一种连铸机在线工艺优化模型系统技术方案

本发明专利技术公开了一种连铸机在线工艺优化模型系统，包括建模单元、工艺参数计算单元、温度、浓度和应力计算单元、定量质量结果预测单元和优化建议单元，所述建模单元的输出端与工艺参数计算单元的输入端连接，所述工艺参数计算单元的输出端与温度、浓度和应力计算单元的输入端连接，本发明专利技术涉及连铸机工艺优化技术领域。该连铸机在线工艺优化模型系统，可以根据详细的铸机设备和工艺参数进行定量的数值模拟计算，并且可以进行无钢水状态下的虚拟浇铸，无限制次数进行试算，进行各工艺条件下的铸坯质量预测，评价工艺合理性，在开发时能尽量避免新产品开发初期的工艺不稳定性，降低开发成本，稳定质量，优化效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种连铸机在线工艺优化模型系统
本专利技术涉及连铸机工艺优化
，具体为一种连铸机在线工艺优化模型系统。
技术介绍
把高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产工艺过程叫做连续铸钢，完成这一过程所需的设备叫连铸成套设备。浇钢设备、连铸机本体设备、切割区域设备、引锭杆收集及输送设备的机电液一体化构成了连续铸钢核心部位设备，习惯上称为连铸机。现代冶金连铸生产中，钢种、断面繁多，成分、工艺千差万别，需要冶金工程师拥有丰富的经验和理论基础才能对各种钢种和断面的连铸生产给出合理的工艺参数；冶金工程师给出工艺参数之后只能通过实际生产才可判断参数是否合理并在此基础上进行试验调整，而且无法保证调整的合理性，这经常带来新产品开发初期的废品率上升，产品成本提高；急需一种可以根据当前铸机的设计和实际设备状况，按照钢种、断面、水量、拉速等工艺参数进行虚拟浇铸并预判铸坯质量的模拟系统，辅助冶金工程师在无钢水的条件下进行工艺参数的优化。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连铸机在线工艺优化模型系统，包括建模单元(1)、工艺参数计算单元(2)、温度、浓度和应力计算单元(3)、定量质量结果预测单元(4)和优化建议单元(5)，其特征在于：所述建模单元(1)的输出端与工艺参数计算单元(2)的输入端连接，所述工艺参数计算单元(2)的输出端与温度、浓度和应力计算单元(3)的输入端连接，所述温度、浓度和应力计算单元(3)的输出端与定量质量结果预测单元(4)的输入端连接，所述定量质量结果预测单元(4)的输出端与优化建议单元(5)的输入端连接，所述优化建议单元(5)的输出端与工艺参数计算单元(2)的输入端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种连铸机在线工艺优化模型系统，包括建模单元(1)、工艺参数计算单元(2)、温度、浓度和应力计算单元(3)、定量质量结果预测单元(4)和优化建议单元(5)，其特征在于：所述建模单元(1)的输出端与工艺参数计算单元(2)的输入端连接，所述工艺参数计算单元(2)的输出端与温度、浓度和应力计算单元(3)的输入端连接，所述温度、浓度和应力计算单元(3)的输出端与定量质量结果预测单元(4)的输入端连接，所述定量质量结果预测单元(4)的输出端与优化建议单元(5)的输入端连接，所述优化建议单元(5)的输出端与工艺参数计算单元(2)的输入端连接。


2.根据权利要求1所述的一种连铸机在线工艺优化模型系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、建模：首先通过建模单元(1)根据连铸机设备实际情况建立连铸机一冷、二冷温度场计算模型；
步骤二、工艺参数计算：通过工艺参数计算单元(2)分别导入铸坯温度、铸坯浓度和铸坯应力场计算公式；
分布计算铸坯温度分布的能量守恒控制方程为：



计算铸坯浓度分布的控制方程为：



计算铸坯应力场的公式为：



步骤三、温度、浓度和应力的计算：通过温度、浓度和应力计算单元(3)将实时的钢种成分、过热度、拉速、一冷二冷水量等物性参数代入方程中，通过牛顿－拉普森法迭代求解式(1)获得铸坯在整个凝固过程中的动态温度场，然后根据动态的温度场结果计算铸坯坯壳的应力场、铸坯内部的浓度场分布；
步骤四、定量质量结果预测：通过定量质量结果预测单元(4)进行结果预测，当应力值超过坯壳的高温抗拉强度，则在质量预测模型中判断该处铸坯出现裂纹，当铸坯内部碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张焕鑫，
申请(专利权)人：麦特勒智能科技张家港有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32