1、板坯連鑄二次冷卻系統(tǒng)控制模型中的生命周期模型 板坯連鑄二次冷卻系統(tǒng)控制模型中的生命周期模型徐永軍 1，盧立銘 1，呂 鋼 2(1．上海寶信軟件股份有限公司，上海 201203；2．寶山鋼鐵股份有限公司，上海 201900)摘要 摘要：介紹板坯連鑄三電控制系統(tǒng)中控制功能核心之一的二次冷卻系統(tǒng)的控制框架以及控制原理，描述二次冷卻系統(tǒng)的控制方式，在自動控制方式下拉速流量關聯(lián)函數、生命周期模型、凝固模型的相互關系，重點說明生命周期模型的原理及

2、實現方法，對切片的全生命周期進行跟蹤，從而得到冷卻區(qū)較精確的冷卻水量需求。簡要介紹速度流量關聯(lián)函數以及生命周期模型投入后與拉速流量關聯(lián)模式的不同冷卻效果比較。關鍵詞 關鍵詞：噴淋冷卻；控制框架；生命周期模型；液芯控制模型；速度流量關聯(lián)函數；溫差補償冷卻中圖分類號 中圖分類號：TF341．6 文獻標志 文獻標志碼：B 文章編號 文章編號：1008—0716(2009)01—0008—030 前 言 板坯連鑄三電控制

3、系統(tǒng)中，其核心的控制功能有：結晶器液位控制、結晶器液壓振動、二次冷卻控制、扇形段輥縫調節(jié)(輕壓下)、長度跟蹤等。二次冷卻控制系統(tǒng)為連鑄自動化系統(tǒng)的核心，其控制模型有生命周期模型與凝固模型兩種形式。本文將重點描述二次冷卻控制系統(tǒng)的控制結構、控制框架、生命周期模型，以及生命周期模型模式與拉速流量關聯(lián)模式冷卻效果比較。1 控制結構 控制結構 二冷控制模式對冷卻回路的控制方式可分為手動、半自動、自動控制三種。手動控制即通過人機界面設定

4、回路調節(jié)閥的開度來控制回路冷卻水的流量；半自動控制通過人機界面設定回路冷卻水的目標流量保證回路冷卻水量；自動模式可分為如下四種方式：拉速流量關聯(lián)模式(SPEED—TIE)、生命周期模型模式(LFT)、凝固模型模式(LPC)、生命周期模型與凝固模型優(yōu)化補償模式。 拉速流量關聯(lián)模式通過鑄機拉速與流量關聯(lián)函數來確定每個回路的目標流量；生命周期模型模式計算每個二次冷卻分區(qū)的實際速度，通過拉速與流量的關聯(lián)函數來計算每個回路的目標流量；凝固模型模

5、式通過板坯目標溫度與實際溫度(數學模型計算)的差值來調整各回路的目標流量。生命周期模式與凝固模型優(yōu)化補償模式，是將生命周期模型目標水量與凝固模型的補償調整水量的疊加作為各回路的最終目標流量的一種優(yōu)化控制模式，即采用溫度與目標溫度偏差去補償每一冷卻段的目標流量。二冷控制結構圖如圖 1 所示。 當切片到達某一個冷卻區(qū)時，儲存在時間隊列的與切片相對應的時間通過如下公式轉換為速度：切片速度=切片距結晶器出口側的距離／切片時問差(本切片與剛出結晶

6、器切片的時間差) 每個冷卻區(qū)由若干切片組成，冷卻區(qū)的所有切片平均速度代表本冷卻區(qū)的速度，由速度流量函數可直接計算出本冷卻區(qū)的目標流量值。 當然，為了精確地計算出每切片的速度，對于不同的噴淋區(qū)尤其是臨近結晶器的噴淋區(qū)，通過設定不同的權重，來優(yōu)化切片速度。 精確切片速度=[切片拉速×(100 一 K)+實際拉速×K]／100 式中：K 為實際拉速的權重系數。2．2拉速流量關聯(lián)函數 拉速流量函數為冷卻區(qū)

7、拉速與冷卻區(qū)相對于板坯單位寬度流量的對應關系，該函數實際是冷卻區(qū)拉速與冷卻區(qū)流量的離散曲線對應關系，冶金工程師可根據模型計算的冷卻區(qū)實際溫度并通過人機界面來在線優(yōu)化該曲線。圖 4 以冷卻回路 1 為例，說明冷卻區(qū)拉速與冷卻區(qū)流量對應曲線。3 生命周期模型投入后與拉速關聯(lián)模式效果比較 生命周期模型投入后與拉速關聯(lián)模式效果比較 數學模型可以計算出各冷卻回路的實際溫度，通過數據采集與分析工具，我們記錄了拉速流量關聯(lián)模式與生命周期模式