等离子加热中间包底吹氩参数优化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及等离子加热中间包底吹氩参数优化方法和装置，该方法包括：根据获取的中间包实际尺寸，等比例构建中间包三维模型并进行网格划分，获得第一文件；根据第一文件、中间包数学模型和中间包内钢液属性信息，获得第一参数；根据第一参数和获取到的每一个预设底吹氩参数进行模拟计算，获得第二文件；对第二文件进行可视化和动画处理，以获得中间包三维模型的出水口纵截面的温度云图和流迹线图；判断完成模拟计算的预设底吹氩参数的数量是否达到第一预设数量；若是则根据预设规则从每个温度云图和与之相对应的每个流迹线图确定目标底吹氩参数，否则执行获取第一预设数量的预设底吹氩参数。本方案能够改善等离子加热中间包内温度分布的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
等离子加热中间包底吹氩参数优化方法和装置
本专利技术涉及钢铁冶金连铸
，尤其涉及等离子加热中间包底吹氩参数优化方法和装置。
技术介绍
中间包等离子加热作为一种清洁高效且能精确调节温度的新技术逐渐应用于国内钢铁企业生产中，用于使中间包内钢液保持合适以及稳定的温度，以保证生产较高质量的铸坯。现有等离子加热技术一般采用等离子枪等进行单点或多点加热，在一定程度上能够提高加热点附近钢液温度，弥补钢液温降，减少对铸坯质量的影响，但等离子加热产生的热量集聚在等离子枪周围，在较短时间内难以将热量传递给整个中间包，导致中间包内部钢液温度梯度较大，整体加热效果不明显。为了保证生产较高质量的铸坯，中间包内钢液保持合适以及稳定的温度是非常有必要的。采用底吹氩气可以对中间包中钢液进行搅拌，改善中间包内部钢液流动状态，推动中间包内部传热，均匀中间包内钢液温度，但是不同的底吹氩参数能够影响中间包内的温度场和流场，不合理的底吹氩参数将导致中间包内温度分布差异大，热传递效果差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于改善等离子加热中间包内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.等离子加热中间包底吹氩参数优化方法，其特征在于，包括：/n获取等离子加热中间包的实际尺寸，并根据所述中间包的实际尺寸，等比例构建中间包三维模型，以及进行网格划分，获得第一文件；/n根据所述第一文件、中间包数学模型和中间包内钢液属性信息，获得第一参数，其中，所述中间包数学模型用于表征中间包及其内部钢液加热和氩气的流动过程，所述第一参数用于对所述中间包三维模型进行模拟；/n获取第一预设数量的预设底吹氩参数，其中，所述第一预设数量不少于两个；/n根据所述第一参数和每一个所述预设底吹氩参数进行模拟计算，获得第二文件；/n对所述第二文件进行可视化和动画处理，以获得所述中间包三维模型的出水口纵截面的温...

【技术特征摘要】
1.等离子加热中间包底吹氩参数优化方法，其特征在于，包括：
获取等离子加热中间包的实际尺寸，并根据所述中间包的实际尺寸，等比例构建中间包三维模型，以及进行网格划分，获得第一文件；
根据所述第一文件、中间包数学模型和中间包内钢液属性信息，获得第一参数，其中，所述中间包数学模型用于表征中间包及其内部钢液加热和氩气的流动过程，所述第一参数用于对所述中间包三维模型进行模拟；
获取第一预设数量的预设底吹氩参数，其中，所述第一预设数量不少于两个；
根据所述第一参数和每一个所述预设底吹氩参数进行模拟计算，获得第二文件；
对所述第二文件进行可视化和动画处理，以获得所述中间包三维模型的出水口纵截面的温度云图和流迹线图；
判断完成模拟计算的所述预设底吹氩参数的数量是否达到所述第一预设数量；
如果完成模拟计算的所述预设底吹氩参数的数量达到所述一预设数量，则根据预设规则从每一个所述温度云图和与之相对应的每一个所述流迹线图，确定目标底吹氩参数，否则执行所述获取第一预设数量的预设底吹氩参数。


2.根据权利要求1所述的等离子加热中间包底吹氩参数优化方法，其特征在于，所述第一参数包括模拟模型、边界条件、材料物性参数和求解方法；
所述根据所述第一文件、中间包数学模型和中间包内钢液属性信息，获得第一参数，包括：
根据所述中间包数学模型和所述中间包内钢液属性信息，确定所述模拟模型和流动特性，其中，所述模拟模型包括多相流模型、标准湍流模型、能量模型、离散相模型，钢液流动过程为非稳态不可压缩流动；
根据所述第一文件、所述中间包数学模型和所述中间包内钢液属性信息，确定所述边界条件，其中，所述边界条件包括壁面边界条件、入口边界条件和出口边界条件，所述壁面边界条件包括中间包壁面散热为第二类壁面边界条件、非中间包顶面的壁面为无滑移壁面边界条件，所述入口边界条件为速度入口，所述出口边界条件为压力出口；
根据所述中间包内钢液属性信息确定所述材料物性参数；
根据所述模拟模型确定所述求解方法为PISO算法。


3.根据权利要求1所述的等离子加热中间包底吹氩参数优化方法，其特征在于，所述根据预设规则从每一个所述温度云图和每一个所述流迹线图，确定目标底吹氩参数，包括：
获取每一个所述温度云图中的中间包出口温度，并判断每一个所述中间包出口温度是否达到预设的温度范围；
判断每一个与所述温度云图相对应的所述流迹线图是否包括短路流；
如果所述中间包出口温度达到预设的温度范围，且与达到预设温度范围的所述温度云图相对应的所述流迹线图中无短路流，则确定所述温度云图为第一云图；
针对每一个所述第一云图，确定达到预设温度范围的截面面积最大的第一云图为第二云图；
确定所述第二云图所对应的预设底吹氩参数为目标底吹氩参数。


4.根据权利要求1所述的等离子加热中间包底吹氩参数优化方法，其特征在于，所述预设底吹氩参数包括：吹氩位置、氩气泡直径、气体流速范围、气体质量流量和吹氩时间。


5.根据权利要求1所述的等离子加热中间包底吹氩参数优化方法，其特征在于，所述根据所述第一参数和每一个所述预设底吹氩参数进行模拟计算，获得第二文件，包括：
获取收敛残差值、松弛因子参数和计算时间参数；
在所述计算时间参数内根据所述第一参数、每一个所述预设底吹氩参数、所述收敛残差值和所述松弛因子参数进行模拟计算，以获得所述第二文件。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树峰，赵梦静，汪易航，李京社，王勇，宋景欣，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11