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连续铸钢凝固传热过程数学模型及仿真算法研究

月lJ舌 现代化连续铸钢生产很大程度上依赖于计算机控制系统的建立。通常连铸计算机控制系统主要包括: (1)信息采集系统。该系统能够采集连铸现场数据,如钢包钢水温度、钢包重量、结晶器钢水液位、钢坯拉漏信号等,以供计算机管理与实时控制生产使用。 (2)过程控制系统。该系统一般应包括液位控制、结晶器冷却水控制、二次冷却水控制和浇铸速度控制等。 (3)自动化生产管理系统。①将生产过程分成若干个阶段,使计算机对连铸生产的管理具体化。②将生产过程中的脉冲量、模拟量、数字量通过屏幕随时显示出来。③用计算机对数据进行分析,当数据超过允许范围时,系统能够发出报警信号。④考虑今后分析生产情况的需要,把所有数据以压缩的格式送计算机外保存等。 图1表示了国内某厂新设计的连铸计算机控制系统忿尸硷园Real Control 81飞dl刀anagement system一跳补图1某厂连铸计算机控制系统示意图F 19.1 Sketeh Jn找P of cont...  (本文共8页) 阅读全文>>

《化工冶金》1989年04期
化工冶金

不锈钢连铸板坯凝固传热数学模型

前言 高温钢水在结晶器内以及随后的二冷区喷水冷却过程中,铸坯以传导传热、对流传热和辐射传热方式将钢水的热量传出使之凝固、此传热过程是非常复杂的。而借助于凝固传热数学模型,就能够方便地分析铸坯的凝固进展和铸坯的温度场,并已做了不少研究工作〔1一4〕。 本文结合不锈钢板坯连铸的生产实践,建立了凝固传热数学模型,根据制定的铸坯冷却冶金准则,对不锈钢连铸板坯二冷水的配制进行了优化计算,为获得最佳连铸工艺控制提供理论指导。二、连铸板坯凝固数学模型的建立根据对连铸板坯传热特点分析,做如下假定,以建立不锈钢板坯凝固传热数学模型:l)由于凝固坯壳、两相区和液相区的状态不同,热物性参数是与温度和空间位置有关。2)板坯做匀速运动。3)以扩大固相热传导率m倍方式考虑液相中对流运动的影响。4)凝固过程中潜热的释放做为内热源,以有效比热C。,:计人。4期木锈钢连铸板坯凝固传热数学模型据此,可导出铸坯传热过程的数学表达式:_。、:aT_a IoaT\IJ场...  (本文共6页) 阅读全文>>

《科技创新与应用》2017年02期
科技创新与应用

铸坯凝固传热模型的研究

连铸过程是将液态钢变为固态钢的过程,在这个过程中,钢水的固态化是散发了大量的热量实现的,且连铸过程是一个连续的非线性过程,因此,建立准确的铸坯凝固过程数学模型对铸坯冷却控制,提高铸坯质量都是很重要的。目前常用的铸坯凝固传热数学模型大多是根据铸坯的凝固传热过程建立的偏微分方程,然后根据一定的初始条件和边界条件采用有限差分法对其进行求解。但是在实际应用中这种方法由于没有考虑钢液液芯中钢水的对流散热问题而使建立的数学模型不能准确地描述铸坯的凝固过程,也不能准确地预测铸坯的表面温度。因此,如何补偿液相区和两相区中钢水的对流散热就成为建立铸坯凝固传热数学模型中急需解决的一个关键问题。在本文中综合考虑了铸坯在凝固过程中存在的传热、流动和凝固三种现象,建立起能够准确描述铸坯凝固传热过程的铸坯凝固传热数学模型。1铸坯凝固传热数学模型为了便于分析,方坯凝固传热数学模型的假设条件进行如下设定:(1)只考虑铸坯厚度方向的传热,忽略宽度和拉坯方向的传热...  (本文共2页) 阅读全文>>

东北大学
东北大学

基于传热系数测量的连铸方坯凝固传热模型研究

连铸作为整个钢铁生产流程中不可缺少的工艺环节,连铸技术的好坏直接关系着产品的产量和质量。为了提高连铸技术,对连铸生产过程中铸坯的凝固传热过程进行深入研究是必不可少的,而铸坯的凝固传热模型作为一种数值模拟方法已经成为研究铸坯凝固传热过程的重要手段。本文为获得一个准确性较高的传热模型,以南钢150mm×150mm小方坯铸机为研究对象,提出一种基于实验测量二冷区传热系数建立铸坯凝固传热模型的方法。本文的主要研究内容如下:(1)搭建二冷区喷嘴冷态、热态特性测试实验平台。使用COMSOL软件对热电偶的安装方案进行仿真分析,制定喷嘴特性测试实验方案,完成喷嘴特性测试实验。(2)针对三种不同的传热系数计算方法,以虚拟实验的方法对其进行分析,根据分析结果,确定采用基于正则化理论的传热系数计算方法,并在其上增加混沌优化算法,进一步保证计算结果的可靠性。通过计算,获得不同水压下试件表面的传热系数,再结合喷嘴的水流密度分布情况,拟合得到传热系数与水流...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

《东北重型机械学院学报》1960年20期
东北重型机械学院学报

用边界元法求解非稳态非线性凝固传热问题

用边界元法求解非稳态非线性凝固传热问题李强,朱清香,杨志宏(燕山大学)(秦皇岛市腈纶厂)摘要建立了用边界元法求解凝固传热问题的数学模型.用FORTRAN语言编写了计算程序.以连铸坯凝固传热为例进行了计算.计算结果与实测结果接近.关键词边界无法,凝固,连铸坯,温度分类号O242.2TK1240引言利用有限元法和有限差分法求解凝固传热问题、存在着不能直接求解出域内任意点温度,以及对复杂的二维或三维域处理较困难等问题.本文给出了凝固传热问题的边界元解法。解决了求解中遇到的控制方程线性化以及凝固潜热的修正问题.lttfse模型回.l非线性控制方程和单值条件凝固传热问题的三维数学模型【‘]为·式中P——密度C——比热入——导热系数T——温度T——传热时间式(l)对应的单值条件为:其中。,B为两个系数;马为初始温度;T万分别为边界上已知的温度和热流密度;h为对流换热系数;Tf为介质温度·1.2控制方程和单值条件的线性化式(l)是非线性控制方...  (本文共5页) 阅读全文>>

《冶金能源》1983年06期
冶金能源

连铸应用凝固传热计算的几个问题

壳生长的动力学和铸坯的凝固时间、以及结 1.连簿坯在结晶器内的凝固传热 晶器长度、冷却水耗量等结构和工艺因素对 计算 铸坯凝固过程的影响。 通过对连铸坯凝固传热过程的研究,可 描述连铸坯凝固过程的导热微分方程式以得到铸坯在冷却凝固过程中的温度场、坯 如下: 。,、sj 3 ,,、31]sl,.,、31 ,^。r 3rp..、 C以1)P-——=;”一I人(丁)一二士一I+——1人门)——【十PH——(1) at ax ’ ax J ay ’ ay , at式中T一温度厂 h t一时间(h);&Z CM一热容(kCal/kg·cC);四下IN WN P一密度什g加勺;在I扭仿1\川 人一导热系数(heal/h·m·C)罗“_二}—一【.工 H一熔化潜热(kCCI/kg);DI。L It 印一固相的相对量。。if+i N、。。。。。。、。、B。。。。。。。。。rf—__Q_,,——X 对万栓式(l)媛立边界条件和初始条件ID十 一一...  (本文共7页) 阅读全文>>