连铸自动化、仪表与建模技术进展

液态钢连铸过程将液态钢凝固为半成品（方坯、板坯、梁坯、圆坯、板坯）供轧机后续轧制。连铸机基本操作是将给定成分液态钢通过初冷区、喷淋冷却区、矫直机等工序转化为所需形状尺寸钢 strand。

连铸过程基本包含：(1) 位于结晶器上方的中间包，接受钢包液态钢并按调节速率供给结晶器；(2) 初冷区由水冷铜结晶器组成，液态钢从中间包进入，生成足够强度凝固外壳以维持钢 strand 形状进入二冷区；(3) 二冷区及其下方围堰段，钢 strand（仍多为液态）通过并喷水或水气混合雾进一步凝固；(4) 钢 strand 弯曲矫直段；(5) 切割段含切割焊枪或机械剪切将凝固钢 strand 切割成所需长度取出；(6) 走出辊道至冷床或直接至产品转运区。

钢连铸过程是复杂技术过程，涉及传热、液态钢凝固、液态钢流动、液-固相变。这给创建包含连铸过程中所有理化现象的最优过程控制系统带来巨大困难。因此连铸过程控制是炼钢中最困难任务之一。

连铸物理现象

连铸因复杂性伴随多种物理现象。结晶器内及离开结晶器进入二冷区的液态钢凝固包含最重要现象。初冷区部分过程：(1) 对流引起的液态钢通过复杂几何区域和浸入式浇注嘴/保护罩的湍流；(2) 液态钢区域内传热；(3) 成型壳与结晶器壁间传热；(4) 固液渣层热流；(5) 热应力形成；(6) 钢凝固相变相关凝固壳收缩；(7) 凝固伴随热效应；(8) 结晶器壁对凝固 strand 机械冲击；(9) 结晶器壁与凝固 strand 间气隙形成过程；(10) 凝固区晶体形成伴随元素偏析效应。

表面缺陷在二冷区形成。此区过程：(1) 液态核心区传热（传导对流）；(2) 凝固壳层热传导；(3) 凝固伴随热效应；(4) 喷嘴系统 strand 冷却导致多级传热，涉及喷淋区数和冷却类型；(5) 钢凝固相变相关 strand 收缩；(6) 单个凝固区形成（枝晶区、等轴晶区）；(7) 辊与 strand 接触应力形成、连铸机辊间鼓包可能性。

自动化、仪表建模驱动因素

驱动因素包括：客户质量需求增加、竞争加剧、环保法规更严、安全要求提高。整体连铸机生产系统须确保与上下游工序工艺一致性。连铸自动化系统还须执行生产计划调度、质量保证、传统监控功能等基本任务。

连铸过程控制需精密仪表全控 strand 凝固过程。连铸机测量系统提供大量工艺信息。但关键信息缺失：机器各点壳厚变化、冶金长度（液态核心长度）。因此数学模型对连铸控制系统极重要。模型精度允许用于过程技术决策。

自动化仪表系统配合数学模型以多种方式提升连铸产品质量、减少设备停机。结合数学模型的专家系统已开发。源于不断提高质量需求和解决连铸已知问题新思路的挑战，推动自动化控制多项进步。

现代连铸自动化系统使用多个数学模型模拟铸造不同阶段。输入数据由特定传输适配器从1级自动化实时获取。铸造目标参数由生产程序或操作员指定。专家系统计算工艺参数最优值、控制生产质量、实时建模技术过程不同状态、检查辊子和段设置。专家系统属2级自动化。清晰软件架构和稳定中间件平台对不同自动化系统、专家系统、操作员成功交互至关重要。

人机界面(HMI)引导操作员生产过程。操作人员交互限于质量和安全相关活动。主显示器呈现重要信息概览，详细信息通过大量专用屏幕轻松访问。操作员屏幕以操作人员理解的语言和单位显示。整个系统包含可配置应用集，用户可选预定义文本而非输入。图1展示典型连铸自动化系统。

图1 典型连铸自动化系统

自动化系统层级

设计开发连铸机工艺自动化控制系统时，定义责任、要求、自动化系统响应的层级分类如下。

0级自动化

单元控制。自动化区域内单元通过连接传感器、变送器、旋转变送器、驱动器、控制器、控制回路控制。通过单元、驱动器、互锁由0级系统处理直接人工控制。大多数安全机制也存储此级。

1级自动化

通过PLC(可编程逻辑控制器)控制单元组。1级处理任务包括单一自动化区域内多设备控制系统。控制任务通常由PLC模块和微控制器实时执行，PLC控制系统响应时间20-150ms，微控制器(如运动控制器)10-20ms。因严格响应时间限制，复杂生产过程模型无法实现，如移动单元物料跟踪和覆盖规划任务委托其他自动化层级。

连铸机1级自动化功能通常包括：(1) 包塔、假锭车、中间包控制；(2) 假锭位置确定；(3) 驱动辊调整；(4) 宽度调整、结晶器锥度、液面控制；(5) 一二冷系统按选定设定点调节风水。

2级自动化

2级为过程控制。在确定生产过程效率和质量保证中起关键作用。2级按操作工程师或相关标准预定义指令设置管理监控铸造过程。每条铸造指令含质量评估参数指示生产目标产品质量最佳条件。使用冶金模型组可完全自动化铸造过程，最小化操作员输入干预。过程模型连接所有职能实现整体性能优化。

2级负责领域：(1) 生产质量保证；(2) 过程控制及向1级传输命令参数；(3) 自动化生产数据采集；(4) 集成技术过程数学模型模拟预测系统状况；(5) 物料跟踪；(6) 移动设备物料搬运和覆盖规划优化；(7) 报警故障指示系统，含生产故障评估和定时间。

连铸2级自动化要求：(1) 铸造过程参数采集显示；(2) 计算 strand 3D温度分布（表面、边缘）；(3) 计算 strand 壳生长、凝固长度、边缘收缩、氧化皮及其他铸造特征；(4) strand 二冷系统动态定位；(5) 执行段动态调整（软压下）；(6) 跟踪材料变化和凝固位置；(7) 接受转发操作员干预。

2级通常包含程序模型：(1) 挡渣挡流控制液态钢流；(2) 结晶器液面控制；(3) 结晶器保护渣液面控制；(4) 铸造自动启动；(5) 结晶器破裂预防系统；(6) 结晶器、strand、终端搅拌；(7) 液压结晶器振动；(8) 热跟踪模型；(9) 实时质量评价；(10) 切割优化模型；(11) 实时 strand 凝固模型；(12) 在线/离线凝固曲线计算器；(13) 动态机械软压下；(14) 动态二冷控制；(15) 铸件标记机；(16) 光学产品识别系统；(17) 过程分析仿真；(18) 冶金数据管理；(19) 生产延误检测；(20) 设备寿命跟踪；(21) 铸件物流含三冷。

实施连铸2级控制功能时，用复杂数据结构建模技术领域各术语。除其他外，从不同角度用喷淋计划、风量计划、参考温度曲线、铸造粉、铸造参数数据集、钢级、化学参比分析、钢级组、裂纹、取样切割等映射问题领域，针对典型冶金问题考察。此外，数学模型、控制机制、用户界面需简化标准化连铸过程描述，明确定义计算相关真实对象属性：strand 导向、结晶器、段、辊、喷嘴、二冷控制回路、冷却段。引入简洁领域特定语言易描述上述术语。

连铸1级或2级任务并非总能清晰分类。各自动化任务放置分布结论由输入参数和过程数据定位、嵌入模型可能响应时间、所需存储空间、自主程度决定。需求常分布于两系统，如物料跟踪；甚至重复如安全互锁。两系统有各自用户界面，通常针对各自任务设计。

3级自动化

3级为生产计划。处理生成生产计划，如铸造程序、作业调度准备、库存管理、维护计划、停机时间和维护任务。

分布式2级自动化系统软件架构

2级须满足重要要求：集成数学模型与1级控制系统、3级计划系统、连接数据库、连铸机操作人员稳定安全通信。设计配置2级时，组件多样性、接口、连接数据源重要，每个组件行为逻辑不可低估。

集成在2级的数学生产过程模型构成过程控制系统核心。通过监控实际过程状态，模型可持续从1级获得实时值。另一方面，数据也由短期规划结果、3级物料订单数据补充。计算结果和生产过程总览在连铸机为操作人员显示在用户界面。操作人员必要过程控制干预可通过1级输入掩码（如速度设置）和2级用户界面（如改变控制制度：参考温度和喷淋计划控制）执行。

实现此类系统常用多种软件架构模式，常含模型(多代理架构)、事件消息分发器(事件驱动架构)、分布式服务(面向服务架构)。

仪表

连铸机早期即使用仪表。从包塔/钢包车到铸件走出辊道每个主要部件都用仪表。连铸机广泛使用仪表监测钢包、中间包、结晶器、二冷区、辐射区、走出辊道变量（图2）。事实上，增加测量控制铸造参数仪表被认为是连铸机生产率和质量大幅提升主要贡献者之一。

图2 连铸机测量参数

仪表对任何控制自动化系统至关重要，其对实现现代生产率质量标准贡献不可高估。仪表是控制自动化系统“眼睛”，现有技术可永久装备仪表让过程质量控制系统“看见”最重要钢包、中间包、结晶器变量。

连铸仪表主要功能：(1) 测量控制连铸机械冶金功能性能参数；(2) 每个铸件段分配质量等级；(3) 诊断操作和机器问题；(4) 开发关联产品质量生产率与铸机设计操作知识。

连铸机仪表数量和复杂度快速增长。主要原因：对更高生产率和铸件质量需求日增、现代在线数字计算机可用。板坯连铸机尤甚，质量生产率要求最严。早期重点在结晶器仪表，因结晶器实践参数对产品质量生产率影响最大。但近期在钢包、中间包、围堰、走出辊道开发应用仪表取得显著进展。

鉴于二冷区喷淋室危险环境，铸机控制系统常对关键过程变量“盲视”，如 strand 表面温度变化。此处仪表通常临时性、实验性使用。其他重要仪表包括辊间鼓包、凝固壳厚度、结晶器/strand 摩擦测量。

连铸过程建模

钢连铸过程建模极复杂，可用各类数学模型完成。目前无法同时捕捉连铸全过程所有效应并呈现为单一综合数值模型。连铸建模自然分工：识别实际浇注中出现问题，或聚焦选定过程片段改进现有技术。

早期问题解决阶段，正确选择模型类型及其适应解决问题类别可能性是艰巨挑战。理论上更复杂模型(更“智能”)易回答铸造主要技术参数问题。实践中遇到限制：假设复杂模型验证正确，最好情况需不必要延长计算时间，因模型计算参数远超解决问题所需。第二危险：未同步问题复杂度与工具“智能度”导致模型参数验证及与过程数据相关性问题。模型理论推导越多，参数越多、不可测参数风险越高。最后涉及获取模型参数值知识策略问题。多年连铸建模经验表明最佳选择是实测所有可测模型参数。如钢比热随温度函数、钢热导率、粘度等参数形式说明。

物理建模

连铸物理建模如用水模拟液态钢，能深入了解连铸中液态钢流动行为。连铸液流理解主要来自水模型实验。此技术在工艺实施前测试理解新配置效应的有用途径。全尺寸模型额外提供操作员培训理解。

物理模型构建基于满足模型与实际过程相似准则：匹配几何和支配关注现象力平衡。用水模型复现液态钢流型，所有主导力比率须在两系统相同。确保模型与钢过程各位置速度比相同。无量纲组大小指示两力相对重要性。极小极大组可忽略，但铸造过程所有中等尺寸无量纲组须在物理模型匹配。选取适当几何尺度和流体达成匹配。

幸运的是水和钢运动粘度极相似。故通过构建全尺寸水模型可同时匹配雷诺数和弗劳德数。满足这两准则足以在等温单相流系统(如连铸浇注嘴和结晶器)达合理精度，且非常成功。

全尺寸模型额外便于机器组件测试和操作员培训。实际上，任何几何尺度水模型对大多数流动系统产生合理结果，只要两系统速度足够高产生充分湍流极高雷诺数。因中间包和结晶器浇注嘴流动重力驱动，弗劳德数通常在任何水模型中满足，其中水头和几何按相同量缩放。

物理模型有时需满足热相似准则。如钢包中间包稳态流动物理流动模型，热浮力相对主导惯性驱动流大，修正弗劳德数指示，故须在模型和液态钢系统保持相同。钢包中速度难估算，方便检查雷诺数平方除修正弗劳德数即格拉霍夫数。结晶器中惯性主导，热浮力可忽略。热浮力相对大小可在全尺寸热水模型匹配。但不易，因支配热损失现象依赖流体导热率、比热、容器壁导热率等模型与钢容器不同属性。其他系统如低速、瞬态、凝固，同时满足多热传递相似准则几乎不可能。

连铸过程复杂性及支配现象(图3)使物理建模困难。但随计算机软硬件能力增强，数学建模成为控制连铸各方面重要工具。

图3 连铸及结晶器区现象示意图

计算/数学建模

目前计算成本降低、商业建模包功能增强，使数学模型更易作为理解液态钢连铸复杂材料过程步骤额外工具应用。计算模型优势：易扩展至热传递、颗粒运动、两相流等水模型难处理现象。也能更忠实表征液态钢流动条件。如无需干扰流出 strand 水模型流动的物理底部，可考虑移动凝固壳存在。

数学模型现可模拟连铸大多数重要现象：(1) 复杂几何(入口浇注嘴、strand 液池)全湍流瞬态流体运动，受氩气泡、热溶质浮力影响；(2) 熔剂钢相内部及间热力学反应；(3) 浮于钢顶面固液熔剂层内流动热传输；(4) 自由液面界面动态运动，含表面张力、振动、重力波、多相流；(5) 过热通过湍流液态钢传输；(6) 溶质传输(含换钢级间混合)；(7) 复杂几何夹杂物液态传输，含浮力、湍流相互作用、浇注嘴壁/气泡/凝固钢壁/顶面夹杂物可能捕获；(8) 液面区凝固液面、固态熔剂边、渗透液态熔剂、液态钢、熔剂层、夹杂物颗粒间热、流体、力学相互作用；(9) 热通过凝固钢壳、壳-结晶器界面(含熔剂层、增长气隙)、铜结晶器传输；(10) 熔剂沿壳-结晶器间隙向下质量传输；(11) 结晶器壁和支撑辊变形磨损；(12) 熔体内和对结晶器壁固体晶体成核；(13) 钢壳凝固，含枝晶生长、晶粒微观结构、相变、析出、微观偏析；(14) 钢壳热收缩、相变、内应力收缩；(15) 外力(结晶器摩擦、辊间鼓包、拉拔、重力)导致凝固钢壳内应力产生；(16) 热应变、蠕变、塑性(随温度、钢级、冷却速率变化)；(17) 裂纹形成；(18) 微观宏观耦合偏析。

连铸惊人复杂性使不可能一次性建模所有现象。故须合理假设、解耦或忽略次要现象。定量建模需纳入影响特定关注问题所有现象。故每模型需特定目的。选定控制方程后，通常离散化用有限差分或有限元求解。重要进行充分验证。

数值误差通常源于计算域过粗或求解非线性方程收敛不全。求解已知测试问题、网格细化研究达网格无关解是验证模型重要途径。最后模型须对实验室和工厂规模实验测量验证，方可信任其对真实过程参数研究定量预测。

模型最终测试：结果能否实施并达成改进，如避免钢产品缺陷。最终需工厂试验实现。试验基于所有可用来源洞察：物理模型、数学模型、文献、经验。随计算能力持续进步推进数值模拟工具能力，建模在未来高技术连铸进步中作用增加。建模可增强传统研究方法生成量化改进任何工艺方面所需理解。先进计算建模在未来改进中起关键作用领域：(1) 瞬态流动模拟；(2) 结晶器熔剂行为；(3) 锥度设计；(4) 在线质量预测控制，特别是高速方坯铸造、薄板铸造、条带铸造等新问题新工艺。

连铸未来进步不会来自模型、实验、工厂试验，而来自理解过程问题的人产生想法。此理解植根于知识，可用包括计算模型工具确认、深化、量化。随计算工具持续改进，其履行此重要角色重要性增加，引领未来工艺进步。

假设计算目标和所需精度是选模型关键。多情况下所需信息为冶金长度和壳厚变化动态。如确定软压下位置。当铸速需改变时，需确定新冷却强度程序。此类问题不需回答 strand 应力、形成组织、潜在缺陷系列问题。故模型自然简化为仍提供可信答案形式。

自动化控制中重要模型

连铸自动化控制中常用重要模型如下，通常集成在2级自动化。

动态二冷控制

动态二冷控制有第三维度。模型建立将精度控制提升新维度，允许全新二冷和软压下理念。建立二冷系统时，前提考虑所有对计算 strand 3D温度分布有已知影响参数。所有喷嘴类型在喷嘴试验台测量评估喷水分布。衍生信息输入3D模型维护设置系统(MSS)。可视化喷淋分布见维护系统。

冷却区喷嘴精确位置录入，单区喷淋分布可见MSS。冷却区热移除计算考虑喷水、辊子、辐射热移除。MSS允许所有冷却相关设置配置，使冷却区喷水分布和冷却实践针对连铸机优化。冶金专业知识易融入自动化设置。内置离线仿真系统使新参数设置投入生产前全面测试。

连铸2级二冷提供数学模型计算 strand 表面内部温度作为喷淋计划、参考温度曲线插值点、或喷水量全机时变函数。动态二冷控制系统处理三控制制度：(1) 温度控制；(2) strand 龄期；(3) 喷淋计划控制。

温度控制制度下，动态二冷计算 strand 二冷所需水量维持指定参考表面温度。strand 龄期制度考虑参数随时变控制二冷。喷淋计划控制制度下，为二冷生成喷淋计划，预设喷水量对应特定铸速。铸速变化生效时喷水量即时修改，结果 strand 表面温度显示给操作员。若厂用温度扫描仪，动态二冷能适配扫描仪值，使 strand 温度场计算系数适配测量值。

动态3D二冷系统

第一代动态方案以 strand 中心二维温度计算为特征，工艺模型很大程度忽略 strand 棱角。计算机性能持续改进现可实时全三维模式计算 strand 任意点温度，足够精细离散化产生极详细 strand 表面和中心温度剖面。

模型基于显式有限体积近似求解传热方程，考虑温度相关材料属性(密度)及铸件位置特定厚度宽度。动态3D二冷准确评估铸件表面辐射、辊热传递、自然对流、喷水热传递。进一步适用喷淋和气雾冷却，考虑喷嘴喷淋分布模式和实际喷水温度。确保莱登弗罗斯特现象消失时(700℃以下)准确喷淋冷却传热预测。结果更精确确定 strand 表面温度剖面和 strand 凝固终点。

基于精确温度计算，动态3D二冷允许指定所需表面温度不仅沿 strand 长度，也横跨 strand 宽度。甚至可单独控制每个冷却喷嘴水流和定位。动态3D二冷控制算法计算水流设定点达成目标 strand 表面温度值。辐射温度计测量显示计算与测量 strand 横向温度剖面极佳吻合。

动态3D二冷应用允许为连铸未来挑战引入全新冷却实践理念。结合可移动喷嘴(3D喷淋)产生前所未有质量结果。

先进二冷动态3D模型在瞬态铸造情况(钢级变更、铸速变化、不同中间包温度、换包、铸造序列始末)推导正确水流量。各冷却区水流量计算维持整个铸造序列定义表面温度剖面。维护系统允许工艺工程师易变更冷却实践、引入连铸车间特定冷却专业知识。离线仿真系统用于生产前各种铸造情况测试新设置效果。

材料属性动态相计算

计算 strand 3D温度剖面，需知材料属性如焓、固相分数、密度、导热率随温度函数。若给定钢级成分实测知这些属性，工艺工程师可在MSS录入，但耗时。通常工艺工程师不知这些热物理属性。软件模型计算3D模型用所有热物理数据。材料属性动态相计算作为在线工具确定当前钢级分析材料属性。

传统方法按预定义化学分析浓度范围分钢级组用典型分析确定材料属性。动态相计算可为每个单独钢级计算这些数据。这使 strand 完全凝固点和铸造时 strand 温度分布预测更准确，允许精确冶金处理改善产品质量。进一步模型指示当前钢分析是否共析并警报意外共析钢级。可降低断裂风险改善质量。

动态相计算基于热力学模型。高温液固相变用吉布斯自由能模型结合微观偏析模型描述。低温固固相变用Avrami型模型。模型自由参数用实测量确定。离线动态相计算仿真结合3D模型允许新钢级冶金开发。

传统按钢级组用典型化学分析确定材料属性。动态相计算从实际钢分析导出材料属性。计算显示实际钢分析与钢级组分析比较，strand 最终凝固点差半米甚至更多。此事实显示在线计算实际钢级对提升铸件质量的重要性。

动态间隙软压下

动态间隙软压下指连铸动态辊缝调整。由特殊设计 strand 导向段——“智能段”实现，辊缝可远程调整适应 strand 厚度变化改善内部质量。基于动态3D热跟踪模型在线信息，动态间隙软压下动态计算可调辊缝设定点。

依据凝固状态(液态、糊状、固态)和计算 strand 厚度剖面监督辊子啮合，是精确辊缝调整从而改善产品质量决定因素。优化辊啮合也减少 strand 过大力和辊磨损。更精确辊缝控制允许实施额外铸造策略：液态核心减压和故意鼓包软压下。即软压下区前故意动态增大间隙允许该区更高厚度减压。进一步改善铸造灵活性和产品质量。

动态间隙软压下允许基于 strand 厚度、钢级、铸造状态自由定义开机、换包、尾部策略。这样避免冷 strand 头尾不同铸造行为导致辊损坏和生产中断。

浇注嘴专家早期堵塞检测

冷却水通过喷嘴喷淋 strand 目标均匀冷却钢。但若一个或多个喷嘴堵塞，strand 部分无法均匀冷却至要求温度。可能导致表面缺陷，铸件可能降级。连铸机换段也有困难。软管易破裂卡滞。知晓泄漏堵塞后果，维护人员花大量工时检查喷嘴运行。

浇注嘴专家帮助检测连铸机堵塞喷嘴和破裂软管，确保 strand 均匀冷却生产高质量钢。自动监测铸造过程喷嘴状况。模型也可铸造间隙手动激活。优势：维护或换段后检查喷嘴状态并立即修复再重启铸造。

模型计算考虑：喷嘴类型(喷嘴试验台测量结果)、压力测量装置高度、水压、管长、管径、喷嘴位置。二冷系统任何修改(如不同喷嘴类型)需改变浇注嘴专家设置以获正确计算结果。

浇注嘴专家基于统计模型指示各区堵塞比(如2区喷嘴96%概率堵塞10%)。操作员仅需检查报警区。计算随开浇信号自动开始，全程监测喷嘴状况。多重报警检测泄漏、堵塞、甚至段上错误安装喷嘴。

混合专家

通过预仿真提高收得率。顺序浇注时，每次换包中间包和 strand 发生钢级混合。基于钢化学成分，混合专家计算混合钢区能否用于预期产品应用，或钢须降级甚至报废。从中间包流动实验信息结合凝固产品钢样分析结果确保混合专家预测对实际混合钢区成分高准确度。

混合专家确定前炉钢在当前炉钢中痕迹。钢混合不仅中间包，也在结晶器和 strand 上部。这些区混合由混合箱子模型子模型评估，可计算铸件任意位置钢化学成分。

中间包更换或隔板使用单独处理。混合计算从新炉“开包事件”起对选定化学元素循环执行。混合热分配功能最终决定顺序浇注炉兼容性。确定对最终产品处置(合格、降级、彻底拒收)有影响关键元素浓度剖面。若关键元素不符钢级规格则检测偏差。

混合模型充分获益结合收得率专家模型，通过对 strand 上指定废钢不兼容钢区应用切割长度优化保证最大合格收得率。

工艺工程师用强大仿真环境，可模拟任何不同钢级组合。输入分析、中间包重量、strand 尺寸等参数易录入修改，计算结果HMI可见。显示单元素或多元素组合图表。底部显示体积浓度、混合钢长度、废钢长度、炉范围等有价值信息。

模型配置易在MSS完成。工艺工程师可选哪些化学元素确定任意钢级链接混合。强大仿真环境允许模拟两不同钢级混合行为，显示计算体积浓度、strand 沿程计算分析、含可能废钢段炉范围。

速度专家

速度专家模型用于任何铸造情况下最优铸速。选择适当铸速对连铸机至关重要。多方面(质量、安全、机器极限、生产要求)影响铸速选择。这些方面常矛盾：增产需高铸速，安全要求限制铸速。通常多连铸车间有自制软件考虑不同方面计算铸速。速度专家旨在覆盖大多数方面、提供易维护工具使工艺工程师调整速度专家行为适应特殊需求。

速度专家循环计算最优铸速。计算基于考虑不同方面在速度专家实践中指定各种规则。每规则确定满足要求速度范围。速度专家先确定所有速度范围交集。交集非空则按预定义策略选铸速：最大速度、目标速度、或实际铸速在有效范围内避免变速。规则冲突交集为空时应用预选冲突解决策略：(1) 优先级(忽略低优先级规则直到找到解)；(2) 最大速度最小值(选所有最大速度中最小者)。

在线HMI上操作员可查看所有规则速度范围和推导最优铸速。操作员可改变规则优先级、策略、冲突解决策略微调计算。速度设定点发送1级自动执行。

MSS定义速度专家实践考虑：(1) 质量规则含质量专家规则、钢级最小/目标/最大速度、过热度、Mn/S比、低中间包重、最优软压下；(2) 生产规则含炉节奏、开浇、清理；(3) 安全规则含机器保护、最小最大速度预测计算。

最优软压下可在 strand 凝固终点位于段末端时达成。假设稳态预计算确定各段所需铸速。

收得率专家

收得率专家旨在最小化废钢优化收得率。考虑废钢部分、质量缺陷、重量限制、取样切割、宽度变化生产最大计划产品数。重要特征：(1) 废钢段或质量缺陷情况下优化产品长度或重量；(2) 结晶器宽度调整调度；(3) 废钢段分配算法；(4) 优化步骤可在线离线切换；(5) 实际生产中重放定尺优化步骤。

质量专家

质量专家确定质量相关工艺参数定义、跟踪生产实际数据、预测铸件质量、自动确定后续产品处置。通过在线质量预警和铸机中铸件质量预览支持操作员。质量专家分基础型和综合型两种产品质量评级能力。

所有跟踪信息和计算结果可从质量专家生产模块传输到发现系统。该系统专门长期归档评估海量跟踪信息。