【摘要】：隨著鋼鐵產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,連鑄過程作為鋼鐵冶煉的重要環(huán)節(jié)也越來越成為眾多專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題。本文針對連鑄工藝中鑄坯的冷卻過程,即從連鑄坯進(jìn)入結(jié)晶器、二次冷卻區(qū)及空冷區(qū)的過程著手分析,通過對連鑄過程中凝固傳熱問題的研究,找到了影響鑄坯產(chǎn)品質(zhì)量的最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié),即二冷區(qū)的冷卻控制。研究二冷水量優(yōu)化對于改善連鑄坯的質(zhì)量及提高連鑄機(jī)產(chǎn)量有著十分重要的意義。根據(jù)鑄坯凝固與傳熱基礎(chǔ)理論,建立了二維凝固傳熱數(shù)學(xué)模型。在對鑄坯凝固進(jìn)程的分析計(jì)算中,引入有限差分法對凝固傳熱模型進(jìn)行數(shù)值求解。分析比較了拉速、二冷水量與過熱度二冷工藝參數(shù)對于凝固過程的影響,確定拉速為凝固傳熱中最重要的因素,它直接影響連鑄坯表面溫度以及鑄坯坯殼厚度。按照符合鑄坯質(zhì)量工藝要求的原則,選擇板坯為主要研究對象,以國內(nèi)某弧形連鑄機(jī)為例,設(shè)定鑄坯目標(biāo)表面溫度。并且,分別給出了二冷區(qū)總水量以及在鑄坯方向、弧形段上水量分配原則。在二冷區(qū)選擇氣霧式冷卻方式,同時(shí),合理布置噴嘴位置,在滿足技術(shù)要求的基礎(chǔ)上合理分配水量。為了建立合理的二冷制度,制定二冷水量優(yōu)化策略,本文采用智能優(yōu)化算法進(jìn)行水量尋優(yōu)。在基本粒子群算法的基礎(chǔ)上,加入變異算子設(shè)計(jì)基于變異算子的改進(jìn)粒子群算法,并通過測試函數(shù)進(jìn)一步驗(yàn)證該算法的收斂性和穩(wěn)定性,在一定程度上改善粒子群算法中易陷入局部最優(yōu)值的缺點(diǎn)。以凝固傳熱模型為基礎(chǔ),制定了基于冶金準(zhǔn)則的多目標(biāo)價(jià)值函數(shù),并利用基于變異算子的改進(jìn)粒子群算法實(shí)現(xiàn)二冷配水參數(shù)優(yōu)化,制定了合理的二冷優(yōu)化制度,從而建立起連鑄二冷水量優(yōu)化控制模型。 【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP13;TF777

【圖文】：

；逡逑坯的之間的熱量傳導(dǎo)；逡逑發(fā)方式釋放熱量；逡逑內(nèi)弧面進(jìn)行傳熱。逡逑冷卻區(qū)，對于熱量的傳遞方式是不同的，從鑄坯坯殼帶來決定，而決定坯殼與冷卻界面狀態(tài)的因素主要是熱流響是至關(guān)重要的，是鑄坯凝固過程中關(guān)鍵一環(huán)，二冷區(qū)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。逡逑凝固熱傳輸數(shù)學(xué)模型的建立逡逑中，鋼水經(jīng)結(jié)晶器內(nèi)沿彎月面處以一定的拉速向下運(yùn)動，傳遞熱量，熱量傳遞的多少主要取決于鑄坯金屬的熱物考慮板坯凝固傳熱模型的截面中心對稱性，，�。保磾嗝妫茫颍铮螅螅樱澹悖簦椋铮铄义�

現(xiàn)出連鑄凝固傳熱過程。下圖分別為在拉坯速度為澆鑄溫度為１５４０°Ｃ下鑄坯逡逑中心、表面溫度以及坯殼厚度變化趨勢。逡逑從圖２．４可以看出，鑄坯表面的溫度值最初變化較為明顯，由于結(jié)晶器內(nèi)的冷卻作逡逑用較強(qiáng)導(dǎo)致；隨著鑄坯進(jìn)入二次冷卻區(qū)內(nèi)，鑄坯表面溫度呈現(xiàn)部分回升現(xiàn)象，這是二冷逡逑區(qū)內(nèi)各區(qū)段內(nèi)冷卻強(qiáng)度不一致以及鋼水自身發(fā)生的物相變化所致，由于鋼水自身凝固潛逡逑熱的釋放，使得表面溫度會出現(xiàn)這樣的回升現(xiàn)象；在鑄坯凝固顯熱完全釋放之前一直會逡逑出現(xiàn)溫度回升下降的反復(fù)作用，直至潛熱釋放完畢，表面與中心溫度均保持下降狀態(tài)。逡逑如圖２．５所示，鑄坯坯殼厚度則一直保持增長狀態(tài)，直至鑄坯坯殼凝固完全。逡逑邐邐１邐！邐＊邐Ｉ邐１邐Ｉ邐＊邐１邐＊逡逑１５００－邐ｃｅｎｔｅｒ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邐＼逡逑％逡逑＾邋１２００－１邐－逡逑ｉａ邐＼逡逑＼邐一逡逑．＼邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邐．逡逑＼Ｔ＼ｒ￣＾邐￣邐—逡逑９００－邐．逡逑，邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑０邐７邐１４逡逑距彎月酣距離逡逑圖２．４鑄坯表面和中心溫度分布圖（拉速Ｖｃ＝２．０ｍ／ｍｉｎ，澆注溫度Ｔ＝１５４０°Ｃ）逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋Ｔｈｅ邋ｓｌａｂ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ａｎｄ邋ｃｅｎｔｅｒ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（邋Ｖｃ＝２．０ｍ／ｍｉｎ

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2712031