大方坯連鑄傳熱數(shù)學模型的研究及二冷配水的優(yōu)化.pdf

1、隨著近幾年投產(chǎn)的大方坯連鑄機日趨增多、連鑄大方坯的產(chǎn)量逐漸提高，鑄坯的質(zhì)量越來越受到連鑄工作者的重視。由于大方坯具有斷面尺寸大、鋼水靜壓力大、坯殼線收縮大、鑄坯熱容量大、液相穴長等特點，其更容易產(chǎn)生表面裂紋、中心疏松等質(zhì)量問題。鑄坯質(zhì)量問題的產(chǎn)生與其凝固過程密切相關，而鑄坯的凝固過程主要受到結晶器冷卻及二次冷卻的影響，因此研究鑄坯的凝固傳熱過程、制定合理的冷卻水流量對了解大方坯凝固過程和保證鑄坯質(zhì)量具有重要的意義。
　　本文以東北

2、特鋼380mm×490mm大方坯連鑄機為對象，結合現(xiàn)場實際，深入研究了大方坯連鑄的凝固傳熱過程，根據(jù)傳熱機理，建立了大方坯二維傳熱數(shù)學模型。建模時，對鑄坯凝固過程中釋放的潛熱采用熱焓法處理;考慮到傳熱模型是非線性偏微分方程，無法求得解析解，采用有限單元法對模型進行數(shù)值求解。應用模型模擬了不同工況條件下的鑄坯橫截面溫度分布情況和坯殼生長情況，利用現(xiàn)場實測的鑄坯表溫度數(shù)據(jù)，對比模型計算的數(shù)據(jù)，驗證了所建模型是準確合理的;分析了拉速、過熱度等

3、工藝參數(shù)對鑄坯凝固過程的影響。
　　連鑄二冷區(qū)各段配水量是影響鑄坯質(zhì)量的直接因素，不合理的二次冷卻制度會導致鑄坯出現(xiàn)質(zhì)量問題。本文從提高鑄坯質(zhì)量、改善二冷制度的目的出發(fā)，針對二冷水量的優(yōu)化問題，研究了二冷水優(yōu)化的冶金準則函數(shù)優(yōu)化法，結合大方坯凝固傳熱模型，建立了基于自適應蟻群算法的二冷配水優(yōu)化模型。針對基本蟻群算法易陷于局部極小、停滯等缺點，采用了一種改進的自適應蟻群算法，以此來提高連鑄二冷配水函數(shù)優(yōu)化的搜索效率。經(jīng)過仿真計算，優(yōu)