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远程辊缝动态可调是当前连铸提升铸坯质量与生产效率的尖端技术,受到世界各国的普遍关注,并已陆续开始工业化应用。对该技术的深入研究以及结合实际应用的优化集成控制技术的开发与完善,有望综合提升我国大型板坯连铸技术装备水平和产品质量,提升钢铁生产节能降耗与生产效率水平。
本研究完成了板坯辊缝远程控制技术和成套实用的板坯连铸动态轻压下系统的开发与应用。其核心研究内容包括:
1.完成了板坯铸机的远程辊缝远程动态可调功能的实现,包括扇形段机械设备、液压系统、自动控制系统都必须具备辊缝远程控制的功能,即扇形段能够根据模型的要求自动运动到指定的位置;
2.完成了扇形段的有限元计算,确保扇形段的结构在刚度和强度方面保证连铸生产的顺利实施;
3.完成了扇形段位移传感器和扇形段辊子开口度对应关系的推导,用于离线扇形段开口度的标定和在线扇形段开口度远程调节上。
4.进行了连铸辊三维温度场模拟和冷却通道压力损失计算,保证铸辊高温作业过程的热稳定性和变形可控。
5.完成了板坯连铸辊缝远程动态控制成套集成技术,并结合动态轻压下在线控制墨香,实际用于板坯连铸机生产。
本研究工作有以下方面的创新点:
1.新型多孔高效冷却夹持辊设计:可避免当前常用单孔冷却辊工作温度高,变形量大,寿命低的缺陷,同时能提高辊缝精度;
2.基于有限元结构计算结果的辊缝精度动态补偿技术:克服当前因扇形段上、下框架及辊子热弹性变形对辊缝控制精度的影响;
3.连铸过程铸坯热跟踪与动态冷却控制参数的精度:采取接触式铸坯表面热电偶表面温度精确跟踪技术、铸坯凝固末端压力传感器监测技术、凝固末端射钉实验以及非线性传热模型的相结合的方法来校验控制模型,提高了模型的预测精度。