【技术实现步骤摘要】
一种基于层次分析法的连铸二冷换热系数敏感性量化和确定方法
[0001]本专利技术属于冶金行业连铸
，涉及一种基于层次分析法的连铸二冷换热系数敏感性量化和确定方法。
技术介绍
[0002]在连铸过程中高温钢液依次经历结晶器、喷淋二次冷却及空冷辐射冷却，伴随着过热、潜热和显热的释放，其实质是液态钢液向固态铸坯的转变过程。同时，连铸凝固传热控制了溶质扩散与相变、微观组织转变、铸坯凝固收缩以及凝固末端位置。连铸二冷区的传热条件是制定合理的二冷分区、二冷喷嘴的选型和布置、二冷区喷水量分布的关键因素，并对连铸坯质量有着决定性影响。因此确定连铸二冷区传热系数对于制定合理的连铸二冷制度，生产高品质铸坯具有重要作用。
[0003]目前，对于连铸二冷区传热系数的确定方法，部分研究采用“经验值”来进行估算，然而按照“经验值”进行仿真模拟得到的温度计算结果与实际生产存在较大偏差；也有部分研究者采用实验室热态试验的方法，将加热钢板到一定温度并喷淋冷却，通过接触式热电偶测量钢板表面温度变化确定喷淋冷却的传热系数，将实验室实测的传热系数作为...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于层次分析法的连铸二冷换热系数敏感性量化和确定方法，其特征在于，所述的方法分为两个部分，一是采用层次分析法，分析并量化换热系数公式中经验参数对温度场仿真结果影响的敏感性大小，二是依据钢厂连铸坯实测温度数据，优化连铸凝固过程对温度场敏感性高的经验参数，获得更加匹配实际生产工艺的二冷区传热边界条件，从而达到提高温度场模拟计算精度的目的。2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的连铸二冷换热系数敏感性量化和确定方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、连铸坯二冷换热系数公式中经验参数对温度场影响的敏感性分析与量化(1.1)建立递阶层次结构：分析连铸二冷换热系数对于温度场的影响，得到如公式(1)所示的换热系数经验公式，基于此设计目标层为铸坯特定位置表面温度T；准则层为二冷一区换热系数h1和二冷二区换热系数h2；指标层为α、β、γ、δ、ε；建立层次模型；其中，w为水流密度,L/(m2·
s)；T
w
为冷却水温，K；(1.2)构造判断矩阵：使用1
‑
9比例尺度，如表1所示：表1：判断矩阵标度及含义依据步骤1.1)建立的层次模型，分别建立表面温度T对于h1、h2的判断矩阵A、h1对于α、β的判断矩阵B和h2对于γ、δ、ε的判断矩阵C；(1.3)计算判断矩阵的特征权向量：即计算判断矩阵各因素针对其准则的相对权重；判断矩阵A对应于最大特征值λ的特征向量，经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值；(1.4)计算判断矩阵最大特征值：在求得特征向量后，计算最大特征值λ
max
；(1.5)一致性检验：一致性检验的指标为一致性比例C
·
R，其定义为：式中，C
·
I为一致性指标，具体计算公式如下：
其中，R
·
I为平均随机一致性指标，此值与矩阵阶数有关，按表2所列值计算；检验的标准是C
·
R<0.1时认为判断矩阵是可以接受的；表2：平均随机一致性指标(1.6)确定评价因子综合权重：依据步骤1.3)、1.4)和1.5)，计算依据步骤1.2)得到的判断矩阵中评价因子的综合权重、最大特征值λ
max
、CI、CR和一致性检验结果；量化各评价因子的敏感性并将其排序，根据其权重判断对温度场的敏感性的重要程度确定需进行优化的评价因子；第二步、特定位置实测温度和计算温度提取(2.1)在实际连铸过程中采集铸坯表面温度：在稳定浇铸条件下，利用红外测温仪测量距弯月面多个特定位置铸坯表面中心点温度，作为优化对比条件；(2.2)连铸凝固过程温度场仿真计算：基于国内某钢厂实际生产状况，以小方坯连铸为对象，基于连铸坯传热与凝固基础理论，建立二维连铸坯有限差分传热/凝固数值计算模型，输入工艺条件、边界条件、钢种物性参数，对温度场进行求解，提取距弯月面多个特定位置的铸坯表面中心温度，作为优化的初始条件；第三步、基于实测温度的连铸坯二冷区...
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