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。     

基于人工蜂群算法的连铸二冷多目标优化研究

构建二维板坯瞬态传热数学模型,根据冶金准则及设备约束条件设计连铸二冷优化多目标函数,并从聚类准确度和收敛性角度考虑,引入改进的人工蜂群算法,以目标函数最小化为准则,对二冷各段水量进行优化。经实验证明,优化后的二冷水配比使得铸坯的表面温度增加104℃,铸坯的质量缺陷平均级别降低,缺陷铸坯占总量百分比下降。     

Q550D凝固坯壳厚度测定研究

为了精确掌握连铸机的综合冷却特性,优化二次冷却制度及连铸轻压下过程,结合Q550D钢生产过程中二冷各段的实际情况,采用射钉法在二冷区各段末对铸坯进行射钉取样,并利用硫印法测定铸坯在二冷区内各目标点凝固坯壳厚度。使用模拟软件建立板坯传热数学模型,与射钉实验结果进行比较,两者结果基本相符。将数学模型应用到整个铸机的传热凝固过程中,为评价连铸机综合冷却能力,优化二冷配水及轻压下制度,提高铸坯质量,为实现高效连铸提供了重要依据。     

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。     

攀钢板坯连铸二冷控制制度优化收显效

我国首家采用西欧 (意大利 )模式的攀钢板坯连铸二冷控制系统 ,经近年来不断优化其控制制度后 ,收到了提高铸坯内部质量的明显效果。板坯连铸尤其是高效板坯连铸的二次冷却控制制度 ,是影响铸坯质量进而影响钢板质量的重要因素之一 ,与铸坯裂纹、鼓肚、中心偏析等缺陷的形成均有紧密的联系。攀钢板坯连铸机 1 998年实现高效化生产后 ,某些钢种的连铸坯 ,曾一度因中心裂纹和中心偏析缺陷而引起比较严重的热轧板分层质量问题。为此 ,攀钢开展了持续不断的“板坯连铸二冷制度优化研究”。他们应用二冷区铸坯表面温度测定和铸坯硫印、低倍检验等…     

连铸板坯二冷动态智能控制系统

以某钢厂连铸板坯二冷动态控制系统为研究对象,运用神经网络、模糊控制,结合改进PSO算法,设计了动态目标温度控制器、动态表面温度控制器.以此为基础,提出了二冷动态在线学习模糊神经网络控制系统,在遵守冶金准则的前提下,能够根据钢种、拉速、过热度的变化,动态设定目标温度及二冷水量,使二冷前段铸坯温度梯度小,矫直段温度在6℃范围内波动,保证了铸坯的内部及表面质量,降低了二冷用水量.     

特厚矩形连铸坯二冷区冷却水的反算研究

针对700 mm×1 500 mm特厚矩形铸坯二冷制度的水量分配进行研究,根据经验公式初步确定二冷区各段的冷却水量,再由计算的铸坯表面目标温度曲线确定各二冷段的传热系数,并结合有限元仿真模拟,对比结果曲线验证方案的可行性。通过传热系数与水流密度的经验公式,确定各冷却段的水流密度值,最终对二次冷却水量进行优化。     

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。     

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。     

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。     

高强钢板坯二冷三维动态配水的在线控制

为解决某钢厂高强钢板坯二冷动态配水模型的不足,开发了新的三维二冷动态配水系统,并通过钢厂现场实验,数据采集和分析,校验和完善二冷区铸坯凝固传热计算数学模型,并结合测典型点的铸坯表面（铸坯中心、铸坯角部）温度测定,修正新开发的模型。在线应用该系统,进而优化工艺参数,制定合理的配水制度,降低高强钢封锁率和裂纹发生率,提高铸坯的表面质量和内部质量。     

板坯连铸机二次冷却系统通用设计软件的开发

根据板坯连铸二冷传热凝固数学模型和铸坯目标表面温度控制方法,并基于迭代算法开发了通用性较强的板坯连铸机二次冷却系统设计仿真软件Secondary Cooling Designer R1．0。软件计算功能包含二冷水量优化设计、二冷水量和喷嘴分析以及二冷传热仿真分析三大功能模块,能为二次冷却系统的全面设计提供必要的分析手段和评价信息,可广泛应用于板坯连铸机的工程设计之中。     

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。     

连铸薄板坯二次冷却制度的研究与数值仿真

建立了薄板坯连铸凝固过程的传热数学模型 ,给出了模型的边界条件 ,考虑了铸坯内外弧之间和铸坯横向上的冷却差别 ,提出了有效喷淋系数和有效比水量的概念 ,采用了变时间步长。获得了连铸的二冷制度 ,分析了其冶金准则满足情况 ,得到了薄板坯表面、中心和内部温度等的变化规律。并在实验室用热态模拟法研究证实了研究结果。     

非稳态连铸过程拉速-冷却水协同优化方法

针对非稳态连铸冷却强度异常易导致铸坯质量缺陷的问题,从系统冷却角度提出一种改进的遗传算法对连铸拉速、冷却水等工艺进行协同优化。基于国内某钢厂3个月的工业连铸数据分析发现,开浇、终浇、换中间包、换水口等非稳态连铸由于拉速与冷却水协同不好导致冷却强度不足,影响铸坯质量与连铸效率。建立过程冷却强度优化模型,从优化目标、选择算子等方面对遗传算法进行改进,在生成可行解的同时提高模型收敛速度与优化能力。结果表明,模型优化方案符合现场工艺规则,通过适当提高二冷水量,非稳态连铸系统热量释放平均由45.87%提升至49.05%,处于合理区间内。该优化方法可为连铸系统生产管控提供指导。     

板坯连铸机二次冷却系统的仿真分析及优化设计

应用通用的板坯连铸浇注过程静态仿真软件CCPS OFFLINE，对某钢厂板坯连铸机的二次冷却系统进行了数值仿真。结合仿真结果对该铸机现有二冷系统存在的问题进行了分析。基于制定的目标表面温度，采用仿真软件中的二冷水量优化模块，在具体的工艺参数条件下进行了二次冷却水量的优化设计。仿真分析及优化设计结果对于该铸机二次冷却系统的改进具有较好的理论指导意义，可广泛应用于板坯连铸机二冷系统的设计工作中。     

连铸工艺对含铌中厚板边裂的影响

针对中厚板含铌钢容易出现的边部缺陷问题,对含铌钢边部横裂缺陷进行研究,以解决长期困扰中厚板含铌钢边部质量提升的技术瓶颈。通过铸坯热酸洗检测、钢板金相检测、保护渣岩相分析等手段确定铸坯边裂缺陷来源,对铸坯边裂机理进行归纳分析,通过连铸工艺控制与二冷优化等技术优化,控制钢中酸溶铝质量分数从0.045%下降到0.025%、采用低渣熔点低黏度适宜析晶温度的保护渣、提高铸坯矫直区温度大于900 ℃等措施,有效改善了铸坯角部传热,较好控制了铸坯角部裂纹的发生,使含铌钢边部横裂得到了有效控制。     

微合金化钢板坯角部横裂纹控制实践

针对首钢京唐公司板坯外弧角部横裂纹形成原因与影响因素进行了系统的调查研究,结果表明板坯外弧角部横裂纹发生的主要原因是弯曲段板坯角部温度处于钢的第Ⅲ脆性区,同时外弧受到的应变力超过板坯所能承受的应力,在保证铸机状态与设备精度的基础上采取了优化二冷水制度提高（或降低）角部温度、控制氮含量等措施,有效地降低了板坯角部横裂纹发生率。