板坯连铸二冷配水及通用软件的开发

论述了板坯连铸二次冷却技术研究的进展,针对板坯连铸工艺及钢水凝固过程,建立了板坯凝固传热通用数学仿真模型。按照连铸工艺要求及铸坯质量准则,应用VB6.0开发了板坯连铸二次冷却计算机通用仿真软件。通过软件的模拟仿真计算,对连铸工艺参数进行优化设计。软件界面直观友好,准确度高。     

板坯连铸二冷配水及通用软件的开发

论述了板坯连铸二次冷却技术研究的进展,针对板坯连铸工艺及钢水凝固过程,建立了板坯凝固传热通用数学仿真模型。按照连铸工艺要求及铸坯质量准则,应用VB6.0开发了板坯连铸二次冷却计算机通用仿真软件。通过软件的模拟仿真计算,对连铸工艺参数进行优化设计。软件界面直观友好,准确度高。     

ROKOP高效方坯连铸二冷动态控制算法模型

针对连铸过程中拉速等因素变化,铸坯二次冷却实行静态控制而引起表面温度过大波动的问题,发展了一种针对ROKOP高效方坯连铸的二冷喷水动态控制算法及其相应的二冷动态控制模型.通过在计算机上的仿真实验及对静态和动态结果的对比表明,该种算法对连铸过程中拉速的变化具有良好的适应能力,拉速引起的表面温度波动很小.     

方坯连铸二次冷却配水新模型

在连铸二次冷却喷淋区二冷各段,冷却水量只与拉速的变化相关联的二冷水模型的基础上,通过研究提出了二次冷却区各喷淋段的冷却水量Qi与钢液过热度(△T)、拉速(ν)、浇注钢种化学成分、二冷水温相关系的二次冷却新配水模型,即Qi=K(a bv cv2) d(△T-E) F.研究了模型中各系数的确定方法.应用已开发的方坯连铸二冷仿真软件和通过研究确立的济钢二冷新模型进行了模拟计算.模拟结果以及新模型的生产实践表明,采用新模型确定的二冷各喷淋段水量进行冷却,铸坯冷却均匀,铸坯质量得到改善.     

薄板坯及细小方坯浇铸技术的发展

报导了国外连铸薄板坯及细小方坯,并在线直接轧成最后成品的技术发展情况,重点介绍了SMS/Nucor公司和MDH/Arvedi公司建设的两套生产设备。同时介绍了中国发展连铸薄板坯及细小方坯的情况。其中一种新型离心铸机是专为小型钢厂生产(60~2～70~2)mm~2×1500mm细小方坯设计的,可为小型轧机提供坯料。     

基于混沌蚁群算法的连铸二冷参数多准则优化

针对连铸二冷配水参数设置这一多准则优化问题,提出了基于混沌蚁群算法和二维凝固传热数学模型的二冷参数优化方法.采用控制容积法建立的凝固传热模型主要用于连铸过程仿真,研究铸流表面温度分布和参数搜索空间特性.混沌蚁群算法用于解决二冷参数优化问题,具有蚂蚁觅食过程的混沌和自组织特性,克服了一般蚁群算法收敛速度比较慢、容易出现停滞以及全局搜索能力较低的缺点,对解决多准则优化具有较好的收敛性和鲁棒性.应用此方法进行实际铸机二冷参数优化,结果表明可以明显改进铸坯内部质量.     

方坯连铸凝固传热数学模型

根据连铸二冷区不同的冷却特点，应用差分法和变时间步长，建立了与具体铸机相适应的方坯二维传热数学模型。应用所建立的数学模型可进行模拟优化计算获得铸坯的最佳二冷制度。     

迅速发展中的连续铸钢技术

近几年来连续铸钢技术发展很快,特殊钢厂也已广泛采用,国外新建的小钢厂几乎都是连铸的。本文介绍了连续铸钢生产中的几种新工艺如冷中间罐、钢流保护,电磁搅拌、压缩浇铸、多点矫直及铸坯浸水冷却等。对几种新型连铸机如离心式、水平式、轮式、小间距多流方坯连铸机及一机多流连铸机等作了述评。还介绍了铸坯的在线轧制、分条轧制及改型轧制等新的工艺流程。最后回顾了连续铸钢技术的发展过程,提出了我国连铸技术工作者的任务。     

连铸方坯感应补热过程的有限元分析

根据电磁感应理论及传热基本原理,利用大型工程软件ANSYS对连铸方坯的感应补热过程进行了多物理场耦合的有限元模拟,并对铸坯断面上的温度梯度、磁场分布等进行了分析. 模拟结果与实测结果一致.     

末端电磁搅拌位置确定及对SWRH82B钢中心偏析的影响

结合方坯连铸机二冷各段的实际情况,采用有限元软件ANSYS建立了传热数学模型,并利用射钉结果修正数学模型中各段的传热系数,提高数学模型的准确性.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.根据射钉和数值模拟结果,确定电磁搅拌位置.采用电磁搅拌后,铸坯中心碳偏析和缩孔下降.     

方坯连铸凝固过程冷却的最优化

建立了方坯连铸冷却最优化数学模型,用于确定最优二冷制度和最大拉速。应用分布参数系统最优化控制理论,对此最优化问题进行了分析求解。模型还应用于某厂方坯连铸,进行优化计算,证明模型是合理的。     

攀钢炼钢生产物流仿真分析

以攀钢提钒炼钢厂全连铸改造后的生产调度问题为应用背景,研究了炼钢生产物流系统的仿真建模与仿真运行问题;根据攀钢现流程生产物流的输入条件进行了仿真试验.对全连铸后的正常生产以及存在转炉检修的生产条件下进行的仿真试验表明:在正常铁水供应条件下,为保证连浇,3台连铸机不能同时开浇.所采用的炼钢生产物流仿真系统可对攀钢全连铸生产物流进行仿真,并可通过仿真对生产计划进行调整和优化,获得合理的炉机匹配方案.     

液固相线温差补偿的连铸二冷控制模型

针对连铸生产过程中某些钢种钢水成分波动较大,导致采用传统参数配水模型控制时铸坯表面温度波动较大,尤其是矫直点处铸坯温度很难控制在一个合理稳定范围内的问题,笔者在参数配水控制模型的基础上,考虑了钢水成分变化对液、固相线温度及凝固区间的影响,提出了一种基于液-固相线温差补偿的连铸二冷控制模型。计算了参数配水控制模型和新提出的二冷控制模型在钢水成分发生波动情况下铸坯的温度场,并对两种模型的计算结果进行了分析讨论,结果表明:笔者提出的连铸二冷控制模型,在钢水成分发生波动的情况下能更好地控制矫直点处铸坯的表面温度,进而保证铸坯质量。     

Simulation of heat transfer in steel billets during continuous casting

This work is focused on the development of computational algorithms to create a simulator for solving the heat transfer during the continuous casting process of steel. The temperatures and the solid shell thickness profiles were calculated and displayed on the screen for a billet through a defined continuous casting plant (CCP). The algorithms developed to calculate billet temperatures, involve the solutions of the corresponding equations for the heat removal conditions such as radiation, forced convection, and conduction according to the billet position through the CCP. This is done by a simultaneous comparison with the kinematics model previously developed. A finite difference method known as Crank-Nicholson is applied to solve the two-dimensional computational array (2D model). Enthalpy (H _I,J ) and temperature (T _I,J ) in every node are updated at each step time. The routines to display the results have been developed using a graphical user interface (GUI) in the programming language C++. Finally, the results obtained are compared with those of industrial trials for the surface temperature of three steel casters with different plant configurations in different casting conditions.     

Computational algorithms to simulate the steel continuous casting

Computational simulation is a very powerful tool to analyze industrial processes to reduce operating risks and improve profits from equipment. The present work describes the development of some computational algorithms based on the numerical method to create a simulator for the continuous casting process, which is the most popular method to produce steel products for metallurgical industries. The kinematics of industrial processing was computationally reproduced using subroutines logically programmed. The cast steel by each strand was calculated using an iterative method nested in the main loop. The process was repeated at each time step (Δt) to calculate the casting time, simultaneously, the steel billets produced were counted and stored. The subroutines were used for creating a computational representation of a continuous casting plant (CCP) and displaying the simulation of the steel displacement through the CCP. These algorithms have been developed to create a simulator using the programming language C++. Algorithms for computer animation of the continuous casting process were created using a graphical user interface (GUI). Finally, the simulator functionality was shown and validated by comparing with the industrial information of the steel production of three casters.     

基于时滞BP神经网络的铸坯表面温度预报研究

为了快速准确地计算连铸方坯表面温度,提出了基于时滞BP神经网络的温度预报模型.由于传统的基于机理的模型需要直接求解偏微分方程,导致模型的求解消耗时间过长.为了满足连铸动态控制与优化的需求,研究了连铸方坯的传热机理,根据连铸过程热传导的特点,建立了基于时滞BP神经网络的温度预报模型,以历史时刻的表面温度和当前时刻水量作为神经网络的输入,以下一个时刻表面温度作为神经网络的输出.该模型可以快速预报连铸方坯表面温度的动态变化情况.并且依据某工厂的真实数据进行实验,表面温度的预报最大相对误差小于0.1%,取得了较好的实验结果.该方法可以准确地预报连铸坯的表面温度.     

基于模糊自适应PID的连铸二冷控制系统设计与仿真

为改善铸坯质量,提高二冷水量的跟踪性和稳定性,将中包温度引入二冷配水,设计出基于配水模型、中包温度、铸坯表面温度及模糊自适应PID的连铸二冷控制系统,并在实验室搭建连铸二冷区喷淋仿真实验系统.在此基础上,分别对常规PID、积分分离PID和模糊自适应PID进行阶跃信号测试和模拟浇注测试.仿真结果表明,模糊自适应PID控制方式在两种测试中的特性要优于其他两种控制方式,这一结果为下一步应用研究打下了良好的基础.     

CSP连铸结晶器内三维流场与温度场的数值模拟

针对CSP连铸生产状况，采用商业软件PHOENICS对其建立三维数值模型。在三种不同浸入式水口条件下，计算了结晶器内流场、温度场以及高拉速对流场与温度场的影响。其结果可为CSP连铸水口及其工艺参数的优化提供理论依据。     

板坯连铸二次冷却控制模型

以某钢厂连铸生产中的二冷水控制模型为研究重点.在分析工况和合理假设的基础上,按照传热学理论导出板坯传热微分方程,用数值计算方法求解微分方程,经回归处理后,得出不同工况下的配水控制模型.仿真实验与生产试验证明了模型是有效的,试验验证的16Mn钢控制模型参数可用于指导生产.