板坯连铸二冷配水模型的研究.pdf

《冶金自动4E}2006年增刊(S2) 板坯连铸二冷配水模型的研究 沈梅1，白坤海1，白 晗2 (1．淄博职业学院机械与汽车工程系，山东淄博255013；2．济南钢铁集团总公司) [摘要】连铸二冷配水是影响铸坯质量的重要环节，在传统经验无法测知连铸二冷配水区复杂的热交换的情 况下，模型计算机以其强大的功能，利用文字、图像、动画甚至声音等，模拟并展现连铸二冷配水中复杂的热交 换。给出了建立新型的连铸二冷配水控制动态模型——DyI艄模型的理论根据，描述了该模型的离线设定，并 通过计算机模拟该模型控制的应用过程。 [关键词]连铸机；二冷配水；数学模型；Dynaes；切片 O前言 1’模型的理论依据 ’ 在钢水连续浇铸过程中，二冷配水是影响铸 1．1铸坯温度模型化 坯质量的重要因素。 有关铸流的任何温度计算的指导公式都应是 在板坯连铸生产历史上有很多从实践中得出· 一个3维热传递平衡方程，它的精密数学描述应 的二冷配水理论，这些理论中比较常用的、有一定 是一个函数丁(菇，Y，2，t)，此函数也可表示为边界 Model(结构条件下的3维热传递平衡方程。这里髫代表浇铸 历史阶段意义的有：SetpointAdaptations Model(对应速度 适应性设定配水模型)；speedtab 方向上的坐标，Y表示铸坯宽度方向上的坐标，z 为铸坯厚度方向上的坐标，t表示时间。 表配水模型)；Dynao$Model(动态配水模型)等。 setpoint 沿着浇铸方向上的热传递仅是部分依靠拉速 Adaptations配水模型是把二冷区分成多个 小的区域，在这些小的区域上设定配水的最大、最 产生，因此该方向上的热传导可以不考虑。为了 小和目标流量。在浇铸过程中，如果没有人为的 便于分析，在铸流方向上可以把铸流分成若干 10 干预，这个流量值不会变化。世界上著名的钢铁 cmK的小切片，这些切片以拉矫的速度在移动， 公司V舭(奥钢联)公司结合经验，从理论上先后推 每个切片的剖面温度分布图见图1。 出了Speeatab，Dynae$等二冷配水模型并得到了实 际应用。SpeeIatab模型是依据铸机的拉速，PIE控 制系统根据事先给定的配水表对应调节二冷配水 量。嘶模型则是根据铸坯规格、铸坯钢种等 来计算铸流方向上的凝固厚度与表面温度，并根 据与生产工艺温度的差异来调节水量。 在济钢第三炼钢厂1#连铸机使用的Dynac$ 模型首次提出温度场的概念，这与以前的配水模 型是不同的。它综合了二冷配水的实际水流速 度、中包钢水温度和诸如固相线与热容量等钢种 特性的多方面因素，结合动态轻压下、铸流锥度自 动控制，完全满足了该铸机品种多元化、质量高标 准的要求。除了实际的动态配水外，Dynacs模型 还向连铸机L2级过程跟踪系统提供了铸流的热 图1切片的剖面温度分布图 力学状态。 ’ xt一第i个切片在浇铸方向上的变量；e一这个切片厚度 值的一半；竹—这个切片在铸坯宽度方向上的变量 [收稿日期]2006．06．05；[修改稿收到日期]2006．06—13 [作者简介]沈梅(1970一)，山东淄博人，讲师，硕士，主要从事机械方面的教学和管理工作。 ·74· 《冶金自动化》2006年增刊(s2) 对于每个切片的热平衡方程都可以看作是一