量和工艺过程数据，然后在此基础上完善生产。
　　1998年奥大利亚的ФАШЛ公司和奥钢联开始共同研制ФАИ-ку质量数据存储器。该系统于2000年春天应用于ФАШЛ公司技术监测生产线和镀锡生产线上。试验安装后拟定沿整个工艺线综合采用。整个工厂系统数据存储器的综合作用在于控制这些领域的质量，例如，工艺过程和质量检验数据记录；
　　按客户要求监测产品生产过程；研究工艺过程；制备质量说明书。
　　由于该系统保证连续监测从钢水开始连铸到其处理生产线全部生产范围的料流，收集和存储质量试验结果，以及将这些数据与工艺过程记录相联合，这就要求专门的算法作为系统研究部分，例如，监测在冷轧带钢截面上发现的缺陷。此时，这种算法应当考虑到产品的拉伸、重绕、切割或翻转。完全可以预测，每一阶段工艺过程数据存储器的设立将大大减缓在整个生产范围内的生产研制和优化。由于采用因特网，该系统在改善产品质量方面前景广阔，大大提高了各种问题的解决效率。
　　“连接和浇铸”构想
　　不久前，奥钢联采用一种新型控制钢水连铸过程的工艺过程系统－分散模拟系统。其基于一些自动化程序逻辑控制器系统或不同控制段的人工电脑系统。每一部件都连接到数据采集装置上，该装置将一些设备连接成一个系统，保证人－机接口，以及与2级自动化系统的联系数据。这些装置采用特制智能型和程序系统进行装备，可以作为以试验或预防维修为目标的自动化装置。装置被标准化和能够按不同组合应用于要求设备自动化的技术和程序系统中。采用该方法可很快启动连铸机。迪纳弗列克斯结晶器摆动装置、结晶器宽度液压调节系统和L2级自动化系统可以成为“连接和浇铸”流程一些装置的范例。
　　“迪纳弗列克斯”结晶器摆动装置
　　“迪纳弗列克斯”结晶器摆动装置可以作为自动装置或可以安装于分散部件系统中。调节直接从内装显示器进行，显示器保证组装车间全部装置的预先调整和试验。
　　结晶器摆动装置控制系统的主要特点：计算正弦曲线和非正弦曲线的设定值、有序和自动调节行程、控制结晶器摆动和计算摩擦。为了收集数据和消除故障，装置采用服务连接器装备，该连接器保证综合下一步进行分析的工艺过程信号。
　　结晶器宽度液压调节装置即适用于新型连铸机，又适用于改造设有液压或电子传动装置的典型结晶器。全部调整直接从图解显示器进行。控制系统装备意外事故鉴别系统。该系统用于调节结晶器宽度和恢复正常的作业制度。
　　奥钢联的L2级自动化系统为模拟式，为优化工艺过程而设计，利用数据综合采集装置和信息输送装置进行装备。该系统包括不断变化的二次冷却和其它工艺调节过程，以及提高合格率和控制质量工艺模型。
　　远程帮助
　　奥钢联的专家们可以在新装置和设备的使用期和保证期内与自己客户联系，目的是提供工艺过程技术帮助。因此，程序系统的鉴定信息可以以极其灵活和低费用方式提供。规定的数据连接稍后可应用于辅助类型服务和技术协助，以及程序系统更新。同时存在根据程序系统接近奥钢联全球专家网的可能性。
　　因特网观测：质量数据和汇表不仅将可以很快地通过专门的显示器获取，而且同时还可通过因特网或利用WAP工艺获取。冶金工作者和企业管理者在家里或全球的任何一个地方都能够获取任何工作站或企业网上的工艺过程数据。，这些通讯手段保证能够有效利用庞大的信息。
　　“CC　 Brain”：这是有序冶金讨论中心，保证全世纪冶金工作者通过因特网进行联系。中心成员可以提出问题，奥钢联专家咨询或与其它专家进行公开讨论。
　　前景
　　应当期望不断完善连铸机的自动化水平，以满足客户对产品质量不断增长的要求。除研制准备采用和不要求复杂维护的自动化系统外，近年来的主要复杂任务是研制记录短时连铸过程模型，以便更有效控制铸造产品质量。
　　公司将从快速发展的网络和全球通讯中吸收最大优势，除给予客户技术协助和服务外，保证获取工艺过程和质量数据的新的可能性。