專利名稱：動態(tài)輕壓下控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及連鑄領域的一種輕壓下控制方法，尤其是一種動態(tài)輕壓下控制 方法。
背景技術：
在連鑄生產(chǎn)中，板坯內部一般都會存在中心偏析、中心疏松及內裂等缺 陷，影響了板坯的內部質量。為提高板坯質量，人們開發(fā)出一系列的技術方 法抑止中心偏析及內裂等問題。其中，輕壓下技術經(jīng)過生產(chǎn)實踐驗證，是最 有效且經(jīng)濟的方法之一。
輕壓下技術是一種在連鑄過程的某一階段對板坯進行輕微壓縮的技術。 通常，是對一段凝固率在指定范圍內的板坯進行輕壓下。
一方面，它可以對
鑄坯的凝固收縮給予一定的補償，從而減少板坯的中心疏松及內裂現(xiàn)象；另 一方面，它也可以一定程度地降低板坯的中心偏析指數(shù)。輕壓下技術分為早 期的靜態(tài)輕壓下技術和近年開始使用的動態(tài)輕壓下技術。
靜態(tài)輕壓下技術(SSR)，是預先設定輕壓下參數(shù)，而且壓下參數(shù)一旦確 定就不再改變，因而它無法適應復雜的連鑄生產(chǎn)條件。動態(tài)輕壓下技術(DSR)， 是在連鑄生產(chǎn)過程中，根據(jù)板坯的凝固情況，動態(tài)跟蹤板坯上指定的凝固范 圍，并實時地下達輕壓下參數(shù)命令。DSR可以在連鑄過渡過程中，及時地按 照板坯的液芯位置，調整輕壓下參數(shù)，從而更好的實現(xiàn)輕壓下的效果。
然而，過于頻繁的調整輕壓下狀態(tài)，也會給板坯質量帶來不利影響。圖 1說明了由壓下狀態(tài)變化引起的板坯上某點壓下速率的變化。
圖1中，X軸表示鑄機上位置，Y軸表示板坯厚度方向，箭頭U表示輕壓 下狀態(tài)的變化方向。壓下狀態(tài)變化前，板坯上某點由A移動到B時，被壓下 量為SR;壓下狀態(tài)變化后，在A與B之間的壓下量為SR'。顯然，壓下狀態(tài) 變化前后，板坯在A、 B點之間以單位時間為基準的壓下速率發(fā)生了變化。壓 下速率發(fā)生變化，會使板坯內部板坯凝固前沿的應變速率發(fā)生變化，繼而影響臨界應變的大小(臨界應變的大小表征了能夠承受的總應變，板坯凝固前 沿的總應變超過臨界應變，就會發(fā)生內裂)。
關于板坯輕壓下速率的大小，有以下結論 *輕壓下速率不可以太大。如果，輕壓下速率太大，應變速率就增大，繼而
使臨界應變減小，也就增加了產(chǎn)生內裂的機會。 *輕壓下速率也不可以太小。輕壓下速率太小，不足以補償板坯的凝固收縮， 從而引起板坯中心疏松及中心偏析。 輕壓下狀態(tài)調整，會使板坯上不同位置的輕壓下速率不同，從而給板坯 質量帶來不確定和不穩(wěn)定的因素。也就是說，過于頻繁的輕壓下狀態(tài)調整， 會給板坯質量帶來負面影響。
基于以上原因，在DSR動態(tài)調整過程中，既要保證輕壓下區(qū)域能夠動態(tài) 跟蹤板坯的液芯位置，又要盡可能減少壓下區(qū)域動態(tài)調整的次數(shù)，即需要遵 循"壓下區(qū)域盡可能一次調整到位"的原則。
現(xiàn)有的動態(tài)輕壓下控制方法不能滿足"壓下區(qū)域盡可能一次調整到位" 的原則要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種動態(tài)輕壓下控制方法，能夠在保證輕壓下區(qū)域 動態(tài)跟蹤板坯液芯位置的同時，盡可能減少壓下區(qū)域動態(tài)調整的次數(shù)。
本發(fā)明提出的方法是在連鑄生產(chǎn)過程中，根據(jù)鑄造速度波動、中包溫度 變化的具體情況，對板坯液芯的未來位置進行預測；并基于預測的結果，給 出相應的動態(tài)輕壓下控制策略。
所述方法每隔固定時間周期采用如下技術方案，對板坯液芯位置進行預 測，并下達新的壓下指令，
a) 首先根據(jù)熱傳導方程，動態(tài)計算連鑄板坯當前時刻的溫度分布曲線，并初 步確定當前期望壓下狀態(tài)^ (設當前扇形段實際壓下狀態(tài)^。)；
b) 若當前控制周期計算得出的當前期望壓下狀態(tài)A，與當前實際壓下狀態(tài)-。 差異很大，則直接對壓下狀態(tài)進行調整。如果^與^差異在限定范圍內時， 則繼續(xù)進行后續(xù)的液芯位置預測；
C)計算由當前的壓下狀態(tài)-。向當前期望壓下狀態(tài)《切換所需的時間"；
d) 已知各個待考察的具有指定凝固率液芯點的當前位置，根據(jù)速度的未來變
化曲線以及中間包溫度的變化，預測未來時刻w (以當前時刻為基準)時，
各個待考察的具有指定凝固率液芯點的位置；
e) 根據(jù)各個待考察的具有指定凝固率液芯點的當前位置和未來位置，估計未 來壓下狀態(tài)^，并比較A與^之間差異，從而判斷板坯液芯的未來位置變 化是否足以引起壓下狀態(tài)發(fā)生變化；
f) 如果板坯液芯的移動足以使壓下狀態(tài)發(fā)生變化，則保持原有的壓下狀態(tài)
否則，下達壓下命令參數(shù)，將壓下狀態(tài)由^切換到^。 步驟c)所述的計算由當前的實際壓下狀態(tài)^向當前期望壓下狀態(tài)^切換 所需時間w的方法為
"=AA/壓下速度 其中，AA是壓下狀態(tài)切換時，各扇形段的出口壓下量的最大值。
步驟d)中預測未來時刻"時，各個待考察的具有指定凝固率液芯點的位 置的方法包括以下特征
特征1:分別對各個待考察的具有指定凝固率液芯點的未來位置進行預測； 特征2:要預測凝固率為々的待考察液芯點n秒后的位置，首先需要找到n秒 后凝固率為々的切片，然后再找出該切片w秒后的位置，該位置就是"秒后凝 固率為>的液芯點的位置；
特征2中找到"秒后凝固率為/s的切片的方法為
從當前々切片開始，向結晶器方向搜索，如果對于第/個切片有以下公式
,1、- 、 *
成i:
3rro - rzz+々(m _ rs) - 630 則第/個切片就是《秒后凝固率為々的切片，
其中々是指定的凝固率，
7XZ為液相溫度，rS為固相溫度， T^為當前凝固率為的々切片產(chǎn)生時的中包溫度，
,為當前々切片從結晶器出口出發(fā)開始，到到具有凝固率々為止，所需 的時間，
Ar為當前々切片產(chǎn)生時的中包溫度與第/個切片產(chǎn)生時的中包溫度之
差，
w為權利要求3所述的輕壓下狀態(tài)由^切換到^所需的時間； 特征2中找出"秒后具有指定凝固率々的液芯點的位置的方法為 設第i'個切片的當前位置為x ，它在《秒后的位置;c,與未來《秒內的速度變 化有關，
若已知從當前時刻開始，"秒內的鑄坯加速度為"("(K
)，則
A = x + f a(r)^/r ，
若未來n秒內的速度變化趨勢未知，可令鑄造速度恒定為v，從而有
Xj = X + W V
步驟d)中所述的速度未來變化曲線如果未知就以當前鑄造速度代替。 步驟b)中&與A的差異用A與A中壓下區(qū)域的距離來表征。
本發(fā)明所提出方法，能夠有效減少輕壓下狀態(tài)的調整次數(shù)，從而減少過 于頻繁的輕壓下調整給板坯質量帶來的負面影響。


圖1壓下狀態(tài)變化引起某點壓下速率變化示意圖。
圖2板坯切片示意圖。
圖3板坯切片放大示意圖。
圖4當前實際壓下狀態(tài)-。和當前期望壓下狀態(tài)《示意圖。 圖5壓下狀態(tài)切換示意圖。
圖6當前期望壓下狀態(tài)^和未來壓下狀態(tài)A示意圖。 圖7動態(tài)輕壓下控制方法流程圖。
具體實施例方式
為了能更清楚地闡述本發(fā)明的內容，下面參照附圖及具體的實施例作出
進一步的說明
參見圖7，本發(fā)明提供的動態(tài)輕壓下控制方法，每隔固定時間周期采用 如下技術方案(所述時間周期可根據(jù)具體的設備和現(xiàn)場條件確定，參考范圍
可選為2s 2min)，對板坯液芯位置進行預測，并下達新的壓下指令，
a) 首先根據(jù)熱傳導方程，動態(tài)計算連鑄板坯當前時刻的溫度分布曲線，并初 步確定當前期望壓下狀態(tài)^ (設當前扇形段實際壓下狀態(tài)^。)；
b) 若當前控制周期計算得出的當前期望壓下狀態(tài)^，與當前實際壓下狀態(tài)^ 差異很大，則直接對壓下狀態(tài)進行調整。如果^與A差異在限定范圍內時， 則繼續(xù)進行后續(xù)的液芯位置預測；
c) 計算由當前的壓下狀態(tài)^向當前期望壓下狀態(tài)^切換所需的時間w
d) 已知各個待考察的具有指定凝固率液芯點的當前位置，根據(jù)速度的未來變 化曲線以及中間包溫度的變化，預測未來時刻《 (以當前時刻為基準)時， 各個待考察的具有指定凝固率液芯點的位置；
e) 根據(jù)各個待考察的具有指定凝固率液芯點的當前位置和未來位置，估計未 來壓下狀態(tài)^，并比較^與A之間差異，從而判斷板坯液芯的未來位置變化 是否足以引起壓下狀態(tài)發(fā)生變化；
f) 如果板坯液芯的移動足以使壓下狀態(tài)發(fā)生變化，則保持原有的壓下狀態(tài)丸； 否則，下達壓下命令參數(shù)，將壓下狀態(tài)由^切換到^。
所述步驟a)中，如圖2，為了計算連鑄坯上的溫度分布，需要將整個連 鑄坯看成是由沿鑄造方向上順序排列的眾多切片1組成的，而熱傳導計算則 是在各個切片1上分別進行的。如圖3，以鑄坯表面為原點，在鑄片厚度方 向取X軸，則鑄片斷面的溫度分布方程為
cp——^~~^ =—(a:——^~
改 Sx:
其中x為距鑄坯表面的距離(m)
,為鑄造開始時間(min)
f/(x力為鑄坯端面的溫度分布 p為密度Ug/m3) c為比熱U/(itg. °C)) 《為熱傳導率(KCa//^.^
為以上熱傳導方程定解，需要以下的邊界條件和初始條件(1)邊界條件
鑄片表面溫度<formula>formula see original document page 9</formula>在鑄坯厚度中心x-7Mvt/2處
<formula>formula see original document page 9</formula>其中^為鑄片表面溫度， A為熱傳導系數(shù)， ^冷卻水溫度 (2)初始條件
*結晶器鑄入鋼水時刻為bO，則C/(;c，0)-7^; *凝固厚度初始值x」,=。=0 *表面溫度初始值"丄=。=^ 其中t^為中間包溫度，rS為固相溫度。
對以上的溫度分布方程進行差分求解，可得板坯的實時溫度分布曲線 (包括中心溫度)，繼而可用下式求得板坯各切片的中心凝固率
<formula>formula see original document page 9</formula>其中，nz為鋼坯的液相溫度，rs為鋼坯的固相溫度，t;^,2是切片的中心溫 度。
輕壓下狀態(tài)是指與輕壓下區(qū)域位置和斜率相關的輕壓下參數(shù)，其中包括 由輕壓下開始扇形段和結束扇形段確定的輕壓下區(qū)域(從輕壓下開始扇形段 到結束扇形段)，輕壓下斜率(附附/附)。
要確定當前期望輕壓下狀態(tài)A ，首先需要找出待考察的具有指定凝固率 的液芯點的位置。所謂的液芯點是指板坯上的一個位置(點)，它的中心溫度 按(*)式與該點的中心凝固率對應。待考察的液芯點是由要實施輕壓下的凝 固率范圍確定的。例如，如果指定實施輕壓下的凝固率范圍為A A (該范
圍與鋼種和工藝相關， 一般情況下，A的取值范圍為Ae
， a的取 值范圍為Ae
)，而且有/^<烏)，則待考察液芯點是凝固率分別為
<formula>formula see original document page 9</formula>(a。)的三個液芯點，而指定凝固率就是a， a和
A。。通常用凝固率為^的點的位置來確定輕壓下區(qū)域的起始位置(輕壓下 起始扇形段)，而用具有凝固率為烏和丸的點的位置用于確定輕壓下區(qū)域的 結束位置(輕壓下結束扇形段)。
圖4給出了當前實際輕壓下狀態(tài)-。和當前期望輕壓下狀態(tài)^以及決定 當前實際輕壓下狀態(tài)-。的過去液芯位置(圖4中軸3上的指定凝固率點^， >2和A.。的位置)和決定當前期望輕壓下狀態(tài)^的當前液芯位置(圖4中軸4 上的指定凝固率點/V A和/^的位置)。
根據(jù)具有指定凝固率的液芯點的位置，可以確定壓下開始和結束扇形 段，繼而根據(jù)連鑄工藝確定輕壓下斜率，從而確定當前期望壓下狀態(tài)^。在 最終確定當前期望壓下狀態(tài)《之前，還需要對壓下參數(shù)的合理性進行檢驗。 如果壓下參數(shù)合理，則可作為當前期望壓下狀態(tài)，否則要對壓下區(qū)域進行適 當?shù)卣{整。
所述步驟b)中，若當前控制周期計算得出的當前期望壓下狀態(tài)4，與當 前實際壓下狀態(tài)^差異很大時，則不進行后續(xù)的液芯點未來位置預測，而直 接按照^對壓下狀態(tài)進行調整。如果^與-。差異在限定范圍內時，則繼續(xù)進行 后續(xù)的液芯位置預測。
壓下狀態(tài)之間的差異用壓下區(qū)域之間的距離來度量。例如
*當前實際壓下狀態(tài)A的壓下區(qū)域為從FromSegO(壓下開始扇形段)開
始，到ToSegO (結束扇形段)結束 *當前期望壓下狀態(tài)^的壓下區(qū)域為從FromSegl(壓下開始扇形段)開 始，到ToSegl (結束扇形段)結束 則壓下區(qū)域的距離定義為
(^5* = max {|Po5^。^入口 一尸05^測。入口 | ，尸05y必e^出口 一尸oSy^化o出口 } 其中，尸,，認。是指FromSegl扇形段的入口位置，尸叫—加是指ToSegl扇 形段的出口位置，其它符號可做同類解釋，不予贅述。
當壓下區(qū)域之間的距離超過某個上限時，認為壓下狀態(tài)之間的差異很 大。該上限的定量數(shù)值與連鑄工藝相關， 一般的取值范圍為3 5米。例如在 某種工藝和鋼種的情況下，當壓下區(qū)域之間的距離大于3m時，可以認為壓下 狀態(tài)差異很大。
當前控制周期計算得出的當前期望壓下狀態(tài)^，與當前實際壓下狀態(tài)-。
差異很大時，為了保證壓下位置跟蹤板坯液芯位置，需要采取強制調整措施， 直接按照病對壓下狀態(tài)進行調整。如果^與^差異在限定范圍內時，為了減少 不必要的壓下狀態(tài)調整，所以繼續(xù)進行后續(xù)的液芯位置預測。
所述步驟C)中，按照如下步驟計算由當前的實際壓下狀態(tài)-。向當前期望 壓下狀態(tài)^切換所需的時間W G)
*計算下次壓下狀態(tài)切換采用的壓下速度(ww/min)
壓下速度=當前輕壓下扇形段的壓下斜率Si r X當前鑄造速度(w/min )
*計算壓下狀態(tài)切換時，各扇形段的出口壓下量的最大值AA
圖5給出了一個壓下狀態(tài)切換的示意圖—A)。切換前從可執(zhí)行輕壓 下的區(qū)域開始位置到輕壓下開始扇形段之間有wl個扇形段，輕壓下區(qū)域有nl 個扇形段，切換后從可執(zhí)行輕壓下的區(qū)域開始位置到輕壓下開始扇形段之間 有w2個扇形段，輕壓下區(qū)域有w2個扇形段。
顯然，我們要計算壓下狀態(tài)切換過程中，扇形段移動的最大距離，我們 只需要計算四個距離，并求出其最大值。
A: A中第ml個扇形段的出口到^對應位置的距離
&: A中第m,+",個扇形段的出口到^對應位置的距離 4中第附2個扇形段的出口到-。對應位置的距離 ^中第^+ 個扇形段的出口到A對應位置的距離
根據(jù)以上四個距離，可以得到狀態(tài)切換過程中扇形段移動的最大距離M 。
*計算由當前實際壓下狀態(tài)向當前期望壓下狀態(tài)切換所需時間n
"=△/ /壓下速度
所述步驟d)中，根據(jù)未來鑄造速度和中包溫度變化，估計待考査液芯點 的具有指定凝固率的液芯點的位置。
已知各個待考察的具有指定凝固率液芯點的當前位置，根據(jù)速度的未來 變化曲線(如果未知就以當前鑄造速度代替)以及中間包溫度的變化，預測 未來時刻w (以當前時刻為基準)時，各個待考察的具有指定凝固率液芯點
的位置。
分兩個步驟，分別對各個待考察的具有指定凝固率液芯點的未來位置進 行預測。稱當前凝固率為/s的切片為當前/s切片。
參自當前々切片開始，向結晶器方向搜索，找出"秒后凝固率為^的切片
記當前々切片為第o個切片。從第o個切片開始向結晶器方向搜索。已
知
(1) 當前々切片的凝固時間(自切片從結晶器出口生成至該切片凝固率為
々為止的時間段)為^秒；
(2) 第/個切片產(chǎn)生時刻比第0個切片晚產(chǎn)生"1秒，第/個切片的中包溫度 比第O個切片的中包溫度低Ar rc)。
如果對于第;個切片有以下公式成立
<formula>formula see original document page 12</formula>
則第/個切片就是n秒后凝固率為/s的切片。其中々是指定的凝固率，7X丄為 液相溫度，re為固相溫度，T^為當前時刻的中包溫度。 *估計"秒后，具有指定凝固率的液芯點的位置
上述的第/個切片"秒后的位置，即是"秒后具有指定凝固率的液芯點位 置的估計值。
設第/個切片的當前位置為x，<formula>formula see original document page 12</formula>
其中Ax是第/個切片在未來n秒內走過的距離。它與未來w秒內的鑄造速 度變化有關。
若已知從當前時刻(記為0時刻)開始，"秒內的鑄坯加速度為。(" (re[O，"])，貝U
若未來n秒內的速度變化趨勢未知，則另鑄造速度恒定為v，從而有<formula>formula see original document page 12</formula>
所述步驟e)中，根據(jù)各個待考察的具有指定凝固率液芯點的當前位置和
未來位置，估計未來壓下狀態(tài)^，并比較^與A之間差異，從而判斷板坯液 芯的未來位置變化是否足以引起壓下狀態(tài)發(fā)生變化。
圖6給出了當前期望壓下狀態(tài)^和未來輕壓下狀態(tài)A，以及決定當前期
望壓下狀態(tài)A的當前液芯位置(圖6中軸5上的指定凝固率點A、 A和力,。 的位置)和決定未來輕壓下狀態(tài)^的n秒后液芯位置(圖6中軸6上的指定 凝固率A、 A和A。的位置)。
根據(jù)液芯點的預測位置，計算未來輕壓下狀態(tài)A。如果未來輕壓下狀態(tài)^ 與當前期望壓下狀態(tài)《不同，則說明板坯液芯的移動將引起壓下狀態(tài)進一步 發(fā)生變化。如果A與當前期望壓下狀態(tài)^相同，則說明板坯液芯的移動不足 以引起壓下狀態(tài)進一步發(fā)生改變。
要比較A與^是否相同，需要考察以下兩個條件 * ^與A中的壓下區(qū)域是否相同
分別^和A的壓下開始扇形段和結束扇形段，只要有一個不同，則認定 兩者壓下區(qū)域不同。 *液芯移動的距離是否超限
分別計算三個待考察的液芯點的移動距離，取其中的最大值為液芯移動 的距離。如果液芯移動距離超過某個給定的上限(0. 2 0. 6),則認為液芯移 動的距離是否超限。
如果以上兩個條件同時滿足，則認為A與^不同，否則判定A與^相同。
所述步驟f)中，根據(jù)板坯液芯的移動是否足以引起壓下狀態(tài)進一步發(fā)生 改變，確定當前的輕壓下調整策略。
如果液芯點的位置移動足以使壓下狀態(tài)發(fā)生變化，則保持原有的壓下狀 態(tài)A。采取保持原有的壓下狀態(tài)^的原因是若此時進行輕壓下狀態(tài)調整， 扇形段的調整還是跟不上板坯液芯的移動，從而導致此次調整完畢后還需要 進行進一步的調整。頻繁的壓下狀態(tài)調整，顯然對連鑄板坯質量不利。因此， 在這種情況下需要保持原有的壓下狀態(tài)^ 。
如果液芯點的位置移動不足以使壓下狀態(tài)發(fā)生變化，則下達壓下命令參 數(shù)，將壓下狀態(tài)由A切換到^。
要補充說明的是當由于鑄造速度和中包溫度變化引起較大的液芯移動
時，將保持原有的壓下狀態(tài)^，并不意味著，液芯一直移動，就一直保持原 有的壓下狀態(tài)-。。如步驟b)中所述，若當前控制周期計算得出的當前期望壓 下狀態(tài)^，與當前實際壓下狀態(tài)-。差異很大時，將不對液芯點未來位置進行 預測，而直接對壓下狀態(tài)進行調整。
下面選擇一套具體參數(shù)對本發(fā)明所提供的方法進行進一步描述
在連鑄機運行的每個控制周期，進行以下分析計算和控制決策
針對鑄坯的每個切片(參考圖2和圖3)進行熱傳導計算，得出各切片 的溫度分布。根據(jù)鑄坯切片的中心溫度，計算各切片的中心凝固率。搜索整 個板坯，找到具有指定凝固率的液芯點(切片)及其位置。
假設由連鑄工藝確定輕壓下實施范圍為凝固率在々=0.3~0.7范圍的板 坯。根據(jù)凝固率為々=0.3的液芯點的位置確定壓下開始扇形段，根據(jù)々=0.7和 力=1.0的液芯點的位置確定壓下結束扇形段，繼而得到壓下區(qū)域和壓下參數(shù)。 如果壓下參數(shù)不合理，則需要對壓下扇形段進行適當?shù)卣{整，從而初步確定 當前期望壓下狀態(tài)錢。
比較當前的實際壓下狀態(tài)A和當前期望壓下狀態(tài)A，如果兩者差異很大， 例如在某種工藝和鋼種的情況下大于3m時，則不進行后續(xù)的液芯點未來位置 預測，而直接按照4對壓下狀態(tài)進行調整。如果《與-。的壓下區(qū)域距離在限定 范圍內時，則繼續(xù)進行后續(xù)的液芯位置預測。
按照步驟c)中所述，可計算得出由當前實際壓下狀態(tài)向當前期望壓下狀 態(tài)切換所需時間w 。
假定欲對凝固率在/se
范圍內的板坯實施輕壓下，則待考察的具 有指定凝固率的液芯點分別為々=0.3、犬=0.7和々=1.0的液芯點。
為敘述簡潔，我們將以凝固率為々=0.3的液芯點為例，計算它的位置在
壓下狀態(tài)切換過程中的變化。
記當前中心凝固率為々=0.3的切片為第0個切片，設該切片當前位置為 x。，它生成時的中包溫度為r，，從它生成到它具有當前凝固率所需時間為^ 秒。從第O個切片開始向結晶器方向順序搜索每一個鑄坯切片，假設第Z個切 片當前位置為x，它比第O個切片晚生成wl秒，它產(chǎn)生時的中包溫度為T^，
比第0個切片的生成中包溫度低Ar
如果對于第/個切片有以下公式成立
<formula>formula see original document page 15</formula>
寧止搜索，且第/個切片就是"秒后凝固率為々=0.3的切片。其中，7z丄和re
分別是當前鋼水液相溫度和固相溫度。
根據(jù)第Z個切片的當前位置x，和未來的鑄造速度變化，可知n秒后凝固 率為々=0.3的切片的位置
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中Ax由未來的速度變化趨勢決定。例如，如果鑄坯保持恒定鑄造速度v， 再如果鑄坯鑄造速度由v,勻加速到v,，則
<formula>formula see original document page 15</formula>
采用同樣方法，可預測出々=0.7和々=1.0的液芯點"秒后的位置。 根據(jù)々=0.3、力=0.7和^ = 1.0的液芯點的位置，計算未來壓下狀態(tài)^。
如果A與病不同，則保持原有的壓下狀態(tài)^;否則下達壓下命令參數(shù)，將壓
下狀態(tài)由A切換到^。
權利要求
1、一種動態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于一個控制周期包括以下步驟a)首先根據(jù)熱傳導方程，動態(tài)計算連鑄板坯當前時刻的溫度分布曲線，并初步確定當前期望壓下狀態(tài)φ1；b)若當前控制周期計算得出的當前期望壓下狀態(tài)φ1，與當前實際壓下狀態(tài)φ0差異很大，則下達壓下命令φ1；如果φ1與φ0差異在限定范圍內時，則繼續(xù)以下步驟；c)計算由當前的壓下狀態(tài)φ0向當前期望壓下狀態(tài)φ1切換所需的時間n；d)根據(jù)速度的未來變化曲線以及中間包溫度的變化，分別預測未來時刻n時，各個待考察的具有指定凝固率液芯點的位置；e)根據(jù)各個待考察的具有指定凝固率液芯點的未來位置，估計未來壓下狀態(tài)φ2，并比較φ2與φ1之間差異，從而判斷板坯液芯的未來位置變化是否足以引起壓下狀態(tài)發(fā)生變化；f)如果板坯液芯的移動足以使壓下狀態(tài)發(fā)生變化，則介質保持原有的壓下狀態(tài)φ0；否則，下達壓下命令參數(shù)，將壓下狀態(tài)由φ0切換到φ1。
2、 如權利要求1所述的動態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于步驟c)所 述的計算由當前的實際壓下狀態(tài)^向當前期望壓下狀態(tài)^切換所需時間;7的 方法為"=A/ /壓下速度 其中，A/z是壓下狀態(tài)切換時，各扇形段的出口壓下量的最大值。
3、 如權利要求1所述的動態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于步驟d)中 預測未來時刻《時，各個待考察的具有指定凝固率液芯點的位置的方法包括 以下特征特征1:分別對各個待考察的具有指定凝固率液芯點的未來位置進行預測； 特征2:要預測凝固率為々的待考察液芯點"秒后的位置，首先需要找到n秒 后凝固率為々的切片，然后再找出該切片w秒后的位置，該位置就是"秒后凝 固率為々的液芯點的位置；
4、 如權利要求3所述的動態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于 所述特征2中找到w秒后凝固率為力的切片的方法為-從當前>切片開始，向結晶器方向搜索，如果對于第/個切片有以下公式 成立<formula>formula see original document page 3</formula>則第/個切片就是w秒后凝固率為々的切片， 其中々是指定的凝固率，7Z丄為液相溫度，ra為固相溫度，7;。為當前凝固率為的々切片產(chǎn)生時的中包溫度，^為當前々切片從結晶器出口出發(fā)開始，到到具有凝固率々為止，所需 的時間，Ar為當前々切片產(chǎn)生時的中包溫度與第/個切片產(chǎn)生時的中包溫度之差，w為權利要求3所述的輕壓下狀態(tài)由&切換到^所需的時間；
5、 如權利要求3所述的動態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于 所述特征2中找出n秒后具有指定凝固率々的液芯點的位置的方法為 設第/個切片的當前位置為;c ，它在w秒后的位置x,與未來"秒內的速度變化有關，若已知從當前時刻開始，"秒內的鑄坯加速度為"(r) (re
)，則 若未來"秒內的速度變化趨勢未知，可令鑄造速度恒定為v，從而有<formula>formula see original document page 3</formula>
6、 如權利要求1所述的動態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于步驟d)中 所述的速度未來變化曲線如果未知就以當前鑄造速度代替。
7、 如權利要求1所述的動態(tài)輕壓下控制方法，其特征在于步驟b)中^ 與A的差異用^與A中壓下區(qū)域的距離來表征。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連鑄領域的動態(tài)輕壓下控制方法。該方法可以在保證輕壓下區(qū)域動態(tài)跟蹤板坯液芯位置的同時，有效減少輕壓下狀態(tài)的調整次數(shù)，從而減少壓下狀態(tài)頻繁調整給板坯質量帶來的不利影響。該方法在每個控制周期，首先根據(jù)熱傳導方程計算出連鑄板坯的溫度分布，確定板坯上各點的中心凝固率，并初步確定當前期望的輕壓下狀態(tài)及壓下狀態(tài)切換所需時間；然后根據(jù)未來的鑄造速度及各切片產(chǎn)生時的中包溫度，對具有指定凝固率的液芯點在壓下狀態(tài)切換周期內的位置變化進行預測；最后基于對具有指定凝固率的液芯點未來位置的預測，采取相應的輕壓下調整策略。
文檔編號B22D11/14GK101168188SQ200610117518
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月25日 優(yōu)先權日2006年10月25日
發(fā)明者斌 劉, 盧克斌, 徐國棟, 郭朝暉 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司