基于虛擬儀器的結(jié)晶器溫度場(chǎng)可視化系統(tǒng).pdf

1、漏鋼是連鑄生產(chǎn)過(guò)程中最嚴(yán)重的事故之一。通過(guò)安裝在結(jié)晶器銅板上的熱電偶可以檢測(cè)結(jié)晶器銅板的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)晶器的溫度監(jiān)控，并對(duì)漏鋼進(jìn)行預(yù)報(bào)。這種系統(tǒng)存在其固有的缺點(diǎn)，它僅依據(jù)熱電偶測(cè)量值進(jìn)行漏鋼預(yù)報(bào)，而沒(méi)有考慮到整個(gè)結(jié)晶器的溫度分布情況，從而影響了漏鋼預(yù)報(bào)效果。結(jié)晶器是連鑄生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一，鑄坯質(zhì)量與結(jié)晶器的傳熱及溫度場(chǎng)有直接關(guān)系。在保證生產(chǎn)安全的前提下，為了提高鑄坯質(zhì)量，就必須對(duì)結(jié)晶器溫度場(chǎng)進(jìn)行深入地研究。本文以板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器

2、作為研究對(duì)象，通過(guò)分析結(jié)晶器銅板的傳熱原理，建立結(jié)晶器溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，用虛擬儀器工具LabVIEW和有限元分析軟件ANSYS開(kāi)發(fā)結(jié)晶器溫度場(chǎng)可視化系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與ANSYS溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)值計(jì)算相結(jié)合，為漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)提供更為有效的輔助判斷手段。
　　本文主要包括結(jié)晶器溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型重建、虛擬儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)晶器溫度場(chǎng)的有限元求解、溫度場(chǎng)可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果與分析五個(gè)部分。第一部分，通過(guò)分析結(jié)晶

3、器銅板的傳熱原理，建立了結(jié)晶器溫度場(chǎng)熱傳導(dǎo)模型，并確定了初始條件和邊界條件以及鑄坯的物性參數(shù)。第二部分，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括LabVIEW數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和寫(xiě)APDL文件三部分。在這個(gè)部分中，數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集結(jié)晶器銅板內(nèi)熱電偶溫度數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊則對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)LabVIEW把采集到的熱電偶溫度數(shù)據(jù)以變量的形式寫(xiě)入到APDL文件中。第三部分，結(jié)晶器溫度場(chǎng)的有限元求解，這部分主要介紹了結(jié)晶器溫度場(chǎng)

4、的求解方法，并把采集到的熱電偶數(shù)據(jù)和初始條件及邊界條件作為載荷加載到結(jié)晶器溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型中進(jìn)行有限元分析。第四部分，結(jié)晶器溫度場(chǎng)可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)溫度場(chǎng)模型的有限元求解結(jié)果，利用軟件工具LabVIEW實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器溫度場(chǎng)可視化。第五部分，對(duì)不同拉速下的結(jié)晶器內(nèi)部溫度場(chǎng)進(jìn)行分析，得出在不同拉速下結(jié)晶器內(nèi)部溫度場(chǎng)的分布規(guī)律。
　　結(jié)晶器溫度場(chǎng)可視化系統(tǒng)彌補(bǔ)了漏鋼預(yù)報(bào)系統(tǒng)的不足。同時(shí)，為操作者提供了一種更直觀的觀察結(jié)晶器運(yùn)行狀況的方法。從