在线模拟连铸结晶器内钢液凝固传热过程的仿真方法

摘要

本发明是一种在线模拟连铸结晶器内钢液凝固传热过程的仿真方法，具体是：以控制系统监测得到的结晶器实时水量和温差关系为基础，利用铸机参数、钢种数据参数及生产工艺参数来模拟整个结晶器内高温钢液的凝固传热过程，换算得到结晶器单位面积上的热流密度边界条件，以此计算结晶器内钢液的凝固传热过程。本发明提供的在线模拟连铸结晶器内钢液凝固传热过程的仿真方法，不仅简便易行、适用性高、可靠性高，而且能够实时在线仿真计算不同连铸机型的结晶器内钢液凝固传热过程，为大规模生产中连铸生产工艺的不断调整和改进提供便捷途径。

主权项

在线模拟连铸结晶器内钢液凝固传热过程的仿真方法，其特征是：以控制系统监测得到的结晶器实时水量和温差关系为基础，利用铸机参数、钢种数据参数及生产工艺参数来模拟整个结晶器内高温钢液的凝固传热过程，换算得到结晶器单位面积上的热流密度边界条件，以此计算结晶器内钢液的凝固传热过程；由下述方法获得所述的凝固传热过程，其步骤包括：第一步，进行模型数据初始化过程：初始化过程中首先要设定铸机参数：确认连铸机型、铸坯断面尺寸、结晶器尺寸、计算模型和计算步长；其次设定物性参数：输入钢种成分、凝固潜热、导热系数、热膨胀系数、比热容和钢种的固液相密度；然后输入生产工艺参数：包括浇注温度、拉坯速度、冷却水初始温度、冷却水流速、结晶器铜板厚度；第二步，实时参数导入过程：通过控制系统中监测得到的结晶器实时水量和温差关系，将其导入到仿真系统计算方式面板，确认数据输入；第三步，数据仿真计算过程：数据运行模块中将初始化过程中的数据，以及实时水量和温差关系换算得到的结晶器热流密度导入计算模型，利用所选择的模型计算连铸结晶器内钢液凝固传热过程，得到连铸生产过程中，与结晶器相关的铸坯表面温度、凝固坯壳厚度、结晶器冷热面温度和结晶器锥度分布重要冶金参数；第四步，仿真结果输出过程：通过程序将数据仿真计算得到的结果自动保存，并在图形显示功能中，将结晶器热流密度分布，铸坯表面温度，凝固坯壳厚度，结晶器冷热面温度分布，结晶器锥度分布以曲线和数字方式显示在功能面板上；经过上述步骤，获得所述的凝固传热过程。