板坯动态二冷配水的研究与应用

对板坯动态二冷配水原理进行了详细的分析和研究,通过板坯凝固坐标体系和凝固传热模型微分方程的建立,确立了连铸板坯二维非稳态传热数学模型的基本方程组,根据实际浇注条件依据目标表面温度控制原理动态地设定各二冷区水量,对铸坯表面温度进行在线控制,实现对铸坯温度场的优化,动态二冷配水对提高板坯质量发挥了重要作用。     

连铸板坯二冷模型及配水制度的优化

建立连铸板坯的二维凝固传热数学模型，运用有限差分法求解并编制计算机程序。通过优化二冷配水制度来达到改善铸坯质量的要求。在确定目标表面温度时进行相应的铸坯高温力学性能实验，针对鞍钢生产过程中铸坯质量的实际问题设计了一种新的冷却水表。     

基于改善连铸板坯中心偏析的传热仿真软件

针对连铸坯中心偏析的形成机制,本文设计开发了基于改善连铸板坯中心偏析的凝固传热仿真优化软件。软件模型细化了连铸过程中的边界条件,充分考虑了各个方向上(尤其是铸坯宽度方向)和不同铸坯表面位置的冷却边界条件差异,可准确地预测连铸过程中铸坯的凝固行为和液芯三维形状,以及分析预测铸坯的偏析区域。针对模拟分析结果,软件可以对实际铸机的冷却系统进行优化,改善连铸坯的中心偏析问题。针对AH36的实际生产工艺参数,软件对连铸板坯的液芯形状和中心偏析产生区域进行了预测。预测结果与实际生产中的铸坯中心偏析位置完全吻合。     

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。     

板坯连铸实时跟踪动态控制模型的开发与应用

基于耦合多元合金两相区凝固计算的板坯连铸凝固传热数学模型,并采用以恒定间距方式进行离散化的切片单元法,开发了板坯连铸实时跟踪动态控制模型CCPS ONLINE,模型包含三个重要的功能模块,即:实时跟踪仿真分析模块、二冷水动态控制模块和轻压下动态控制模块,可根据合理的冶金准则,并结合铸坯的在线跟踪信息,对板坯连铸浇注过程中的关键工艺参数(二冷水量、扇形段辊缝)进行动态调整,以获得稳定可靠的浇注工艺条件和良好的铸坯质量.模型已成功投入工业应用,现场生产情况和相关测试工作表明,其控制算法合理、仿真精度良好,具有较高的可靠性和很强的实用性,可以在板坯连铸工业生产中推广应用.     

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。     

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。     

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.     

ER70S-6钢小方坯连铸二冷配水制度优化

在连铸过程中,二次冷却对铸坯表面和内部缺陷的产生具有决定性的影响。因此,以冶金准则和传热学为基础,采用二维传热模型对连铸坯二冷的传热行为进行模拟,解决了某钢厂连铸生产中出现的问题。根据现场的工艺和设备参数,对二冷配水进行优化。运用优化后的参数,能有效的改善连铸坯的质量。     

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。