| 2014年10月至2016年12月，陕钢集团龙钢公司炼钢厂组织实施了《三冲量双模型钢坯精准切割系统》课题研发。项目通过一方面对连铸钢还重量控制的特性分析,建立“拉速+重量+长度”三冲量参与控制钢还定重预测模型；二来根据长度、拉速与重量分布与变化的对应特点,提出一种以优化钢坯长度曲线来逆推重量的新方法；最后在分散控制的基础上,提出以“拉速,重量及长度”作为关联变量构成递阶控制,增强了模型的自适应性和控制实时性；
项目的立项背景：
对提高棒材工序成材率为目标的控制策略和方法的研究一直是冶金自动化领域研究的热点，因此在炼钢环节实现钢坯定重的精确和有效控制,有着重要的意义。长期以来，连铸坯以定尺方式供给棒材轧机，在生产过程中由于受工艺参数变化、设备精度等因素影响，定尺相同的铸坯，其重量存在较大差异。由于铸坯重量的不同，在棒材生产控制稳定的情况下，会造成大量的非定尺材。因此，为减少棒材非定尺材数量，提高棒材轧制成材率，降低钢铁成本，目前国内钢铁企业开始逐步推广应用定重切割技术。
项目的主要研究内容：
（1）对传统定重切割系统原理的解读。
（2）对高精度称重测量和控制技术的研究。
（3）降低定尺切割误差对定重切割结果造成的影响及对火切机准确回位的研究应用。
（4）钢坯称重方式的研究及如何解决定重切割过程中各种操作而导致称重不稳定因素
（5）称重过程控制及建模的具体实现；
（6）三冲量双模型钢坯精准控制数学模型建立的创新性研究；
项目的目标:
（1）无论铸机拉速是否恒定均不影响钢坯定重系统切割精度，建立精度可自适应修正的多段定重控制模型；
（2）系统切割分辨率由±10mm提高到±5mm，火切机每次均能精确回位（误差±2mm）；
（3）尝试加入“重量+长度+拉速”三冲量的钢坯重量支持向量机（SVM）回归预测数学模型有效提高拉速变化情况下钢坯定重切割预报精度。
（4）学习系统具有钢坯重量精确预测功能；控制钢坯定重的系统误差在0-6kg范围波动，并且合格率达到85%以上，达到国内领先水平。
科学发现点：
（1）“3”是指该项目首次尝试加入“重量+长度+拉速”三冲量的钢坯重量支持向量机（SVM）回归预测数学模型；
（2）“2”是指将“逐次逼近-自适应”和“重量预测+校验”的双向控制思想在该定重切割系统的成功应用，建立精度可自适应修正的多段定重控制模型；
（3）“1”是指具有钢坯重量精确预测功能；
（4）该系统还对稳定连铸浇铸拉速和提升火切机准确回位技术的研究及进行实际应用；
科学价值：
（1）从大系统的角度对钢坯重量控制的特性分析;
（2）采用机理分析建立钢坯定重控制模型,提出用“拉速+重量+长度”三冲量参与控制建立钢坯定重预测模型的主要方法,从建模的难度、算法的收敛性、实时性和模型的自适应性等多个方面进行了分析;
（3）根据长度、拉速与重量分布与变化的对应特点,提出一种以优化钢坯长度曲线来逆推重量的新方法。对钢坯重量优化模型中目标函数及约束条件的确定进行分析,更全面地兼顾了钢坯精确控制,使设计要求更符合生产目标;
（4）在分散控制的基础上,分析系统中各扰动量影响,提出以“拉速、重量及长度”作为关联变量构成递阶控制,增强了模型的自适应性和控制实时性；
同行引用及评价情况：
三冲量双模型钢坯精准切割系统研究目前已在龙钢公司所有方坯连铸机得到了推广应用，取得了显著的经济、社会效益。项目实施后，将铸坯单重合格率稳定在85%左右，棒材工序成材率提高0.15%，年可为龙钢公司年创效1000余万元，取得了巨大的经济效益和良好的社会效益。
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