大方坯連鑄傳熱數(shù)學(xué)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(jī)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(lái)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(zhǎng)等特點(diǎn)，其更容易產(chǎn)生表面裂紋、中心疏松等質(zhì)量問(wèn)題。鑄坯質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生與其凝固過(guò)程密切相關(guān)，而鑄坯的凝固過(guò)程主要受到結(jié)晶器冷卻及二次冷卻的影響，因此研究鑄坯的凝固傳熱過(guò)程、制定合理的冷卻水流量對(duì)了解大方坯凝固過(guò)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(jī)為對(duì)象，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，深入研究了大方坯連鑄的凝固傳熱過(guò)程，根據(jù)傳熱機(jī)理，建立了大方坯二維傳熱數(shù)學(xué)模型。建模時(shí)，對(duì)鑄坯凝固過(guò)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(wú)法求得解析解，采用有限單元法對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值求解。應(yīng)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(zhǎng)情況，利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的鑄坯表溫度數(shù)據(jù)，對(duì)比模型計(jì)算的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了所建模型是準(zhǔn)確合理的;分析了拉速、過(guò)熱度等

3、工藝參數(shù)對(duì)鑄坯凝固過(guò)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(huì)導(dǎo)致鑄坯出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)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(duì)二冷水量的優(yōu)化問(wèn)題，研究了二冷水優(yōu)化的冶金準(zhǔn)則函數(shù)優(yōu)化法，結(jié)合大方坯凝固傳熱模型，建立了基于自適應(yīng)蟻群算法的二冷配水優(yōu)化模型。針對(duì)基本蟻群算法易陷于局部極小、停滯等缺點(diǎn)，采用了一種改進(jìn)的自適應(yīng)蟻群算法，以此來(lái)提高連鑄二冷配水函數(shù)優(yōu)化的搜索效率。經(jīng)過(guò)仿真計(jì)算，優(yōu)