[發(fā)明專利]板坯連鑄二次冷卻離線仿真系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110302087.4
• 申請(qǐng)日: 2011-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN102508943A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 幸偉;馬春武;徐永斌;徐海倫;鄧維;葉理德;邵遠(yuǎn)敬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶南方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

1.一種板坯連鑄二次冷卻離線仿真系統(tǒng)，其特征在于包括：

工藝設(shè)備參數(shù)設(shè)定單元，用于仿真系統(tǒng)啟動(dòng)前對(duì)模型中所需的工藝條件、鑄機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)以及冷卻參數(shù)的輸入；

計(jì)算條件設(shè)置單元，基于鑄機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)，工藝條件建立凝固傳熱方程以構(gòu)建仿真模型；

仿真計(jì)算單元，用于結(jié)合初始條件和邊界條件根據(jù)所建立的凝固傳熱方程進(jìn)行工藝模型結(jié)果計(jì)算；

結(jié)果顯示單元，用于對(duì)仿真計(jì)算單元所計(jì)算出的鑄坯溫度場(chǎng)及凝固特征結(jié)果進(jìn)行顯示；

擴(kuò)展單元，用于仿真過程中調(diào)用和/或存放直接用于仿真計(jì)算的數(shù)據(jù)或參數(shù)，并能對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行添加和修改操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的工藝設(shè)備參數(shù)設(shè)定單元用于啟動(dòng)仿真系統(tǒng)前對(duì)模型中所需的三種參數(shù)的輸入，三種參數(shù)分別為：包含鋼種、澆注溫度、拉速、鑄坯斷面尺寸的工藝條件參數(shù)，包含鑄機(jī)二冷分區(qū)、輥列布置、噴嘴布置的鑄機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及包含二次冷卻水量、環(huán)境溫度的冷卻參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的計(jì)算條件設(shè)置單元，將拉速、澆注溫度作為初始條件代入仿真系統(tǒng)，并進(jìn)行邊界條件設(shè)置，以建立凝固傳熱方程；所設(shè)置的邊界條件中的換熱系數(shù)按照兩棍間的不同傳熱方式進(jìn)行設(shè)置，基于二冷回路中的每一種邊界換熱條件并采用非平均換熱系數(shù)模型，綜合考慮兩輥之間不同冷卻區(qū)域鑄坯表面熱量傳遞的四種方式：鑄坯表面自然對(duì)流及輻射散熱、冷卻水與鑄坯表面強(qiáng)制對(duì)流換熱、鑄坯與支撐輥接觸導(dǎo)熱；按不同冷卻區(qū)進(jìn)行分段設(shè)計(jì)或者按照棍子進(jìn)行分段設(shè)計(jì)；不同傳熱方式選擇不同的計(jì)算公式，直接選取或自行輸入公式均可；在設(shè)備和工藝參數(shù)確定時(shí)，冷卻水與鑄坯表面強(qiáng)制對(duì)流傳熱的熱量根據(jù)噴嘴的熱態(tài)特性參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于各冷卻區(qū)進(jìn)行分段設(shè)計(jì)時(shí)各區(qū)的綜合換熱系數(shù)h為：

h=hrollAroll+hnatAnat+hradArad+hsprayAsprayAtotal]]>

h_roll、h_nat、h_rad、h_spray分別為鑄坯與支撐輥接觸導(dǎo)熱、鑄坯表面自然對(duì)流散熱、鑄坯表面輻射散熱及冷卻水與鑄坯表面強(qiáng)制對(duì)流換熱系數(shù)；按照棍子進(jìn)行分段設(shè)計(jì)時(shí)，兩輥間采取不同的冷卻換熱系數(shù)h_roll、h_nat、h_rad、h_spray代入所建立的凝固傳熱方程進(jìn)行計(jì)算。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的仿真計(jì)算單元，用于將初始條件及邊界條件代入基于鑄機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝條件而建立的凝固傳熱方程，同時(shí)進(jìn)行時(shí)間、空間步長(zhǎng)劃分，并對(duì)凝固傳熱方程進(jìn)行求解。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿真系統(tǒng)，其特征在于所述的擴(kuò)展單元即為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)具有可供調(diào)用和/或存放的多種鑄機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、多種鋼種的熱物性參數(shù)、多種噴嘴型號(hào)及與噴嘴型號(hào)相關(guān)的冷態(tài)及熱態(tài)性能參數(shù)；且數(shù)據(jù)庫(kù)存放的參數(shù)數(shù)據(jù)均能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)情況自行增加和修改。