[發(fā)明專利]連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定及可控輕壓下實(shí)現(xiàn)的方法

在審

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• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107457378A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張炯明;周青海;曹雅林;劉志明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: B22D11/16
• 分類號: B22D11/16;B22D11/22
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定的方法，其特征在于，所述方法包括數(shù)據(jù)采集、建立三維動(dòng)態(tài)二冷配水模型和鑄坯冷卻水量的設(shè)定；

所述數(shù)據(jù)采集包括：檢測不同季節(jié)的鑄坯表面溫度分布和不同時(shí)刻澆鑄時(shí)鑄機(jī)的溫度，記錄為數(shù)據(jù)A。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定的方法，其特征在于，所述建立三維動(dòng)態(tài)二冷配水模型包括：

以凝固理論為基礎(chǔ)，所述數(shù)據(jù)A為參數(shù)，以鑄坯寬度、鑄坯長度和鑄坯厚度為三個(gè)方向建立空間坐標(biāo)系；最終建立三維動(dòng)態(tài)二冷配水模型；

所述三維動(dòng)態(tài)二冷配水模型用于實(shí)現(xiàn)在線顯示、跟蹤及控制，直觀準(zhǔn)確地給出鑄坯中心及角部溫度，以及鑄坯典型位置的坯殼厚度和液芯形貌；

所述鑄坯長度和鑄坯厚度的方向采用坯齡模型，所述鑄坯寬度的方向采用分塊模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定的方法，其特征在于，所述鑄坯表面的溫度分布包括鑄坯表面的中心、邊部和角部溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定的方法，其特征在于，所述三維動(dòng)態(tài)二冷配水模型包括三維動(dòng)態(tài)二冷配水在線模型和三維動(dòng)態(tài)二冷配水離線模型；

所述三維動(dòng)態(tài)二冷配水離線模型是所述三維動(dòng)態(tài)二冷配水在線模型的模型參數(shù)參考。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定的方法，其特征在于，所述鑄坯冷卻水量的設(shè)定包括：

根據(jù)目標(biāo)溫度，利用所述三維動(dòng)態(tài)二冷配水模型反算出各冷卻區(qū)水量，將計(jì)算冷卻水量信號發(fā)給現(xiàn)場PLC，由PLC控制執(zhí)行器，完成水量的設(shè)定。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定的方法，其特征在于，所述三維動(dòng)態(tài)配水模型反算過程包括：

首先建立凝固傳熱差分方程，然后選擇相應(yīng)的參數(shù)和條件，最后對所述凝固傳熱差分方程采用顯式和隱式組合而成的交替方向隱式差分法建立交替隱式差分方程并設(shè)定初始條件和邊界條件、最后求解交替隱式差分方程的數(shù)值，即為冷卻區(qū)的水量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定的方法，其特征在于，所述三維動(dòng)態(tài)二冷配水模型配備不同鋼種計(jì)算所需的冶金數(shù)據(jù)庫。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連鑄板坯三維動(dòng)態(tài)配水水量設(shè)定的方法，其特征在于，所述方法還包括模型參數(shù)評價(jià)與校正；

所述模型參數(shù)評價(jià)與校正包括：通過現(xiàn)場測溫結(jié)果給出現(xiàn)有配水模型參數(shù)所需的校正量，對所述三維動(dòng)態(tài)二冷動(dòng)態(tài)配水模型進(jìn)行參數(shù)評價(jià)和校正。

9.一種連鑄板坯可控輕壓下實(shí)現(xiàn)的方法，其特征在于，所述可控輕壓下實(shí)現(xiàn)的方法包括：

首先，確定板坯的固相率：以傳統(tǒng)固相率計(jì)算方法為基礎(chǔ)，加入板坯的邊部溫度，建立凝固差分方程計(jì)算得到鑄坯的固相率；

然后，確定鑄坯上對應(yīng)的壓下位置：以用戶要求的固相率范圍為基礎(chǔ)，輕壓下位置的確定分為以下兩種情況：

①依照現(xiàn)有拉速，當(dāng)壓下位置和目標(biāo)軋輥位置對應(yīng)時(shí)，則正常進(jìn)行壓下過程；

②依照現(xiàn)有拉速，當(dāng)壓下位置和目標(biāo)軋輥位置不對應(yīng)時(shí)，計(jì)算壓下段進(jìn)行到目標(biāo)軋輥下所需的理論拉速，然后將現(xiàn)有拉速調(diào)至計(jì)算得到的理論拉速，以使鑄坯向前進(jìn)行時(shí)，壓下段正好處在目標(biāo)軋輥下面，進(jìn)而實(shí)施壓下過程。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種連鑄板坯可控輕壓下實(shí)現(xiàn)的方法，其特征在于，所述可控輕壓下實(shí)現(xiàn)的方法中為考慮現(xiàn)場設(shè)備及其運(yùn)行狀態(tài)對所述可控輕壓下過程的影響，將壓下段控制在設(shè)定的扇形段內(nèi)或者運(yùn)行良好的扇形段內(nèi)；

在進(jìn)行所述建立凝固傳熱差分方程計(jì)算時(shí)遵循以下原則，包括：

a).實(shí)施反向計(jì)算時(shí)一定要考慮鑄坯中心溫度和邊部溫度，從而使計(jì)算的固相率接近實(shí)際固相率；

b).將所述可控輕壓下過程控制在1~2個(gè)扇形段內(nèi)；

c).以a)和b)兩個(gè)原則為前提，將所述可控輕壓下過程控制在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常的扇形段內(nèi)。