板坯连铸二冷配水模型的研究
《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》范文
《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一一、引言随着钢铁工业的快速发展，特厚矩形坯连铸机作为钢铁生产中的重要设备，其生产效率和产品质量直接影响到整个钢铁企业的经济效益。
二冷配水工艺作为连铸机的重要环节，对于保证铸坯的质量、防止裂纹和内部缺陷具有至关重要的作用。
因此，对特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺进行研究，对于提高钢铁生产效率和产品质量具有重要意义。
二、特厚矩形坯连铸机概述特厚矩形坯连铸机是钢铁生产中的关键设备，其工作原理主要是将钢水通过结晶器凝固成一定形状和尺寸的铸坯。
在连铸过程中，二冷配水工艺是影响铸坯质量的重要因素。
二冷配水工艺的主要作用是控制铸坯在二次冷却区的冷却速度和温度分布，以获得理想的铸坯质量和避免裂纹等缺陷。
三、二冷配水工艺的研究现状目前，国内外学者对连铸机二冷配水工艺进行了大量研究。
研究主要集中在如何通过优化配水策略、改进配水装置和调整配水参数等方式，提高二冷配水的效果。
然而，针对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺研究尚不够深入，特别是在配水系统的设计、优化和控制策略等方面仍需进一步研究。
四、特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究内容本研究主要针对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺展开研究，重点研究内容包括：1. 配水系统设计：根据特厚矩形坯的特点和连铸机的工艺要求，设计合理的二冷配水系统，包括喷嘴选型、喷嘴布置、管道设计等。
2. 配水策略优化：通过分析二冷区的热力学行为和铸坯的冷却过程，确定合理的配水策略，包括喷水量、喷水速度、喷水方式等。
3. 控制系统开发：开发二冷配水控制系统，实现配水参数的实时调整和优化，以适应不同的连铸工艺要求。
4. 实验验证：通过实际生产过程中的实验验证，对二冷配水工艺的效果进行评估和优化。
五、研究方法与技术路线1. 理论分析：通过对特厚矩形坯连铸机的工艺流程和二冷配水工艺进行理论分析，确定研究的方向和重点。
2. 数值模拟：利用计算流体力学和传热学原理，对二冷区的流场、温度场和应力场进行数值模拟，为配水系统的设计和优化提供依据。
北京科技大学科技成果——连铸二冷配水模型及自动控制技术
北京科技大学科技成果——连铸二冷配水模型及自
动控制技术
成果简介
连铸二次冷却对铸坯的表面与内部质量具有显著的影响。
欲得到优质铸坯，重要的是合理地控制浇铸过程铸坯温度，而连铸二冷配水的目的是均匀冷却铸坯，使铸坯表面温度保持在允许的范围内，对提高连铸坯的质量和连铸生产具有重要的作用。
原冶金部科技司将此项目列为“八五”攻关课题“大型连铸机自动控制系统的研究开发”中一个重要研究课题，主要是以济钢板坯连铸机二冷控制为研究对象，应用二维传热数学模型，建立了板坯连铸机二冷配水计算模型，编制了二冷配水计算软件，完成了对不同钢种和断面的连铸冷却的配水计算和控制系统，实现了对连铸二冷配水的在线控制。
本项目主要用在板坯、矩形坯、方坯连铸机二冷配水控制系统，结合现场具体条件，利用传热学基本原理建立凝固传热数学模型和计算软件，计算配水参数，实现二冷水自动控制，从而确保连铸机高的产量和良好的质量。
经济效益及市场分析
本项目自1995年开发以来已与多家钢厂合作，如济钢、武钢、鞍钢等，连铸二冷配水自动控制系统投入应用后，铸坯质量明显改善，效果非常显著。
二冷配水控制模型
Ⅲ二冷区数值模拟研究北京科技大学冶金与生态工程学院2005.3.11 前言在连铸过程中，二次冷却的好坏与否对铸坯质量起着很重要的作用，控制的好，可以有效的防止各种表面缺陷和内部缺陷的发生，该项目研究内容之一就是以此为出发点，通过建立连铸坯凝固传热模型，再与现场生产实际结合，从而找出合适的配水参数，优化二冷区的冷却制度，评价现有冷却水表的使用效果。
二冷配水不合理，容易产生以下质量问题：二冷区各段如果冷却不均匀，使得铸坯表面温度呈现周期性回升，而引起坯壳膨胀，产生中间裂纹和皮下裂纹； 由于二冷不当，矫直时铸坯表面温度低于900度，正好位于脆性区，在矫直力作用下形成表面裂纹；如果冷却太弱，表面温度过高，在钢水静压力作用下，凝固壳会发生蠕变而产生鼓肚。
二冷冷却强度对铸坯中心偏析也有影响，通常来讲，随着冷却强度减弱，在拉速恒定情况下，凝固末端增加，钢水静压力增大，容易使偏析加重，同时易产生中心裂纹。
2 连铸坯凝固传热模型及相关边界条件铸坯凝固模型示意图如下：忽略拉坯方向及宽度方向的传热，热物性（比热容、密度等）不随温度变化而变化，并假设导热系数K 不随温度、时间变化，得到描述热传导现象的普遍一维偏微分方程：S xTK x T c+∂∂∂∂=∂∂)([τρ (3.1) τρ∂∂=f H cS (3.2)图3.1 铸坯凝固模型示意图式中p —— 钢的密度，kg/m -3c —— 钢的比热，J ·(kg ·K)-1 T —— 铸坯温度，℃ τ —— 时间，sK —— 导热系数，W/(m ·K)-1 S ——凝固潜热。
kW/m 2·K ·s 二维偏微分方程如下：S yTK y x T K x T c+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)]()([τρ (3.3) τρ∂∂=f H cS (3.4)初始条件：T=T c （x ≥0，y ≥0，z=0，τ=0） T(0，0)τ=0=T S边界条件： 1) 中心线上yT kxT k 0x 0y =∂∂=∂∂== (3.5)2) 结晶器w i d eo u t l e ti n l e t w w w w i d eF )T T (c Q q -ρ= (3.6)narrowoutlet inlet w w w narrow F )T T (c Q q -ρ=widethick nessy q xT k=∂∂=narrowwidex q xT k=∂∂=3)二冷区)T T (h q w s wide wide -=)T T (h q w s narrow narrow -= (3.7)4)空冷区)T T ()T T (q w s 4w 4s -α+-εσ= (3.8)式中T c ——浇注温度，℃；T S ——铸坯初期表面温度，℃； S ——凝固潜热，kW/m 2·K ·s ； ρW ——冷却水密度，Kg/m 3； Q W ——冷却水流量，m 3/s ； c W ——冷却水比热，J/kg ℃；F wide 、F narrow ——结晶器宽、窄面面积，m 2； h wide 、h narrow ——二冷区宽、窄面换热系数，J/m 2℃； q 、q wide 、q narrow ——铸坯表面、宽面、窄面热流，J/m 2。
《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》范文
《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言在钢铁生产过程中，连铸是重要的工艺环节之一。
异形坯连铸作为连铸技术的一种，具有其独特的优势和挑战。
其中，二冷区动态配水控制是影响连铸过程稳定性和铸坯质量的关键因素之一。
本文旨在研究异形坯连铸二冷区动态配水控制技术，以提高连铸过程的稳定性和铸坯质量。
二、异形坯连铸概述异形坯连铸是指生产具有特殊断面形状的铸坯的连铸技术。
与传统的矩形坯连铸相比，异形坯连铸具有更高的生产效率和更好的产品质量。
然而，由于异形坯的特殊形状和尺寸，其连铸过程中的热传导、凝固和热应力等问题更为复杂。
因此，对异形坯连铸的二冷区动态配水控制技术进行研究具有重要意义。
三、二冷区动态配水控制的重要性在连铸过程中，二冷区是指从结晶器出口到最后一根喷水嘴之间的区域。
这一区域的冷却条件对铸坯的质量具有重要影响。
而动态配水控制则是指在二冷区根据铸坯的实际情况实时调整喷水量，以实现最佳的冷却效果。
在异形坯连铸中，由于铸坯的形状和尺寸变化较大，因此需要更加精确的动态配水控制技术来保证铸坯的质量和稳定性。
四、动态配水控制技术研究（一）控制策略研究动态配水控制的策略包括传统的模型预测控制和智能控制方法等。
模型预测控制主要是根据工艺参数和模型预测的结果来调整喷水量，以达到最佳的冷却效果。
而智能控制方法则是通过学习算法对历史数据进行学习和分析，得出最优的喷水量调整策略。
在异形坯连铸中，需要根据实际情况选择合适的控制策略，并对其进行优化和调整。
（二）喷水系统设计喷水系统是动态配水控制的核心设备之一。
在异形坯连铸中，需要根据铸坯的形状和尺寸设计合适的喷水系统，以保证喷水的均匀性和准确性。
同时，还需要考虑喷水系统的可靠性和维护性等因素。
（三）控制系统实现控制系统是实现动态配水控制的关键。
在异形坯连铸中，需要采用高精度的传感器和控制器来实现对喷水量的实时监测和控制。
同时，还需要考虑控制系统的稳定性和可靠性等因素。
五、实验研究与分析为了验证所提出的动态配水控制技术的有效性和可行性，我们进行了实验研究和分析。
铸坯连铸二次冷却模型的研究与开发
铸坯连铸二次冷却模型的研究与开发连铸二次冷却在连续铸钢过程中占有非常重要的作用，与铸坯的质量和产量都有密切的联系，所以二次冷却模型越来越受到了人们的关注。
随着科学技术的不断进步，计算机技术逐渐应用到了二次冷却当中，为连铸提供了很大的便利。
本文将从二次冷却的重要性出发，分析铸坯二冷配水数学模型的建立，以及铸坯连铸二次冷却仿真软件的开发。
标签：铸坯连铸技术连铸二次冷却模型仿真软件引言伴随着我国产业结构的转型，钢铁工业的发展也受到了一定的影响，为了在降低生产成本的基础上，产出更加优质的钢材，以提高企业的经济效益，必须要对整个生产过程进行优化，其中最先创新的就是连铸二次冷却的过程了，接下来我们就对此进行简要说明。
一、连铸二次冷却的作用1.缩短冷却时间连铸二次冷却对冷却区的设备、冷却工艺以及冷却水等方面都有很大的改进，使其可以在很大程度上缩短铸坯冷却的时间，从而降低时间成本，以提高连铸机的生产能力。
此外，当前我国对于连铸二次冷却的技术要求非常高，可以有效地保证整个连铸过程的安全性，从而可以尽最大可能的降低事故的发生的可能性，使机械设备能够更加高效地运转，达到较高的生产效率。
随着技术的发展，我国逐渐出现了多种多样的二次冷却模型，对于缩短冷却时间的意义十分重大。
2.获得良好的铸坯质量二次冷却最主要的目的是形成铸锭凝壳，这样可以使铸坯在离开结晶器之后，接受连续的冷却，直到铸坯完全凝固，从而使其获得良好的铸坯质量，以提高钢材的质量，比如，连铸二次冷却可以在一定的温度条件下实现弯曲、矫直等过程。
而且，连铸二次冷却可以很好的提高冷却效率，使铸坯表面的温度能够保证均衡，而且还能够根据不同的要求调整冷却的温度，这也就保证了铸坯的质量，从而促进钢铁企业经济效益的提高，使用先进的冷却技术，对于我国钢铁工业的进步有很大的推动作用。
二、数学模型的建立对于连铸二次冷却来说，数学模型是最常用到的，而且设计起来还是较为容易，操作过程也是比较方便快捷的，接下来，我们说明铸坯凝固传热数学模型和铸坯二冷配水数学模型这两种模型的建立。
《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》
《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，异形坯连铸技术已成为钢铁生产过程中的关键环节。
二冷区作为连铸过程中的重要部分，其动态配水控制技术对于保障铸坯质量和提高生产效率具有重要意义。
本文将针对异形坯连铸二冷区动态配水控制进行深入研究，旨在提高铸坯质量，降低生产成本，为冶金工业的可持续发展提供技术支持。
二、异形坯连铸二冷区概述异形坯连铸是指采用特定形状的结晶器，生产出具有特定断面形状的铸坯。
二冷区作为连铸过程的重要环节，主要作用是对铸坯进行二次冷却，以防止铸坯在凝固过程中产生裂纹、缩孔等缺陷。
二冷区的配水控制直接影响到铸坯的质量和生产成本，因此，研究二冷区动态配水控制技术具有重要意义。
三、动态配水控制技术现状及问题目前，异形坯连铸二冷区配水控制多采用传统的手动调节或简单的自动控制系统。
这些方法难以根据铸坯的实际凝固状态进行实时调整，导致配水不均，进而影响铸坯质量。
此外，传统方法无法充分考虑铸坯的异形特点，导致二冷区的冷却效果不理想。
因此，研究动态配水控制技术，实现根据铸坯的实际凝固状态进行实时、精确的配水控制，成为当前的重要研究方向。
四、动态配水控制技术研究内容为了解决上述问题，本文提出了异形坯连铸二冷区动态配水控制技术的研究。
首先，通过建立数学模型和仿真分析，对二冷区的冷却过程进行深入研究。
其次，开发一种基于实时检测和自动控制的动态配水系统，该系统能够根据铸坯的实际凝固状态和异形特点进行实时调整，实现精确的配水控制。
最后，通过实际生产过程中的试验验证，对动态配水控制技术的效果进行评估和优化。
五、研究方法与技术手段本研究将采用理论分析、仿真分析和试验验证相结合的方法。
首先，通过理论分析建立二冷区冷却过程的数学模型，为后续的仿真分析和试验验证提供理论依据。
其次，利用仿真软件对二冷区的冷却过程进行仿真分析，以深入了解二冷区的冷却特性和影响因素。
最后，通过实际生产过程中的试验验证，对动态配水控制技术的效果进行评估和优化。
首钢第二炼钢厂板坯动态二冷配水系统研究的开题报告
首钢第二炼钢厂板坯动态二冷配水系统研究的开题
报告
研究背景：
首钢第二炼钢厂板坯动态二冷配水系统是炼钢生产中重要的冷却系
统之一，其性能优劣直接影响到产品质量和制造成本。
目前该系统存在
着配水不合理、能耗高、冷却效果差等问题，需要进行技术改造和优化。
研究目的：
本研究旨在探究首钢第二炼钢厂板坯动态二冷配水系统的优化方案，提高其运行效率、减少能耗、降低生产成本并提高产品质量。
研究内容：
1. 系统结构与布置分析：对该系统的板坯输入、出水、冷却水和配
水管网进行详细分析，确定系统结构和布置。
2. 运行参数测试：对该系统的运行参数进行测试，包括水流量、入
水温度、出水温度等，以获得系统的真实运行情况。
3. 优化设计：结合系统运行参数分析与节能降耗技术，提出适当的
优化设计方案，包括冷却水的利用、管网设计、水的循环使用等。
4. 仿真模拟：采用ANSYS等软件对系统进行模拟仿真，以验证优化设计方案的合理性和可行性。
预期结果：
本研究的预期结果是提出一个可行性高的冷却水优化设计方案，降
低系统能耗、节约生产成本、提高产品质量。
通过仿真模拟，将验证该
方案的可行性，并为相似系统的升级改造提供参考意见。
《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》
《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一摘要：本文针对特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺进行了深入研究。
首先，介绍了连铸机二冷配水工艺的重要性及其在特厚矩形坯连铸中的应用背景。
接着，通过实验和理论分析，探讨了二冷配水工艺的优化措施，包括水流量、水温、喷嘴类型等因素对连铸过程的影响。
最后，总结了研究成果，并提出了未来研究方向。
一、引言特厚矩形坯连铸机是钢铁生产中的重要设备，其生产效率和产品质量直接影响到钢铁企业的经济效益。
二冷配水工艺作为连铸机的重要环节，对铸坯的质量和生产成本具有重要影响。
因此，研究特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺，对于提高连铸机的生产效率和产品质量具有重要意义。
二、特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺概述二冷配水工艺是指连铸机在浇注过程中，通过喷水装置对铸坯进行二次冷却的工艺。
在特厚矩形坯连铸机中，二冷配水工艺的优化对于防止铸坯裂纹、提高铸坯的表面质量具有重要意义。
二冷配水工艺主要包括水流量控制、水温控制、喷嘴类型选择等方面。
三、二冷配水工艺的优化措施1. 水流量控制水流量是二冷配水工艺的关键参数之一。
流量过大或过小都会对铸坯的质量产生影响。
通过实验和理论分析，我们发现，在特厚矩形坯连铸机中，应根据铸坯的厚度、宽度、浇注速度等因素，合理控制二冷水流量。
同时，应采用多段式的水流量控制方式，根据铸坯的不同部位，调整水流量的大小。
2. 水温控制水温对二冷配水工艺的效果也有重要影响。
水温过高或过低都会导致铸坯表面产生裂纹或产生其他质量问题。
因此，应采用合适的水温控制方式，保证二冷水温度的稳定。
可以通过安装水温调节装置、定期检查冷却水系统等方式，确保水温控制在合适的范围内。
3. 喷嘴类型选择喷嘴类型是影响二冷配水效果的重要因素之一。
不同类型和规格的喷嘴，其喷水效果和覆盖范围也不同。
因此，在选择喷嘴时，应根据铸坯的形状、尺寸、浇注速度等因素，选择合适的喷嘴类型和规格。
同时，应定期对喷嘴进行检查和清洗，保证其正常工作。
《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》范文
《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一一、引言随着钢铁工业的快速发展，特厚矩形坯连铸机作为钢铁生产中的重要设备，其生产效率和产品质量直接影响到整个钢铁企业的经济效益。
二冷配水工艺作为连铸机的重要环节，对于保证铸坯的质量、防止裂纹和内部缺陷具有重要作用。
因此，本文旨在研究特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺，以提高铸坯的质量和生产效率。
二、特厚矩形坯连铸机概述特厚矩形坯连铸机是一种用于生产大型矩形坯的连铸设备，其结构复杂，生产要求高。
在连铸过程中，二冷配水工艺对于控制铸坯的凝固过程、防止裂纹和内部缺陷具有重要作用。
因此，对二冷配水工艺的研究具有重要意义。
三、二冷配水工艺研究现状目前，国内外对于连铸机二冷配水工艺的研究已经取得了一定的成果。
然而，针对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺研究尚不够完善。
现有研究中主要关注配水量的控制和配水系统的优化，但对于配水均匀性和配水策略的研究尚不够深入。
因此，本文将重点研究特厚矩形坯连铸机的二冷配水均匀性和配水策略。
四、二冷配水工艺研究方法本文采用理论分析、数值模拟和工业试验相结合的方法，对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺进行研究。
首先，通过理论分析，研究二冷配水工艺的基本原理和影响因素。
其次，利用数值模拟软件，建立连铸机二冷配水系统的数学模型，分析配水均匀性和配水策略对铸坯质量的影响。
最后，通过工业试验，验证数值模拟结果的正确性，并优化二冷配水工艺。
五、二冷配水均匀性和配水策略研究1. 二冷配水均匀性研究二冷配水均匀性是保证铸坯质量的重要因素。
通过数值模拟和工业试验，研究二冷配水系统的水流分布规律，分析水流速度、流量和方向对配水均匀性的影响。
同时，优化二冷配水系统的结构，提高配水均匀性。
2. 配水策略研究配水策略是控制二冷配水过程的关键。
通过理论分析和数值模拟，研究不同配水策略对铸坯质量的影响。
根据铸坯的凝固过程和裂纹敏感区域，制定合理的配水策略，以提高铸坯的质量和生产效率。
《2024年连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》范文
《连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》篇一一、引言连铸是钢铁生产过程中重要的一环，其产品异型坯的应用广泛。
其中，H型异型坯由于其特殊的断面形状和良好的力学性能，在建筑、桥梁、高速公路等工程中得到了广泛应用。
在连铸H型异型坯的生产过程中，二冷配水和凝固规律是影响产品质量、铸坯质量、能耗以及生产效率的重要因素。
因此，研究连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律对于提高生产效率和产品质量具有重要的现实意义。
二、二冷配水的研究2.1 二冷配水的重要性二冷配水是指连铸过程中，对铸坯进行二次冷却的水量分配。
合理的二冷配水能够有效地控制铸坯的冷却速度，从而影响铸坯的凝固组织、内部质量以及表面质量。
2.2 二冷配水的现状及问题目前，连铸H型异型坯的二冷配水大多采用固定配水制度，这种制度无法根据实际生产过程中的变化进行及时调整，导致铸坯容易出现裂纹、缩孔等质量问题。
因此，需要研究更加灵活、智能的二冷配水技术。
2.3 二冷配水的研究方法本研究采用数值模拟和工业试验相结合的方法，对连铸H型异型坯的二冷配水进行研究。
首先，通过建立数学模型，模拟不同配水制度下铸坯的冷却过程；然后，根据模拟结果，设计工业试验方案，对不同配水制度进行实际生产验证。
三、凝固规律的研究3.1 凝固过程分析连铸H型异型坯的凝固过程是一个复杂的物理化学过程，涉及钢水的传热、传质、相变等多方面。
在二冷区域，钢水经过初次冷却后开始凝固，此时钢水的冷却速度、过冷度等因素对凝固组织具有重要影响。
3.2 凝固规律的研究方法本研究通过金相分析、热物性测试等方法，研究连铸H型异型坯的凝固规律。
金相分析可以观察铸坯的显微组织，了解凝固过程中的组织演变；热物性测试则可以获得铸坯的热传导系数、比热容等物理参数，为研究凝固规律提供依据。
四、研究结果及分析4.1 二冷配水优化结果通过数值模拟和工业试验，我们发现合理的二冷配水制度能够有效地控制铸坯的冷却速度和过冷度。
在保证铸坯质量的前提下，适当增加二冷区域的配水量，可以降低铸坯的表面裂纹和缩孔等缺陷的发生率。
板坯连铸动态二冷水模型研究与应用
8-224
第八届（2011）中国钢铁年会论文集
过程中，有效拉速模型计算结果要优于实际拉速模型。
图 3 拉速变化时不同控制模型计算结果
图 1 连铸坯凝固示意图
2.1.1 凝固传热微分方程 传热一维平衡方程为：
ρCeff
∂T ∂t
=
∂ ∂x
(λ
∂T ∂x
)
式中， ρ 为密度； λ 为导热系数；固液两相区密度及比热取固相与液相平均值； ceff 为等效比热，
Ceff
= cp
−
L
∂fs ∂T
⋅ ⋅ ⋅ (TS
-T
- TL ) ， cp
为比热；t
本文通过建立二冷段凝固过程的数学模型，提出了一种结合有效拉速模型与目标表面温度模型两种动态 控制模型的方法，考虑铸坯生成时间，并以铸坯表面温降曲线为目标，动态计算出二冷各区相应的二冷水， 进而改善铸坯表面质量及减少三角区裂纹等铸坯缺陷。
2 动态二冷模型的开发
2.1 凝固传热数学模型
现以某钢厂 1650mm×230mm 板坯连铸机为目标机型，凝固传热方程简化为一维，只计算铸坯厚度方向 的温度变化。设板坯厚度方向为 x 轴，拉坯方向为 z 轴，考虑到铸坯及其冷却的对称性，取厚度一半为研究 对象。连铸坯凝固示意图如图 1 所示。
Qi = f (Vcial )
2.2.2 目标温度控制模型 目标表面温度动态控制考虑钢种、拉速及浇注状态，由二冷配水控制数学模型每隔一段时间计算一次铸 坯的表面温度，并与考虑了二冷配水原则所预先设定的目标表面温度进行比较，根据比较的差值结果给出各 段冷却水量，以使得铸坯的表面温度与目标的表面温度相吻合。 水量的调节按照如下方法实施:
P −1
]
《2024年连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》范文
《连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》篇一摘要：本文针对连铸过程中H型异型坯的二冷配水及凝固规律进行了深入研究。
通过实验与理论分析相结合的方法，探讨了二冷配水对H型异型坯凝固过程的影响，揭示了其内在的凝固规律。
本文首先介绍了研究背景与意义，然后详细阐述了研究方法与实验设计，接着分析了实验结果，最后总结了研究成果并对未来研究方向进行了展望。
一、引言随着钢铁工业的快速发展，连铸技术作为钢铁生产的重要环节，其效率和产品质量对钢铁企业的竞争力具有重要影响。
H型异型坯作为连铸产品中的一种重要形式，其生产工艺和质量控制对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
二冷配水作为连铸过程中的关键环节，对H型异型坯的凝固过程具有决定性影响。
因此，研究二冷配水及凝固规律对于优化连铸工艺、提高产品质量具有重要意义。
二、研究方法与实验设计1. 研究方法本研究采用实验研究与理论分析相结合的方法，通过设计不同二冷配水方案，观察H型异型坯的凝固过程，分析二冷配水对凝固过程的影响。
2. 实验设计（1）材料选择：选择合适成分的钢水作为研究对象。
（2）设备准备：搭建连铸实验平台，包括结晶器、二冷区等。
（3）实验方案：设计不同二冷配水方案，包括配水量、配水方式等。
（4）实验过程：进行连铸实验，记录不同条件下的凝固过程数据。
三、二冷配水对H型异型坯凝固过程的影响1. 配水量对凝固过程的影响通过实验发现，适量的二冷配水有利于钢水的均匀凝固，减少缩孔、裂纹等缺陷的产生。
配水量过少会导致钢水凝固不均，配水量过多则可能造成钢水过冷，导致组织疏松。
2. 配水方式对凝固过程的影响不同的配水方式会对H型异型坯的凝固过程产生不同影响。
例如，均匀配水有利于钢水的均匀冷却和凝固，而局部集中配水可能导致局部冷却过快，影响钢水的正常凝固。
四、H型异型坯的凝固规律通过实验观察和分析，我们发现H型异型坯的凝固过程具有一定的规律性。
在二冷区，钢水首先在结晶器内开始凝固，随后在二冷区继续冷却和凝固。
《2024年连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》范文
《连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》篇一一、引言连铸是现代钢铁生产过程中的关键技术之一，它涉及将熔融的钢液经过特殊装置处理，将其固化成具有一定形状的铸坯。
在众多类型的连铸中，H型异型坯以其独特的使用特性与广泛的工业应用受到特别关注。
H型异型坯的生产过程中，二冷配水系统的设计及其对凝固规律的影响尤为关键。
本文将围绕连铸H型异型坯的二冷配水技术及凝固规律进行深入研究。
二、H型异型坯二冷配水技术2.1 二冷配水的概念及重要性二冷配水系统是指在连铸过程中，通过调节和控制二次冷却水的分布和流量，以影响铸坯的凝固过程和表面质量的技术。
对于H型异型坯来说，其结构特点决定了合理的二冷配水策略至关重要。
2.2 配水系统设计要素设计二冷配水系统时，需考虑钢种特性、铸坯厚度、拉速等工艺参数，同时需根据H型异型坯的具体结构特点，合理布置喷嘴位置、角度及数量，确保冷却的均匀性和有效性。
2.3 配水策略及优化通过试验和模拟分析，研究不同配水策略对H型异型坯凝固过程的影响，如采用智能控制算法对喷水系统进行实时调节，以达到最佳的冷却效果。
同时，根据实际生产过程中的反馈数据，不断优化配水策略。
三、凝固规律研究3.1 凝固过程的基本原理H型异型坯的凝固过程涉及到钢液的相变、传热等多个物理过程。
研究这些过程的规律，对于理解并优化连铸工艺具有重要意义。
3.2 凝固过程中的相变行为通过热力学分析和相图研究，了解钢液在凝固过程中的相变行为，如固相线温度、液相线温度等关键参数的确定。
3.3 传热过程分析通过数值模拟和现场实测，研究铸坯在凝固过程中的传热规律，包括热量传递的速率、方向及影响因素，为优化二冷配水提供理论依据。
四、实验与结果分析4.1 实验设计与实施设计并实施一系列的实验，包括模拟实验和实际生产实验，以验证二冷配水策略的有效性及凝固规律的准确性。
4.2 实验结果分析通过分析实验数据，得出不同二冷配水策略下H型异型坯的凝固过程、表面质量及内部组织结构的变化规律。
《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》范文
《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，异形坯连铸技术作为重要的金属生产手段，已成为众多企业的核心工艺之一。
而在异形坯连铸过程中，二冷区动态配水控制作为确保铸坯质量和提高生产效率的关键环节，愈发受到研究人员的关注。
本文将重点研究异形坯连铸二冷区动态配水控制，通过分析现有技术问题及现状，提出有效的控制策略，以期为实际生产提供理论支持。
二、异形坯连铸二冷区技术概述异形坯连铸是一种高效的金属生产技术，它具有生产效率高、产品质量好等优点。
在连铸过程中，二冷区作为连接初轧和精轧的重要环节，其动态配水控制对于铸坯的冷却、变形及组织性能具有重要影响。
因此，研究二冷区动态配水控制技术，对于提高异形坯连铸的生产效率和产品质量具有重要意义。
三、二冷区动态配水控制技术现状及问题目前，异形坯连铸二冷区动态配水控制技术已取得了一定的研究成果，但仍存在以下问题：1. 配水控制策略不够完善，导致铸坯冷却不均，影响产品质量。
2. 缺乏实时监测和自动调节系统，难以满足不同生产条件下的配水需求。
3. 控制系统复杂度较高，维护成本较大。
四、动态配水控制策略研究针对上述问题，本文提出以下动态配水控制策略：1. 建立基于数学模型的配水控制策略。
通过建立铸坯温度场、流场等数学模型，实现二冷区动态配水的精确控制。
2. 引入实时监测和自动调节系统。
通过安装传感器等设备，实时监测铸坯温度、形状等参数，根据实际生产条件自动调节配水量，确保铸坯均匀冷却。
3. 优化控制系统结构。
通过采用先进的控制算法和优化软件，降低控制系统复杂度，提高维护便利性。
五、实验研究与结果分析为了验证上述动态配水控制策略的有效性，我们进行了实验室模拟实验和生产现场试验。
实验结果表明：1. 采用基于数学模型的配水控制策略，可有效提高铸坯的均匀冷却程度，降低产品缺陷率。
2. 引入实时监测和自动调节系统后，可实现二冷区动态配水的实时调整，满足不同生产条件下的配水需求。
《2024年异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》范文
《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，异形坯连铸技术作为重要的生产工艺，其生产效率和产品质量直接关系到企业的竞争力。
在连铸过程中，二冷区动态配水控制是影响铸坯质量的关键因素之一。
因此，对异形坯连铸二冷区动态配水控制进行研究，对于提高铸坯质量、降低生产成本、优化生产过程具有重要意义。
二、异形坯连铸概述异形坯连铸是指采用特殊形状的结晶器，生产出具有特定断面形状的铸坯。
其生产过程中，二冷区的作用尤为重要。
二冷区是指结晶器后到铸坯完全凝固之前的冷却区域，其冷却效果直接影响到铸坯的质量。
三、二冷区动态配水控制的重要性二冷区动态配水控制是指根据铸坯的实际生产情况，实时调整冷却水的流量和分配，以达到最佳的冷却效果。
动态配水控制能够根据铸坯的形状、尺寸、冷却速度等参数，实时调整水的流速、流量和分配比例，使铸坯在最佳状态下完成凝固，从而提高铸坯的质量。
四、异形坯连铸二冷区动态配水控制的现状及挑战目前，异形坯连铸二冷区动态配水控制主要采用传统的人工调节和简单的自动控制系统。
然而，由于连铸过程的复杂性和多变性，传统的方法往往难以达到理想的控制效果。
同时，随着冶金工业的快速发展，对铸坯质量的要求越来越高，传统的配水控制方法已无法满足生产需求。
因此，研究更加智能、精确的二冷区动态配水控制方法成为当前的重要任务。
五、异形坯连铸二冷区动态配水控制的策略与方法针对异形坯连铸二冷区动态配水控制的问题，本文提出以下策略与方法：1. 建立精确的数学模型。
通过分析连铸过程的物理化学特性，建立描述二冷区冷却过程的数学模型，为动态配水控制提供理论依据。
2. 引入智能控制系统。
采用先进的控制算法和智能控制系统，实现对二冷区冷却水的实时监测和自动调节，提高配水控制的精确性和稳定性。
3. 优化配水策略。
根据铸坯的实际情况，制定合理的配水策略，包括流速、流量和分配比例等参数的优化。
同时，结合生产实际，对配水策略进行不断调整和优化。
板坯连铸二冷配水模型及控制策略研究
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ １ — ２ ４
作者简介 ： 王明毅（ １ ９ ７ ２ 一 ） ， 电气工程师 ， 从事 电气管理 与维护 工作 。
５ ２ ｌ Ｗ Ｗ Ｗ ． ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｅ ｔ ． ｎ ｅ ｔ Ｉ 电工技术
Ｄ Ｃ Ｓ系统 在已知拉速 、冷 却水量 等条件下 ，Ｂ Ｐ神 经 网络模 型 的准 确性 与学习样本 的关 系很 大 ，Ｂ Ｐ神经 网络的学 习样本均 来 自现场采集值 。 本文在 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ中建立一个前 向型 Ｂ Ｐ神 经网络 ，其输
入层 为 ３ 个 神经 元 ，分 别 是 上 段 温 度 、本 段 流 量 和 本 段 拉 速 ； 隐层 神经 元 利 用试 凑 法 得 到 ８ 个 神 经 元 ；输 出层 是 １ 个 本 段 温度 神 经 元 。Ｂ Ｐ神经 网络 结 构如 图 ３所示 。 验证结果如图 ５ 所示 。
Ｐ Ｌ Ｃ系统
… … … … …
一级工控机系统
图 ２ 二冷区智能控制系统框 图
－ ＝ 氅 望 …
…
…
…
…
图１ 安钢板坯连铸控制网络 图
２ Ｂ Ｐ神 经 网络
Ｂ Ｐ神经 网络是误差反 向传 播算法 的学 习过 程 ，由信 息的正 向传播和误差 的反 向传播 两个 过程组成 。Ｂ Ｐ神经 网络具有预测能力 ，本文即利用其预测能力建立板坯温度 预测模型 。训练一个 Ｂ Ｐ神经网络模型就是在 已知输入 、 输出样本的情况下 ，通 过一定 的算法运算 ，使 Ｂ Ｐ神经 网 络找到输入 、输出间的一种 内在规律而逼 近某物理过程 。 Ｂ Ｐ神经网络模型是对二 冷区板坯传热过 程的一种逼近 ，
攀钢板坯连铸二冷配水模型的开发与应用
攀钢板坯连铸二冷配水模型地开发与应用陈永伍兵赵克文杨素波摘要：通过建立连铸板坯二维非稳态传热数学模型 , 分析了拉速、冷却强度和钢水过热度对铸坯表面温度地影响 , 改进和完善了现行地二冷配水制度 . 为进一步扩大攀钢板坯连铸新品种和提高铸坯质量奠定了基础 . 关键词：板坯连铸二冷配水数学模型Development and Application of Model of Secondary Cooling WaterDistribution in Slab Continuous Casting at Pan ZhihuaIron & Steel CompanyChen YongWu BingZhao KewenYang Subo(Pan Zhihua Iron & Steel Research Institute>Abstract：The effects of casting speed, cooling conditions and superheat on strand surface temperature have been analyzed and the water distribution in secondary cooling zones has been improved by using two-dimensional transient mathematical model of heat transfer, which have provided references for increasing new steel grades and improving slab quality at Pan Zhihua Iron & Steel Company.Keywrods：slab continuous castingsecondary coolingwater distributionmathematical model▲1前言攀钢 1350 板坯连铸机自投产以来 , 将所有生产钢种分为 3 组, 套用意大利提供地 3 组连铸二冷水表 ( 即 3 种配水制度 >, 用于浇注低碳铝镇静钢、普碳钢及优碳钢、低合金钢 . 各水表对应地最高拉速分别为 :1.7 、 1.55 和 1.40m/min. 因此 , 建立和完善离线二冷传热计算模型 ,制定适合以 1.8m/min 拉速生产地二冷配水制度 , 是完成 1.8 m/min 高拉速攻关目标地需要 .2数学模型地建立2.1凝固传热方程地导出连铸坯地凝固过程是通过水冷结晶器和二次喷淋冷却区把钢液热量［1］带走 , 从而使之转变为固体地过程. 为了通过数模研究这一过程, 以铸坯厚度方向为 X 轴, 宽度方向为 Y 轴 , 拉坯方向为 Z 轴. 考虑铸坯冷却地(1> 由于拉坯方向散热量很小, 大约占 3%～6%,故忽略 Z 方向传热。
《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》
《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一一、引言随着钢铁工业的快速发展，特厚矩形坯连铸机作为钢铁生产中的重要设备，其生产效率和产品质量直接影响到整个钢铁企业的竞争力。
二冷配水工艺作为连铸机的重要组成部分，对于提高铸坯质量、减少生产成本具有重要意义。
本文旨在研究特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺，为实际生产提供理论依据和技术支持。
二、特厚矩形坯连铸机概述特厚矩形坯连铸机是一种用于生产大型矩形坯的设备，其结构复杂、生产要求高。
在连铸过程中，二冷配水工艺对铸坯的质量和生产成本具有重要影响。
二冷配水工艺是指通过控制冷却水的流量、温度和分布，使铸坯在凝固过程中得到适当的冷却，以达到提高铸坯质量、减少生产成本的目的。
三、二冷配水工艺的研究1. 配水系统设计二冷配水系统是特厚矩形坯连铸机的重要组成部分，其设计应考虑到铸机的结构、生产要求以及冷却水的流量、温度和分布等因素。
设计时需根据实际情况选择合适的配水管路、喷嘴和控制系统，以确保冷却水的均匀分布和合理控制。
2. 冷却水流量与温度控制二冷配水工艺的核心是控制冷却水的流量和温度。
流量过大或过小都会对铸坯的质量产生不良影响，而温度过高或过低也会影响冷却效果。
因此，需要根据铸坯的凝固过程、化学成分、尺寸等因素，合理控制冷却水的流量和温度，以达到最佳的冷却效果。
3. 喷嘴选择与布置喷嘴是二冷配水系统中的重要组成部分，其选择和布置直接影响冷却效果。
应根据铸坯的尺寸、形状和生产要求，选择合适的喷嘴类型、尺寸和布置方式。
同时，还需考虑喷嘴的维护和更换方便性，以确保生产的连续性和稳定性。
四、实验研究与分析为了更好地研究特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺，我们进行了大量的实验研究。
通过改变冷却水的流量、温度和喷嘴布置等方式，观察铸坯的质量变化，分析二冷配水工艺对铸坯质量的影响。
实验结果表明，合理的二冷配水工艺可以显著提高铸坯的质量，减少裂纹、气孔等缺陷的产生。
五、结论与建议通过本文的研究，我们得出以下结论：1. 二冷配水工艺是特厚矩形坯连铸机的重要组成部分，对铸坯质量和生产成本具有重要影响。
《连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》范文
《连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》篇一摘要：本文针对连铸过程中H型异型坯的二冷配水及凝固规律进行了深入的研究。
通过对二冷区配水系统的优化设计及其实施效果的详细分析，揭示了异型坯的凝固特性，为连铸生产过程中的工艺控制和优化提供了理论依据和实践指导。
一、引言随着钢铁工业的快速发展，连铸技术作为钢铁生产的重要环节，其生产效率和产品质量直接影响到整个钢铁产业链的竞争力。
H型异型坯作为连铸产品中的一种特殊形态，其生产过程中的二冷配水及凝固规律研究显得尤为重要。
本文旨在通过实验和理论分析相结合的方法，探讨H型异型坯的二冷配水策略及其凝固规律。
二、连铸H型异型坯二冷配水系统概述二冷区配水系统是连铸过程中不可或缺的环节，其作用是在连铸坯的二次冷却过程中，通过合理的水流分配，控制铸坯的冷却速度和温度分布，从而影响其凝固过程和产品质量。
对于H型异型坯而言，由于其特殊的截面形状，二冷配水系统的设计更为复杂。
三、二冷配水系统的优化设计1. 配水系统设计原则：根据H型异型坯的特点，设计原则应包括保证冷却均匀性、控制冷却速度、防止裂纹产生等。
2. 配水策略：通过模拟实验和实际生产数据的结合，确定最佳的配水策略，包括水量分配、水流方向和流速等参数。
3. 配水系统实施：根据设计原则和配水策略，对二冷区进行实际改造，包括水管布置、流量控制等。
四、凝固规律的研究1. 温度场模拟：通过数值模拟方法，对H型异型坯在连铸过程中的温度场进行模拟，分析其凝固过程。
2. 实验研究：在实验室条件下，对H型异型坯进行实际连铸实验，观察其凝固过程和产品特性。
3. 结果分析：结合模拟和实验结果，分析H型异型坯的凝固规律，包括凝固时间、温度分布等。
五、研究结果与讨论1. 二冷配水系统优化效果：经过实际改造和实施，二冷配水系统的优化取得了显著的效果，有效提高了H型异型坯的冷却均匀性和产品质量。
2. 凝固规律分析：通过对H型异型坯的凝固过程进行模拟和实验研究，揭示了其特殊的凝固规律，为连铸生产过程中的工艺控制和优化提供了理论依据。
中薄板坯连铸二冷动态控制模型的研究
中薄板坯连铸二冷动态控制模型的研究中薄板坯连铸是铸造工艺中的一种重要方法，它可以直接高效地将熔融金属浇铸成板坯，应用广泛于钢铁行业。
连铸过程中，二冷段是冷却板坯的关键环节，其冷却控制直接影响板坯质量和产能。
因此，建立中薄板坯连铸二冷动态控制模型具有重要的理论和应用价值。
首先，需要建立二冷段的数学模型。
该模型需要考虑多种参数，如板坯厚度、温度分布、冷却介质等因素，并基于能量守恒和热传导原理建立方程组。
通过对方程组求解，可以得到不同参数下板坯的冷却情况，为后续的控制策略提供基础。
其次，需要设计二冷段的控制策略。
根据数学模型的求解结果，可以确定控制目标和控制变量。
常见的控制策略有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
这些控制策略可以根据具体的需求进行调整和优化，以实现板坯的理想冷却效果。
此外，还需要对控制系统进行进一步的改进与优化。
例如，可以引入先进的控制器、传感器和执行机构，提高控制系统的稳定性和精度。
同时，还可以利用模拟仿真软件对系统进行测试和验证，减少实际操作的风险和成本。
最后，需要对模型和控制策略进行实际应用与验证。
将建立的动态控制模型应用于实际的中薄板坯连铸生产线上，对冷却过程进行实时监测和控制。
通过与传统的手动控制相比较，评估该模型的控制效果和经济效益。
总之，中薄板坯连铸二冷动态控制模型的研究涉及多个方面的知识和技术，需要综合考虑冷却过程的各种参数和控制策略。
通过建立合理的数学模型和控制系统，可以实现对板坯冷却过程的精确控制，提高产品质量和生产效率。
对于铸造行业的发展和优化具有重要的意义。
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s 0
式中, u 为 j 区长度上的变量。这里的密度 ! j 也 是依据 P j 所描述的范围而定, 是 !固, ! 混 和! 液 三 者中的一个。 为热传导
式中, Tz 为 t 时深度为 x 的 z 点的温度 ; h 为热函 , 包括可知热能和潜在热能 ; !为密度; 率。
2 模型的描述
21 模型跟踪 板坯连铸二冷动态配水系统是 L2 级过程控
况下 , 模型计 算机以其强 大的功能 , 利用 文字、 图像、 动画甚至声 音等 , 模拟并展现 连铸二冷 配水中复杂 的热交 换。给出了建立新型的连铸二 冷配水控制动态模型 通过计算机 模拟该模型控制的应用过程。 [ 关键词 ] 连铸机 ; 二冷配水 ; 数 学模型 ; Dynacs; 切片
0
前言
当铸坯移动超过一个切片的 长度时, 一个新 的切片就会增加 , 这个切片移动时, 在 t 时该切片 的可知热能出现的热量散失H ( t ) 可依据切片的当 前位置来判定。当切片在结 晶器中时, 热量散失 的计算公式如下 : H ( t) = H ( T) # ( Ts - Tm) + ∀ # (T4 sT4 a)
m 4 ( T s4 T a)
n , m 是根据经验确定的两个参数。 1 2 积分分析法 积分分析法是运用有限的元素对铸流进行积 分分析的方法。使用积分法 , 每个温度函数 T ( x , t ) 可近似 为关于 x 的 4 个多项式 Pj ( x , t ) |
4 j = 1。
其中两个多项式是有关固 态部分的, 另外两个一 个是有关液态部分的 , 一个是有关混合状态部分 的。
r ∃ %
中由模型跟踪所得到的数据, 如浇铸速度、 铸流规 格等 , 如表 2 给出的是对 Q235B 钢的仿真。
表2
拉速 / ( m/ min) 1. 1 宽度 / m 1. 2
模拟跟踪数据
厚度 / mm 270 过热度 / & 28 中包温度 / & 1 532
M( x ) =
所有的离线设定值 完成后, 对模型进行初 始 化, 在开浇后二冷水会依据模型输出值逐 段开始 配水, 模型也同步进行铸流表面温度及中 心温度 的计算, 图 2 是当坯头离开结晶器约 4 15 m 时的 温度计算值。 在铸机生产过程中 , 当拉速趋于稳定之后, 由 于现场设备等方面的物理因素, 冷却段的 实际配 水量与模型设定配水量会发生偏差, 这些 偏差很 小, 在实质上非但没有影响铸坯的冷却还 一定程 度上弥补了模型的不足。
1#
制系统的一个主要部分。铸流温度的变化也影响 着热传递系数、 密度和热函的改变, 使它们从一个 状态的范围变到另一个状态的范围, 这些 变化都 被 L2 级跟踪 模块记录下来。当然当化学 成分发 生改变时 , 跟踪模块也会跟踪新的热传递系数、 密 度和热函。 22 设定点计算 设定点依据跟踪模 块、 浇铸信息和选择的 冷 却实例提供的信息计算。因而要求在钢水进入结 晶器前, 必须 选择冷却实例。每个冷却区 都会有 不止一个冷却段进行喷淋, 冷却段喷淋水 量的设 定要依靠某种冷却方法, 这个冷却方法的 变化范 围覆盖着相应的冷却区域。但是如果某个冷却区 域超过一种冷却方法时, 设定点就依据使 用每种 冷却方法所喷淋的铸坯质量的平均数值来计算。 理论上讲 , 不同的冷却方法可以达到两种 控 制: 表面温度 控制和膨胀限制控制。但是 两种控 制也有共同之处: 首先确定各区域的热量散失, 并 把它转化为等值的冷却水设 定量。事实上 , 有些 冷却段覆盖了整个冷却区域, 而其它冷却 段的喷 淋仅是外弧侧或者仅是内弧侧被考虑。通过表面 温度控制, 目标表面温度应是在浇铸方向 上变化 的线性函数。当设 定值是合理的时候, 在 冷却段 喷淋范围内的铸坯表面温度将与目标表面温度相 吻合。膨胀限制控 制受到钢水静压力、 辊 缝和由 75
式中, H ( T ) 是依据表面温度来描述热传递系数的 理论函数, 它可以通过跟踪结晶器钢水的实际热 量散失获得 ; ∀ 为 Stefan Boltzmann 常数 ; 1 为辐射 常数 ; T a 为周围环境温度 ; T m 为结晶器铜板温度 ; T s 为切片表面温度。 如果该切片是处在二冷区的 某个区中, 其热 量散失的计算公式如下: H ( t ) = S ( t ) # ( T s- T w ) + ∀ # 1 # 式中, T w 是二冷区喷淋水的温度; S ( t ) 是特定水 流速引起的热量散失系数 , 可由下公式表示: S ( t) = n # F ( t) 式中 , F ( t ) 是切片在某二冷区 t 时的特定水流速 ;
[ 收稿日期 ] 2006 06 05; [ 修改稿收到日期 ] 2006 06 13 [ 作者简介 ] 沈
图1
xi 值的一半 ; y i
切片的剖面温度分布图
这个切片厚度 这个切片在铸坯宽度方向上的变量
第 i 个切片在浇铸方向上的变量 ;
梅 ( 1970 ) , 山东淄博人 , 讲师 , 硕士 , 主要从事机械方面的教学和管理工作。
!冶金自动化∀ 2006 年增刊( S2)
板坯连铸二冷配水模型的研究
沈 梅 , 白坤海 , 白
1 1
晗
2ห้องสมุดไป่ตู้
( 1. 淄博职业学院 机械与汽车工程系 , 山东 淄博 255013; 2. 济南钢铁集 团总公司 ) [摘 要 ] 连铸二冷配水是影响 铸坯质量的重 要环节 , 在传 统经验 无法测 知连铸 二冷配水 区复杂 的热交 换的情 Dynacs 模型 的理论根 据 , 描 述了该 模型的 离线设 定 , 并
!冶金自动化∀ 2006 年增刊( S2)
坯壳厚度体现的坯壳强度的影响。 x 点水流量的 设定值 M ( x ) 根据相应的钢水静压力、 辊缝和坯壳 强度所表示的函数得到: f ( x) r( x ) & # # # 2 s( x ) 式中, ∃ , %, ∋为相关参数; # 为坯壳的参考厚度; s ( x ) 为在位置 x 时坯壳厚度 ; f ( x ) 为在位置 x 时钢
水的静压力 ;
2
为钢水的参考静压力; r ( x ) 为在位
置 x 时的辊缝 ; & 为参考辊缝值。 这里的 ∃ , %, ∋ 及 s ( x ) 是根据数学模型得到 的, 但是根据该数学模型得到的设定值并不能完 全满足工业生产的需要, 在实际生产前, 冶金工程 师往往 要对通过 该模型得 到的数 值进行 多次调 整, 这些调整是根据较长时间的观察和分析得出 的经验值。 2 3 离线设置 二冷配水的设置属于连铸机 L2 级控制系统 离线设置的一部分, 是通对人机界面( HMI) 操作来 完成的。在 HMI 上输入的数据作为计算机模型的 输入数据 , 经过在线模型复杂的分析、 计算, 最后 输出结果给基础自动化级用来作为对现场设备控 制的依据。 Dynacs 模型中对每个冷却段都有相异的设定 值。每个冷却段的配水量完成后不应修改。离线 设定的内容还应包括 : 钢种成分、 钢种目标表面温 度和由经验所得的板坯收缩系数等参数。我们用 Q235B 钢来进行模拟仿 真, 此钢种 的合理目标表 面温度与铸流位置的关系见表 1。
j
#
j+ 1# j
( P ( 0, t ) ) x j+ 1 依据 P j 所描述 的范围
而定 , 应是
固,
混
和
液
三者中的一个。
为了与热流相一致 , 可以调整多项式来改 变 热函 , 进而可得 : s h( Pj ( u, t ) ) ! u= j 0 t
( ( Tz ( x , t ) )
∃
j
P j ( u, t ) x
在钢水连续浇铸过程中 , 二冷配水是影响铸
1 模型的理论依据
11 铸坯温度模型化 有关铸流的任何温度计算的指导公式都应是 一个 3 维热传递 平衡方程, 它的精密数学 描述应 是一个函数 T ( x , y , z , t ) , 此函数也可表示为边界 条件下的 3 维热传递平衡方程。这里 x 代表浇铸 方向上的坐标, y 表示铸坯宽度方 向上的坐标 , z 为铸坯厚度方向上的坐标, t 表示时间。 沿着浇铸方向上的热传递仅是部分依靠拉速 产生 , 因此该 方向上的热传导可以不考虑。为了 便于 分析 , 在铸 流 方向 上可 以 把铸 流 分成 若 干 10 cm 长的小切片, 这些切片以拉矫的速度在移动 , 每个切片的剖面温度分布图见图 1。
坯质量的重要因素。 在板坯连铸生产历史上有很多从实践中得出 的二冷配水理论 , 这些理论中比较常用的、 有一定 历史阶段意义的有: Setpoint Adaptations Model( 结构 适应性设定配水模型 ) ; Speedtab Model ( 对应速度 表配水 模型 ) ; Dynacs Model ( 动 态配 水 模型 ) 等。 Setpoint Adaptations 配水模型是把二冷区分成多个 小的区域, 在这些小的区域上设定配水的最大、 最 小和目标流量。在浇铸过程 中, 如果没有人为的 干预, 这个流量值不会 变化。世界上著名的钢铁 公司 VAI( 奥钢联) 公司结合经验, 从理论上先后推 出了 Speedtab, Dynacs 等二冷配水模型并得到了实 际应用。Speedtab 模型是依据铸机的拉速 , PLC 控 制系统根据事先给定的配水表对应调节二冷配水 量。Dynacs 模型则是根 据铸坯规格、 铸坯钢种等 来计算铸流方向上的凝固 厚度与表面温度, 并根 据与生产工艺温度的差异来调节水量。 在济钢第三 炼钢厂 1# 连 铸机使 用的 Dynacs 模型首次提出温度场的概 念, 这与以前的配水模 型是不同的。 它综合 了二 冷配 水的 实际水 流速 度、 中包钢水温度和诸如固相线与热容量等钢种 特性的多方面因素, 结合动态轻压下、 铸流锥度自 动控制 , 完全满足了该铸机品种多元化、 质量高标 准的要求。除了实际的动 态配水外 , Dynacs 模型 还向连铸机 L2 级过程跟踪系统提供了铸流的热 力学状态。