[發(fā)明專利]基于連鑄機(jī)二維溫度場(chǎng)仿真方法及監(jiān)控模型的運(yùn)行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811380680.9
• 申請(qǐng)日: 2018-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN109492317B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔意文;韓志偉;劉強(qiáng);鄧比濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司;中冶賽迪技術(shù)研究中心有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;B22D11/22;G06F119/08;G06F111/10
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 尹麗云

本發(fā)明提供一種基于連鑄機(jī)二維溫度場(chǎng)仿真方法及模型的運(yùn)行方法，該仿真方法包括：獲取連鑄機(jī)各程級(jí)的溫度場(chǎng)仿真計(jì)算參數(shù)信息，所述溫度場(chǎng)仿真計(jì)算參數(shù)信息包含澆鑄鋼種與工藝參數(shù)；分割從結(jié)晶器彎月面到監(jiān)控區(qū)出口的仿真計(jì)算區(qū)域生成多個(gè)切片單元；將所述切片單元?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)線程，利用多線程技術(shù)計(jì)算各個(gè)所述切片單元的二維凝固傳熱導(dǎo)熱微分方程得到相應(yīng)的溫度場(chǎng)；根據(jù)所述連鑄機(jī)的澆鑄條件動(dòng)態(tài)跟蹤各個(gè)所述切片單元，得到所述連鑄機(jī)的溫度場(chǎng)信息。本發(fā)明提高了溫度場(chǎng)仿真計(jì)算速度，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建監(jiān)控模型提升了運(yùn)行速度，確保了監(jiān)控模型的順暢運(yùn)行，避免發(fā)生卡頓現(xiàn)象，滿足了在線控制要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于連鑄機(jī)二維溫度場(chǎng)的仿真方法及監(jiān)控模型的運(yùn)行方法。

背景技術(shù)

連鑄過程是一個(gè)鑄坯溫度場(chǎng)連續(xù)變化的過程，不合理的鑄坯溫度分布往往會(huì)導(dǎo)致裂紋等諸多質(zhì)量缺陷，因此對(duì)鑄坯溫度場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的跟蹤監(jiān)測(cè)和優(yōu)化控制是獲得高質(zhì)量鑄坯的前提和保證。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于連鑄環(huán)境惡劣，連鑄過程在線監(jiān)測(cè)與控制一直是個(gè)難題。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的進(jìn)步，利用基于凝固傳熱數(shù)學(xué)模型的數(shù)值模擬對(duì)鑄坯凝固溫度場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真已成為解決這一難題的重要途徑。以連鑄機(jī)實(shí)時(shí)在線溫度場(chǎng)仿真計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)的監(jiān)控模型在連鑄機(jī)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。其在線仿真計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性將直接影響監(jiān)控模型的使用效果。

隨著連鑄技術(shù)的不斷發(fā)展和鋼鐵行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，對(duì)以連鑄機(jī)實(shí)時(shí)在線溫度場(chǎng)仿真計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)的監(jiān)控模型提出了更高的要求。因此，連鑄機(jī)實(shí)時(shí)在線溫度場(chǎng)仿真計(jì)算需要全面考慮連鑄機(jī)拉坯方向上和鑄坯寬度方向上冷卻差異的基礎(chǔ)上，使連鑄機(jī)實(shí)時(shí)在線溫度場(chǎng)仿真計(jì)算從一維變化到二維，是全面準(zhǔn)確獲取連鑄機(jī)在線溫度場(chǎng)的重要基礎(chǔ)?？梢蕴嵘O(jiān)控模型的使用效果，對(duì)最終的鑄坯質(zhì)量控制意義重大。

然而，現(xiàn)有連鑄機(jī)溫度場(chǎng)仿真計(jì)算從一維變化到二維，仿真計(jì)算的數(shù)據(jù)量將成倍的增加，極易造成以連鑄機(jī)實(shí)時(shí)在線二維溫度場(chǎng)仿真計(jì)算為基礎(chǔ)的監(jiān)控模型出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象(監(jiān)控模型耗時(shí)短，可以忽略不計(jì))，這種現(xiàn)象即使只偶爾發(fā)生一次，也是絕對(duì)不允許發(fā)生的。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于連鑄機(jī)二維溫度場(chǎng)的仿真方法及監(jiān)控模型的運(yùn)行方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中有連鑄機(jī)實(shí)時(shí)在線二維溫度場(chǎng)仿真計(jì)算時(shí)運(yùn)行周期長(zhǎng)，無(wú)法滿足在線控制的要求的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于連鑄機(jī)二維溫度場(chǎng)的仿真方法，包括：

獲取連鑄機(jī)各程級(jí)的溫度場(chǎng)仿真計(jì)算參數(shù)信息，所述溫度場(chǎng)仿真計(jì)算參數(shù)信息包含澆鑄鋼種與工藝參數(shù)；

分割從結(jié)晶器彎月面到監(jiān)控區(qū)出口的仿真計(jì)算區(qū)域生成多個(gè)切片單元；

將所述切片單元?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)線程，利用多線程技術(shù)計(jì)算各個(gè)所述切片單元的二維凝固傳熱導(dǎo)熱微分方程得到相應(yīng)的溫度場(chǎng)；

根據(jù)所述連鑄機(jī)的澆鑄條件動(dòng)態(tài)跟蹤各個(gè)所述切片單元，得到所述連鑄機(jī)的溫度場(chǎng)信息。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，每個(gè)所述切片單元的凝固傳熱導(dǎo)熱微分方程包括鑄坯厚度方向節(jié)點(diǎn)的傳熱和鑄坯寬度方向節(jié)點(diǎn)的傳熱。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，每個(gè)所述切片單元相互之間為獨(dú)立的，且與其前一個(gè)計(jì)算周期信息關(guān)聯(lián)。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述線程相互之間為獨(dú)立的，且所述線程運(yùn)行方式為并行。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，每個(gè)所述切片單元的冷卻邊界條件包括拉速方向上與鑄坯橫向上的冷卻差異。

于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述將所述切片單元?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)線程，利用多線程技術(shù)計(jì)算各個(gè)所述切片單元的二維凝固傳熱導(dǎo)熱微分方程得到相應(yīng)的溫度場(chǎng)的步驟，包括：