板坯连铸二次冷却离线仿真系统和方法

摘要

本发明涉及一种板坯连铸二次冷却离线仿真系统和方法，工艺设备参数设定单元在仿真系统启动前对模型中所需的参数的输入；计算条件设置单元用于建立凝固传热方程；仿真计算单元根据所建立的凝固传热方程进行模型结果计算；结果显示单元用于对仿真计算单元所计算出的铸坯温度场及凝固特征进行显示；扩展单元用于存放直接用于仿真计算的数据或参数并能对系统数据库进行添加和修改，供用户直接选取。综合考虑二冷区铸坯表面热量传递的几种方式，能精确反映铸坯表面温度变化的信息；全面考虑钢种的热物性参数以及不同喷嘴的冷态及热态性能参数对仿真结果的影响，更贴近现场实际情况，具有良好的通用性和扩展性，参数选取不再完全依靠经验值。

主权项

一种板坯连铸二次冷却离线仿真系统，其特征在于包括：工艺设备参数设定单元，用于仿真系统启动前对模型中所需的工艺条件、铸机结构参数以及冷却参数的输入；计算条件设置单元，基于铸机结构参数，工艺条件建立凝固传热方程以构建仿真模型；仿真计算单元，用于结合初始条件和边界条件根据所建立的凝固传热方程进行工艺模型结果计算；结果显示单元，用于对仿真计算单元所计算出的铸坯温度场及凝固特征结果进行显示；扩展单元，用于仿真过程中调用和/或存放直接用于仿真计算的数据或参数，并能对系统数据库进行添加和修改操作;所述的工艺设备参数设定单元用于启动仿真系统前对模型中所需的三种参数的输入，三种参数分别为：包含钢种、浇注温度、拉速、铸坯断面尺寸的工艺条件参数，包含铸机二冷分区、辊列布置、喷嘴布置的铸机结构参数，以及包含二次冷却水量、环境温度的冷却参数;所述的计算条件设置单元，将拉速、浇注温度作为初始条件代入仿真系统，并进行边界条件设置，以建立凝固传热方程；所设置的边界条件中的换热系数按照两辊间的不同传热方式进行设置，基于二冷回路中的每一种边界换热条件并采用非平均换热系数模型，综合考虑两辊之间不同冷却区域铸坯表面热量传递的四种方式：铸坯表面自然对流及辐射散热、冷却水与铸坯表面强制对流换热、铸坯与支撑辊接触导热；按不同冷却区进行分段设计或者按照辊子进行分段设计；不同传热方式选择不同的计算公式，直接选取或自行输入公式均可；在设备和工艺参数确定时，冷却水与铸坯表面强制对流传热的热量根据喷嘴的 热态特性参数进行计算。