LPC模型在动态轻压下控制中的应用

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　　在连铸生产中，铸坯内部一般会存在中心偏析和中心疏松等缺陷，为了改善铸坯的内部质量，提高铸坯性能，许多厂家在连铸生产中采用了低过热度浇铸、电磁搅拌(EMS)等技术，但仍不能完全达到用户要求。攀钢于2003年增建的2#板坯连铸机采用了新的动态轻压下控制技术，在改善铸坯内部质量方面取得了很好的效果。2#板坯连铸机为现代化的高效单流板坯连铸机，设计年产板坯100万t，生产的板坯供给1450mm热轧板厂。

　　1 基本原理

　　轻压下技术的基本原理是：通过在连铸坯液芯末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量。这样一方面可消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶问富集熔质的钢液向铸坯中心横向流动;另一方面轻压下所产生的挤压作用还可以促使液芯中心富集熔质的钢液沿拉坯方向反向流动，使熔质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密，达到改善中心偏析和减少中心疏松的目的。

　　动态轻压下技术是利用数学模型和自动控制系统在浇铸过程中，根据连铸条件(冷却水量、浇铸速度、钢种等)和数学模型计算所获得的液芯及两相区位置，动态调整液压缸压力设置，改变辊缝和压下量，从而保证非稳态浇铸的轻压下效果，为生产出优质合格的板坯提供保证。

　　意大利Danieli公司开发的液芯控制模型LPC(Liquid Pool Contro1)是攀钢2#连铸机二级过程计算机系统中一个重要的动态轻压下在线数学模型。它在连铸生产过程中实时计算板坯的温度分布情况(包括坯壳、糊状和液状区的温度及位置)，并完成板坯的切片跟踪，为轻压下和二次冷却水的优化喷水提供温度参数。LPC模型设计温度分布计算采用的是有限差分模型。

　　2 LPC模型的运行环境及功能

　　LPC模型运行在TWS(Technological Workstation技术工作站)上，TWS结构组成如图1所示。

　　TWS为浇铸过程控制提供特殊的工艺模型，可以实时、独立或离线工作，进行数据分析。在TWS上运行的模型是由Danieli公司开发的专业软件，主要由液芯控制模型和漏钢预报模型[1]组成。TWS图形界面及其LPC模型都是通过DCACOM和Ll的PLC通信，同时它们之间也通过共享存储器交换数据，数据库是所有数据交换的基础。本地数据库采用Oracle数据库。DCACOM是Danieli公司提供的与PLC通信的标准接口包。

　　本地数据库可以为LPC提供基本的运行参数，包括钢水的冶金、物理参数;共享存储器以一定周期向TWS输送计算值、运行数据，也接受LPC模型和漏钢预报模型的命令和数据;L1的PLC可以实时从现场接收事件数据，同时TWS也要通过铸流PLC下载轻压下用的参数及检测的温度，并下载二冷水优化用的温度数据。