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连铸二次冷却控制研究

王健  
【摘要】: 冶金工业是国民经济的支柱产业,钢铁生产是其重要的组成部分,连铸是其关键环节之一,提高连铸坯产量和质量已经成为钢铁研究领域的一个热门课题。板坯高效连铸技术是提升整个炼钢厂生产能力的重要手段。 二冷水的控制是高效连铸系统的重中之重。它既决定了连铸生产的正常与否,同时,决定了铸坯质量的好坏。目前,国内外对二冷水的研究越来越广泛和深入,动态配水也是一些高校和研究机构的重要课题之一。 本文对全弧型连铸机的工艺流程和连铸机的主要设备及其功能进行了介绍,对连铸自动化系统的构成和主要功能进行了较深入的分析和研究;对粒子群优化算法(PSO)进行了深入的分析和改进,针对PSO算法存在的早熟收敛、易于陷入局部极值的不足,提出了基于变尺度混沌变异的改进粒子群优化算法(IPSO);采用了气雾冷却方式的二次冷却工艺,根据铸坯凝固冷却的冶金准则,建立了板坯凝固模型,给出了模型中各项参数的处理方法;连铸坯二次冷却配水在优化过程中需要考虑二维方向的传热,而且随着浇注过程中冶炼水平和耐材保温等因素的影响,浇注过程难以保持恒定的温度。针对这一问题,提出了利用IPSO算法对二次冷却配水进行优化,为连铸二次冷却配水的智能优化设计提出了一个新的有效方法;对动态二次冷却控制模型进行了较深入的研究,不仅可以使二次冷却自动配水随钢种、断面尺寸、拉速变化,而且还可以根据中间包钢水过热度、计算的表面温度和目标温度的差值,使二次冷却水流量控制更加精确,大大提高了铸坯的表面和内部质量。


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