基于改进粒子群算法的板坯二冷制度优化

应用带变异算子的改进粒子群算法对安钢一炼轧连铸板坯的二冷制度进行了优化计算。针对安钢板坯连铸机的特点,建立了连铸板坯凝固传热的二维数学模型,模型的坯壳厚度计算值与现场硫印射钉法实测值一致。由冶金准则及设备约束条件设计优化算法的价值函数,用改进粒子群优化算法以价值函数值最小化为目标,对二冷区各段的水量进行优化。优化后的二冷制度使铸坯各段表面冷却速率和表面温度回升速率趋于平缓,与冶金准则对改善铸坯冷却过程和提高产品质量的要求相吻合。     

基于射钉法的小方坯凝固过程数值模拟

结合方坯连铸机二冷各段的实际情况，在二冷各段末对铸坯进行射钉取样，利用硫印法测定方坯二冷区内目标点凝固壳的厚度，建立了方坯传热数学模型，并利用射钉结果修正数学模型中的各段的传热系数，提高数学模型的准确性。将射钉法确定的坯壳厚度与数学模型计算结果相比较，结果表明，利用修正过的数学模型可以模拟整个铸机的传热凝固过程。     

粒子群算法在优化板坯二冷制度中的应用

提出了一种基于带有变异算子的改进粒子群算法对二冷区水量进行优化的新方法。首先应用凝固原理和时空有限体积法建立连铸板坯凝固传热的数学模型，数值模拟结果与现场实测结果相符。再利用改进粒子群优化算法对二冷区各段的水量进行优化，优化之后的二冷制度使铸坯各段表面温度冷却速率和温度回升速率趋于平缓，与冶金准则对改善铸坯冷却过程和提高产品质量的要求相吻合。     

大方坯连铸40Cr凝固特性及铸坯质量的研究

以新冶钢410mm×530mm断面大方坯铸机生产的40Cr为研究对象,采用射钉试验及酸浸低倍试验研究了40Cr的凝固过程,并根据试验结果对在线动态二冷配水和轻压下模型进行了标定。试验结果证明：结合射钉试验与离线大方坯凝固传热数学模型可有效地校正在线动态二冷配水和轻压下模型,并优化二冷配水和凝固末端轻压下工艺,显著地提高铸坯内部质量。     

连铸坯凝固传热数学模型的研究

以永兴钢厂1号方坯连铸机为研究对象，建立连铸坯凝固传热数学模型。对铸坯表面温度进行实测，取得了实测与模型计算基本吻合的结果。再与现场生产实际结合，优化二次冷却制度，铸坯质量得到明显提高，适应下一步开发其它钢种的需要。     

高碳钢凸辊轻压下工艺模型研究与应用

基于国内某钢铁公司一台凸辊轻压下连铸机,采用连铸凝固传热原理和射钉试验验证相结合的方法,建立了一套与实际条件较接近的凝固传热数学模型,并将此数学模型预测的压下区间应用到预应力钢绞线YL82B钢种上,取得了较好的应用效果。结果表明,经过射钉试验结果修正后,数学模型计算结果与实际检测的凝固坯壳厚度和宽面表面温度基本一致;经工业试验验证,YL82B钢种凸辊轻压下较佳的压下区间固相率f为0.38~0.90,此时铸坯的中心偏析、压下裂纹、中心疏松均达到了较理想的效果。     

热送热装工艺中板坯出连铸机温度的影响因素分析

建立了板坯连铸过程传热数学模型，并用实测数据对计算结果进行了验证，证明该模型可用于预报不同操作条件下板坯凝固过程中温度的变化和凝固状态，并应用该模型分析了影响板坯出连铸机温度的主要因素；板坯尺寸，拉速、二冷水量及冷却方式等，结果表明，适当提高拉速、改善二冷制度能提高铸坯出连铸机温度。     

异型坯连铸二冷区配水模型研究

根据异形坯连铸机的特点,建立了碳素结构钢工字坯连铸过程凝固传热数学模型,分析了工艺参数对结晶器和二冷区铸坯凝固的影响,确立了碳素结构钢二冷区最佳冷却冶金准则。经过大量计算,总结出基于目标温度曲线和液芯长度控制的二冷区配水模型。     

板坯连铸凝固传热数学模型的研究与开发

以二维非稳态凝固传热数学模型为理论基础,结合铸坯在连铸过程中的冷却规律,建立了连铸机凝固传热有限差分数学模型。利用Visual Basic 6.0语言编程,开发出了模拟凝固传热的通用仿真软件,并利用SCIT-1M红外测温仪采集铸坯表面温度,对结果进行验证,误差范围在0.4%~1.1%之间,说明仿真结果真实可靠。     

基于瞬态传热数学模型的板坯连铸二冷优化

裂纹是板坯连铸生产过程中常见的缺陷,制定合理的二冷工艺是减少铸坯裂纹的重要措施。以JBS275-B钢为对象,研究了板坯连铸二冷的工艺优化。基于凝固传热学基本理论,建立了二维板坯瞬态传热数学模型;根据高温塑性实验曲线,结合二冷区冶金原则,确定二冷区各段终点的表面目标温度;根据制定的铸坯表面目标温度,优化了二冷工艺,最终达到消除铸坯裂纹的目的。     

板坯连铸浇注过程通用仿真分析软件的开发与应用

基于考虑全面的铸坯传热凝固模型和有限差分数值方法，开发了CISDI板坯连铸浇注过程通用仿真分析软件CCPS0FFLINE。该软件内嵌一维传热和二维传热两大计算模块，包含正向仿真预测、二冷水量优化、二冷回归分析、结晶器振动参数计算和切割定尺计算等重要功能模块。软件具有强大的计算功能，能获得包含铸坯温度场分布状况、铸坯应变分布情况、铸坯凝固生长规律、铸坯热流散失情况、轻压下控制工艺参数、结晶器窄面锥度、铸流锥度、板坯质量缺陷判断以及钢种两相区凝固特性等与板坯连铸浇注过程密切相关的冶金信息。软件具有较好的适用性和通用性，已成功应用于多台板坯连铸机的工程设计实践之中。     

连铸工艺因素对铸坯凝固过程影响的模型研究

建立了武钢连铸板坯凝固传热数学模型，计算凝固过程温度场分布，应用模型探讨了连铸工艺因素对铸坯温度和凝固过程的影响，并提出提高铸坯温度的工艺手段：适当提高拉速、控制二冷喷水量和改善二冷末端冷却方式，能提高铸坯温度，提高浇注过热度对高温出坯不利。     

宽厚板坯连铸凝固过程数值模拟

针对Q345特宽特厚板的生产实际,建立了宽厚板坯传热数学模型,得到了在整个连铸凝固过程中铸坯任意横断面的固相率和温度分布情况。并进行了射钉试验,通过测量铸坯某位置的凝固坯壳厚度,计算出了液芯长度。对测量结果与数值模拟结果进行分析,最后得出在实际生产条件下,断面为370 mm×2 520 mm的Q345连铸坯在拉速为0.54 m/s时液芯长度是27.81 m,为连铸轻压下技术的改进提供了可靠的信息,同时也为企业探究大断面铸坯凝固末端位置提供了方法依据。     

厚板坯连铸二次冷却过程数值模拟及实验研究

基于凝固一传热学基本理论,建立板坯连铸三维凝固传热数学模型.该模型考虑了组元成分、固相分数、温度等因素对热物性参数的影响,根据糊状区溶质传输和反扩散理论,采用钢中多组元成分的百分含量计算液、固相线温度.以鞍钢第一炼钢厂厚板坯连铸机为对象,根据二冷区铸坯表面实际水流密度分布和辊子接触传热建立边界条件,计算整个铸坯任意点、线、面的温度及固相分数分布.多钢种多拉速条件下铸坯表面温度实测值和射钉实验结果与计算值吻合良好.     

采用射钉法测定大方坯45钢综合凝固系数

连铸坯的综合凝固系数对于计算坯壳厚度及凝固末端的位置起着重要作用。研究了采用射钉法测定综合凝固系数,并推导出凝固末端的位置与拉速的关系,为制定凝固末端轻压下方案提供了指导。对比轻压下前后的铸坯低倍,可以看出轻压下效果良好。     

基于凝固传热模型的轴承钢GCr15二冷研究与应用

采用Gleeble3500热应力/应变模拟机对轴承钢GCr15进行了高温力学性能测定,根据实际测量的结果,优化原有二冷制度并提出了适合轴承钢二冷冶金准则的二冷水表。并根据实际情况建立了大方坯连铸凝固传热模型,通过射钉试验表明模型准确可靠,在此基础之上提出了基于凝固传热模型的动态二冷控制方法,通过生产实践表明采用特征拉速控制二冷配水可以有效改善铸坯质量。     

连铸工艺参数对板坯凝固终点的影响

以Q235钢为试验对象,利用射钉法在铸坯1/4位置处测量出230 mm×1 510 mm断面在1.05 m/min拉速下的坯壳厚度,以此为基础,优化凝固计算模型,确定液相穴长度及凝固终点,并验证了铸机预报结果;通过计算结果分析连铸拉速、浇铸过热度及二冷比水量等工艺参数对连铸板坯的凝固终点位置的影响,得到了液芯长度与拉速、比水量等工艺参数之间的拟合关系,从而获得铸坯的凝固规律,为铸坯凝固末端轻压下及电磁搅拌技术的应用提供了有效的依据。     

重轨钢大方坯连铸凝固规律的研究

根据武钢第一炼钢厂重轨钢实际生产条件,建立大方坯凝固传热数学模型,并采用射钉法验证及修正。结果表明:U71 Mn重轨钢凝固终点在距结晶器液面16.96～21.68 m处;拉速增大0.1 m/min,铸坯表面温度及空冷区中心温度明显增大,铸坯凝固终点后移2.4～3.6 m;二冷强度由弱冷降为超弱冷,铸坯表面温度升高,铸坯中心温度变化不大,凝固终点前移1.12～2.23 m;U71 Mn重轨钢浇铸宜采用超弱冷模式,使凝固终点更加靠后,有利于使用轻压下工艺,提高铸坯的内部质量。     

射钉法测量板坯凝固坯壳厚度的应用实践

介绍了利用射钉法在邯钢板坯连铸机测量铸坯凝固坯壳厚度的情况。利用射钉法测定出坯壳厚度,根据凝固定律,可计算出连铸机的综合凝固系数和铸坯液相穴深度,为优化二冷配水等提供依据。     

连铸大方坯凝固终点的影响因素

建立了大方坯传热的数学模型,并通过现场射钉实验校正了数学模型,通过数学模型确定了凝固终点位置,并研究了过热度、拉速及二冷比水量等工艺参数对大方坯凝固终点位置的影响。研究结果表明,过热度对铸坯的凝固终点长度、液相的终点长度和固液两相区的长度影响较小,之间呈正比例线性关系;拉坯速度对其影响非常显著,之间呈正比例线性关系;二冷比水量对其影响比较显著,之间呈反比例线性关系。因此在制定轻压下工艺时要综合考虑。