基于傳熱模型的連鑄坯表面溫度軟測量的實(shí)現(xiàn).pdf

1、連鑄過程中，連續(xù)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的鑄坯表面溫度測量是實(shí)現(xiàn)二冷閉環(huán)控制的基礎(chǔ)，而傳統(tǒng)的測溫方法難以克服二冷區(qū)內(nèi)高溫水蒸汽、鑄坯表面氧化皮等條件的影響，不滿足反饋控制的要求。為此，本文提出了一種基于連鑄坯傳熱模型的軟測量方法。以軟測量在線應(yīng)用為目標(biāo)，本文建立了連鑄動(dòng)態(tài)傳熱模型，并對(duì)動(dòng)態(tài)模型的實(shí)時(shí)性、模型修正、可靠性等問題進(jìn)行了分析與研究，同時(shí)開發(fā)了鑄坯表面溫度軟測量軟件NEU-CAST。應(yīng)用NEU-CAST，可以對(duì)鑄坯表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和分析

2、。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新工作如下:
　　(1)針對(duì)非穩(wěn)態(tài)的連鑄生產(chǎn)過程，建立了鑄機(jī)的動(dòng)態(tài)傳熱模型并進(jìn)行軟測量計(jì)算。在計(jì)算區(qū)域內(nèi)，通過切片跟蹤和切片移動(dòng)替換的方式，可以根據(jù)生產(chǎn)過程參數(shù)的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度場的動(dòng)態(tài)計(jì)算，從而奠定了軟測量的基礎(chǔ)。
　　(2)通過變步長方法和非均勻網(wǎng)格劃分相結(jié)合的方法，有效提高了傳熱模型的實(shí)時(shí)性。本文提出一種分段變步長的方法，可以大大減少連鑄二維傳熱模型的計(jì)算量，從而提高模型的實(shí)時(shí)性，對(duì)于現(xiàn)場某鑄機(jī)

3、計(jì)算表明，采樣周期為2s時(shí)，單流的計(jì)算時(shí)間為1.5s，最大計(jì)算時(shí)間為1.63s，基本達(dá)到單流實(shí)時(shí)計(jì)算的要求。同時(shí)，通過邊界加密的非均勻網(wǎng)格劃分方法，將模型的計(jì)算精度由≤±18℃提高為≤±10℃，接近定步長均勻網(wǎng)格條件下網(wǎng)格獨(dú)立的解的計(jì)算精度≤±8℃。
　　(3)針對(duì)生產(chǎn)過程參數(shù)頻繁變化的特點(diǎn)，本文提出并采用動(dòng)態(tài)計(jì)算和實(shí)時(shí)測量手段相結(jié)合的方法對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正。通過可靠性分析和不同鋼種下的計(jì)算結(jié)果表明:修正后的傳熱模型較為準(zhǔn)確可靠。