板坯连铸二冷配水模型的研究

《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一一、引言随着钢铁工业的快速发展，特厚矩形坯连铸机作为钢铁生产中的重要设备，其生产效率和产品质量直接影响到整个钢铁企业的经济效益。

二冷配水工艺作为连铸机的重要环节，对于保证铸坯的质量、防止裂纹和内部缺陷具有至关重要的作用。

因此，对特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺进行研究，对于提高钢铁生产效率和产品质量具有重要意义。

二、特厚矩形坯连铸机概述特厚矩形坯连铸机是钢铁生产中的关键设备，其工作原理主要是将钢水通过结晶器凝固成一定形状和尺寸的铸坯。

在连铸过程中，二冷配水工艺是影响铸坯质量的重要因素。

二冷配水工艺的主要作用是控制铸坯在二次冷却区的冷却速度和温度分布，以获得理想的铸坯质量和避免裂纹等缺陷。

三、二冷配水工艺的研究现状目前，国内外学者对连铸机二冷配水工艺进行了大量研究。

研究主要集中在如何通过优化配水策略、改进配水装置和调整配水参数等方式，提高二冷配水的效果。

然而，针对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺研究尚不够深入，特别是在配水系统的设计、优化和控制策略等方面仍需进一步研究。

四、特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究内容本研究主要针对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺展开研究，重点研究内容包括：1. 配水系统设计：根据特厚矩形坯的特点和连铸机的工艺要求，设计合理的二冷配水系统，包括喷嘴选型、喷嘴布置、管道设计等。

2. 配水策略优化：通过分析二冷区的热力学行为和铸坯的冷却过程，确定合理的配水策略，包括喷水量、喷水速度、喷水方式等。

3. 控制系统开发：开发二冷配水控制系统，实现配水参数的实时调整和优化，以适应不同的连铸工艺要求。

4. 实验验证：通过实际生产过程中的实验验证，对二冷配水工艺的效果进行评估和优化。

五、研究方法与技术路线1. 理论分析：通过对特厚矩形坯连铸机的工艺流程和二冷配水工艺进行理论分析，确定研究的方向和重点。

2. 数值模拟：利用计算流体力学和传热学原理，对二冷区的流场、温度场和应力场进行数值模拟，为配水系统的设计和优化提供依据。

北京科技大学科技成果——连铸二冷配水模型及自
动控制技术
成果简介
连铸二次冷却对铸坯的表面与内部质量具有显著的影响。

欲得到优质铸坯，重要的是合理地控制浇铸过程铸坯温度，而连铸二冷配水的目的是均匀冷却铸坯，使铸坯表面温度保持在允许的范围内，对提高连铸坯的质量和连铸生产具有重要的作用。

原冶金部科技司将此项目列为“八五”攻关课题“大型连铸机自动控制系统的研究开发”中一个重要研究课题，主要是以济钢板坯连铸机二冷控制为研究对象，应用二维传热数学模型，建立了板坯连铸机二冷配水计算模型，编制了二冷配水计算软件，完成了对不同钢种和断面的连铸冷却的配水计算和控制系统，实现了对连铸二冷配水的在线控制。

本项目主要用在板坯、矩形坯、方坯连铸机二冷配水控制系统，结合现场具体条件，利用传热学基本原理建立凝固传热数学模型和计算软件，计算配水参数，实现二冷水自动控制，从而确保连铸机高的产量和良好的质量。

经济效益及市场分析
本项目自1995年开发以来已与多家钢厂合作，如济钢、武钢、鞍钢等，连铸二冷配水自动控制系统投入应用后，铸坯质量明显改善，效果非常显著。

Ⅲ二冷区数值模拟研究北京科技大学冶金与生态工程学院2005.3.11 前言在连铸过程中，二次冷却的好坏与否对铸坯质量起着很重要的作用，控制的好，可以有效的防止各种表面缺陷和内部缺陷的发生，该项目研究内容之一就是以此为出发点，通过建立连铸坯凝固传热模型，再与现场生产实际结合，从而找出合适的配水参数，优化二冷区的冷却制度，评价现有冷却水表的使用效果。

二冷配水不合理，容易产生以下质量问题：二冷区各段如果冷却不均匀，使得铸坯表面温度呈现周期性回升，而引起坯壳膨胀，产生中间裂纹和皮下裂纹； 由于二冷不当，矫直时铸坯表面温度低于900度，正好位于脆性区，在矫直力作用下形成表面裂纹；如果冷却太弱，表面温度过高，在钢水静压力作用下，凝固壳会发生蠕变而产生鼓肚。

二冷冷却强度对铸坯中心偏析也有影响，通常来讲，随着冷却强度减弱，在拉速恒定情况下，凝固末端增加，钢水静压力增大，容易使偏析加重，同时易产生中心裂纹。

2 连铸坯凝固传热模型及相关边界条件铸坯凝固模型示意图如下：忽略拉坯方向及宽度方向的传热，热物性（比热容、密度等）不随温度变化而变化，并假设导热系数K 不随温度、时间变化，得到描述热传导现象的普遍一维偏微分方程：S xTK x T c+∂∂∂∂=∂∂)([τρ (3.1) τρ∂∂=f H cS (3.2)图3.1 铸坯凝固模型示意图式中p —— 钢的密度，kg/m -3c —— 钢的比热，J ·(kg ·K)-1 T —— 铸坯温度，℃ τ —— 时间，sK —— 导热系数，W/(m ·K)-1 S ——凝固潜热。

kW/m 2·K ·s 二维偏微分方程如下：S yTK y x T K x T c+∂∂∂∂+∂∂∂∂=∂∂)]()([τρ (3.3) τρ∂∂=f H cS (3.4)初始条件：T=T c （x ≥0，y ≥0，z=0，τ=0） T(0，0)τ=0=T S边界条件： 1) 中心线上yT kxT k 0x 0y =∂∂=∂∂== (3.5)2) 结晶器w i d eo u t l e ti n l e t w w w w i d eF )T T (c Q q -ρ= (3.6)narrowoutlet inlet w w w narrow F )T T (c Q q -ρ=widethick nessy q xT k=∂∂=narrowwidex q xT k=∂∂=3)二冷区)T T (h q w s wide wide -=)T T (h q w s narrow narrow -= (3.7)4)空冷区)T T ()T T (q w s 4w 4s -α+-εσ= (3.8)式中T c ——浇注温度，℃；T S ——铸坯初期表面温度，℃； S ——凝固潜热，kW/m 2·K ·s ； ρW ——冷却水密度，Kg/m 3； Q W ——冷却水流量，m 3/s ； c W ——冷却水比热，J/kg ℃；F wide 、F narrow ——结晶器宽、窄面面积，m 2； h wide 、h narrow ——二冷区宽、窄面换热系数，J/m 2℃； q 、q wide 、q narrow ——铸坯表面、宽面、窄面热流，J/m 2。

《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言在钢铁生产过程中，连铸是重要的工艺环节之一。

异形坯连铸作为连铸技术的一种，具有其独特的优势和挑战。

其中，二冷区动态配水控制是影响连铸过程稳定性和铸坯质量的关键因素之一。

本文旨在研究异形坯连铸二冷区动态配水控制技术，以提高连铸过程的稳定性和铸坯质量。

二、异形坯连铸概述异形坯连铸是指生产具有特殊断面形状的铸坯的连铸技术。

与传统的矩形坯连铸相比，异形坯连铸具有更高的生产效率和更好的产品质量。

然而，由于异形坯的特殊形状和尺寸，其连铸过程中的热传导、凝固和热应力等问题更为复杂。

因此，对异形坯连铸的二冷区动态配水控制技术进行研究具有重要意义。

三、二冷区动态配水控制的重要性在连铸过程中，二冷区是指从结晶器出口到最后一根喷水嘴之间的区域。

这一区域的冷却条件对铸坯的质量具有重要影响。

而动态配水控制则是指在二冷区根据铸坯的实际情况实时调整喷水量，以实现最佳的冷却效果。

在异形坯连铸中，由于铸坯的形状和尺寸变化较大，因此需要更加精确的动态配水控制技术来保证铸坯的质量和稳定性。

四、动态配水控制技术研究（一）控制策略研究动态配水控制的策略包括传统的模型预测控制和智能控制方法等。

模型预测控制主要是根据工艺参数和模型预测的结果来调整喷水量，以达到最佳的冷却效果。

而智能控制方法则是通过学习算法对历史数据进行学习和分析，得出最优的喷水量调整策略。

在异形坯连铸中，需要根据实际情况选择合适的控制策略，并对其进行优化和调整。

（二）喷水系统设计喷水系统是动态配水控制的核心设备之一。

在异形坯连铸中，需要根据铸坯的形状和尺寸设计合适的喷水系统，以保证喷水的均匀性和准确性。

同时，还需要考虑喷水系统的可靠性和维护性等因素。

（三）控制系统实现控制系统是实现动态配水控制的关键。

在异形坯连铸中，需要采用高精度的传感器和控制器来实现对喷水量的实时监测和控制。

同时，还需要考虑控制系统的稳定性和可靠性等因素。

五、实验研究与分析为了验证所提出的动态配水控制技术的有效性和可行性，我们进行了实验研究和分析。

铸坯连铸二次冷却模型的研究与开发连铸二次冷却在连续铸钢过程中占有非常重要的作用，与铸坯的质量和产量都有密切的联系，所以二次冷却模型越来越受到了人们的关注。

随着科学技术的不断进步，计算机技术逐渐应用到了二次冷却当中，为连铸提供了很大的便利。

本文将从二次冷却的重要性出发，分析铸坯二冷配水数学模型的建立，以及铸坯连铸二次冷却仿真软件的开发。

标签：铸坯连铸技术连铸二次冷却模型仿真软件引言伴随着我国产业结构的转型，钢铁工业的发展也受到了一定的影响，为了在降低生产成本的基础上，产出更加优质的钢材，以提高企业的经济效益，必须要对整个生产过程进行优化，其中最先创新的就是连铸二次冷却的过程了，接下来我们就对此进行简要说明。

一、连铸二次冷却的作用1.缩短冷却时间连铸二次冷却对冷却区的设备、冷却工艺以及冷却水等方面都有很大的改进，使其可以在很大程度上缩短铸坯冷却的时间，从而降低时间成本，以提高连铸机的生产能力。

此外，当前我国对于连铸二次冷却的技术要求非常高，可以有效地保证整个连铸过程的安全性，从而可以尽最大可能的降低事故的发生的可能性，使机械设备能够更加高效地运转，达到较高的生产效率。

随着技术的发展，我国逐渐出现了多种多样的二次冷却模型，对于缩短冷却时间的意义十分重大。

2.获得良好的铸坯质量二次冷却最主要的目的是形成铸锭凝壳，这样可以使铸坯在离开结晶器之后，接受连续的冷却，直到铸坯完全凝固，从而使其获得良好的铸坯质量，以提高钢材的质量，比如，连铸二次冷却可以在一定的温度条件下实现弯曲、矫直等过程。

而且，连铸二次冷却可以很好的提高冷却效率，使铸坯表面的温度能够保证均衡，而且还能够根据不同的要求调整冷却的温度，这也就保证了铸坯的质量，从而促进钢铁企业经济效益的提高，使用先进的冷却技术，对于我国钢铁工业的进步有很大的推动作用。

二、数学模型的建立对于连铸二次冷却来说，数学模型是最常用到的，而且设计起来还是较为容易，操作过程也是比较方便快捷的，接下来，我们说明铸坯凝固传热数学模型和铸坯二冷配水数学模型这两种模型的建立。

《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，异形坯连铸技术已成为钢铁生产过程中的关键环节。

二冷区作为连铸过程中的重要部分，其动态配水控制技术对于保障铸坯质量和提高生产效率具有重要意义。

本文将针对异形坯连铸二冷区动态配水控制进行深入研究，旨在提高铸坯质量，降低生产成本，为冶金工业的可持续发展提供技术支持。

二、异形坯连铸二冷区概述异形坯连铸是指采用特定形状的结晶器，生产出具有特定断面形状的铸坯。

二冷区作为连铸过程的重要环节，主要作用是对铸坯进行二次冷却，以防止铸坯在凝固过程中产生裂纹、缩孔等缺陷。

二冷区的配水控制直接影响到铸坯的质量和生产成本，因此，研究二冷区动态配水控制技术具有重要意义。

三、动态配水控制技术现状及问题目前，异形坯连铸二冷区配水控制多采用传统的手动调节或简单的自动控制系统。

这些方法难以根据铸坯的实际凝固状态进行实时调整，导致配水不均，进而影响铸坯质量。

此外，传统方法无法充分考虑铸坯的异形特点，导致二冷区的冷却效果不理想。

因此，研究动态配水控制技术，实现根据铸坯的实际凝固状态进行实时、精确的配水控制，成为当前的重要研究方向。

四、动态配水控制技术研究内容为了解决上述问题，本文提出了异形坯连铸二冷区动态配水控制技术的研究。

首先，通过建立数学模型和仿真分析，对二冷区的冷却过程进行深入研究。

其次，开发一种基于实时检测和自动控制的动态配水系统，该系统能够根据铸坯的实际凝固状态和异形特点进行实时调整，实现精确的配水控制。

最后，通过实际生产过程中的试验验证，对动态配水控制技术的效果进行评估和优化。

五、研究方法与技术手段本研究将采用理论分析、仿真分析和试验验证相结合的方法。

首先，通过理论分析建立二冷区冷却过程的数学模型，为后续的仿真分析和试验验证提供理论依据。

其次，利用仿真软件对二冷区的冷却过程进行仿真分析，以深入了解二冷区的冷却特性和影响因素。

最后，通过实际生产过程中的试验验证，对动态配水控制技术的效果进行评估和优化。

首钢第二炼钢厂板坯动态二冷配水系统研究的开题
报告
研究背景：
首钢第二炼钢厂板坯动态二冷配水系统是炼钢生产中重要的冷却系
统之一，其性能优劣直接影响到产品质量和制造成本。

目前该系统存在
着配水不合理、能耗高、冷却效果差等问题，需要进行技术改造和优化。

研究目的：
本研究旨在探究首钢第二炼钢厂板坯动态二冷配水系统的优化方案，提高其运行效率、减少能耗、降低生产成本并提高产品质量。

研究内容：
1. 系统结构与布置分析：对该系统的板坯输入、出水、冷却水和配
水管网进行详细分析，确定系统结构和布置。

2. 运行参数测试：对该系统的运行参数进行测试，包括水流量、入
水温度、出水温度等，以获得系统的真实运行情况。

3. 优化设计：结合系统运行参数分析与节能降耗技术，提出适当的
优化设计方案，包括冷却水的利用、管网设计、水的循环使用等。

4. 仿真模拟：采用ANSYS等软件对系统进行模拟仿真，以验证优化设计方案的合理性和可行性。

预期结果：
本研究的预期结果是提出一个可行性高的冷却水优化设计方案，降
低系统能耗、节约生产成本、提高产品质量。

通过仿真模拟，将验证该
方案的可行性，并为相似系统的升级改造提供参考意见。

《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一摘要：本文针对特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺进行了深入研究。

首先，介绍了连铸机二冷配水工艺的重要性及其在特厚矩形坯连铸中的应用背景。

接着，通过实验和理论分析，探讨了二冷配水工艺的优化措施，包括水流量、水温、喷嘴类型等因素对连铸过程的影响。

最后，总结了研究成果，并提出了未来研究方向。

一、引言特厚矩形坯连铸机是钢铁生产中的重要设备，其生产效率和产品质量直接影响到钢铁企业的经济效益。

二冷配水工艺作为连铸机的重要环节，对铸坯的质量和生产成本具有重要影响。

因此，研究特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺，对于提高连铸机的生产效率和产品质量具有重要意义。

二、特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺概述二冷配水工艺是指连铸机在浇注过程中，通过喷水装置对铸坯进行二次冷却的工艺。

在特厚矩形坯连铸机中，二冷配水工艺的优化对于防止铸坯裂纹、提高铸坯的表面质量具有重要意义。

二冷配水工艺主要包括水流量控制、水温控制、喷嘴类型选择等方面。

三、二冷配水工艺的优化措施1. 水流量控制水流量是二冷配水工艺的关键参数之一。

流量过大或过小都会对铸坯的质量产生影响。

通过实验和理论分析，我们发现，在特厚矩形坯连铸机中，应根据铸坯的厚度、宽度、浇注速度等因素，合理控制二冷水流量。

同时，应采用多段式的水流量控制方式，根据铸坯的不同部位，调整水流量的大小。

2. 水温控制水温对二冷配水工艺的效果也有重要影响。

水温过高或过低都会导致铸坯表面产生裂纹或产生其他质量问题。

因此，应采用合适的水温控制方式，保证二冷水温度的稳定。

可以通过安装水温调节装置、定期检查冷却水系统等方式，确保水温控制在合适的范围内。

3. 喷嘴类型选择喷嘴类型是影响二冷配水效果的重要因素之一。

不同类型和规格的喷嘴，其喷水效果和覆盖范围也不同。

因此，在选择喷嘴时，应根据铸坯的形状、尺寸、浇注速度等因素，选择合适的喷嘴类型和规格。

同时，应定期对喷嘴进行检查和清洗，保证其正常工作。

《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一一、引言随着钢铁工业的快速发展，特厚矩形坯连铸机作为钢铁生产中的重要设备，其生产效率和产品质量直接影响到整个钢铁企业的经济效益。

二冷配水工艺作为连铸机的重要环节，对于保证铸坯的质量、防止裂纹和内部缺陷具有重要作用。

因此，本文旨在研究特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺，以提高铸坯的质量和生产效率。

二、特厚矩形坯连铸机概述特厚矩形坯连铸机是一种用于生产大型矩形坯的连铸设备，其结构复杂，生产要求高。

在连铸过程中，二冷配水工艺对于控制铸坯的凝固过程、防止裂纹和内部缺陷具有重要作用。

因此，对二冷配水工艺的研究具有重要意义。

三、二冷配水工艺研究现状目前，国内外对于连铸机二冷配水工艺的研究已经取得了一定的成果。

然而，针对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺研究尚不够完善。

现有研究中主要关注配水量的控制和配水系统的优化，但对于配水均匀性和配水策略的研究尚不够深入。

因此，本文将重点研究特厚矩形坯连铸机的二冷配水均匀性和配水策略。

四、二冷配水工艺研究方法本文采用理论分析、数值模拟和工业试验相结合的方法，对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺进行研究。

首先，通过理论分析，研究二冷配水工艺的基本原理和影响因素。

其次，利用数值模拟软件，建立连铸机二冷配水系统的数学模型，分析配水均匀性和配水策略对铸坯质量的影响。

最后，通过工业试验，验证数值模拟结果的正确性，并优化二冷配水工艺。

五、二冷配水均匀性和配水策略研究1. 二冷配水均匀性研究二冷配水均匀性是保证铸坯质量的重要因素。

通过数值模拟和工业试验，研究二冷配水系统的水流分布规律，分析水流速度、流量和方向对配水均匀性的影响。

同时，优化二冷配水系统的结构，提高配水均匀性。

2. 配水策略研究配水策略是控制二冷配水过程的关键。

通过理论分析和数值模拟，研究不同配水策略对铸坯质量的影响。

根据铸坯的凝固过程和裂纹敏感区域，制定合理的配水策略，以提高铸坯的质量和生产效率。

《连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律的研究》篇一一、引言连铸是钢铁生产过程中重要的一环，其产品异型坯的应用广泛。

其中，H型异型坯由于其特殊的断面形状和良好的力学性能，在建筑、桥梁、高速公路等工程中得到了广泛应用。

在连铸H型异型坯的生产过程中，二冷配水和凝固规律是影响产品质量、铸坯质量、能耗以及生产效率的重要因素。

因此，研究连铸H型异型坯二冷配水及凝固规律对于提高生产效率和产品质量具有重要的现实意义。

二、二冷配水的研究2.1 二冷配水的重要性二冷配水是指连铸过程中，对铸坯进行二次冷却的水量分配。

合理的二冷配水能够有效地控制铸坯的冷却速度，从而影响铸坯的凝固组织、内部质量以及表面质量。

2.2 二冷配水的现状及问题目前，连铸H型异型坯的二冷配水大多采用固定配水制度，这种制度无法根据实际生产过程中的变化进行及时调整，导致铸坯容易出现裂纹、缩孔等质量问题。

因此，需要研究更加灵活、智能的二冷配水技术。

2.3 二冷配水的研究方法本研究采用数值模拟和工业试验相结合的方法，对连铸H型异型坯的二冷配水进行研究。

首先，通过建立数学模型，模拟不同配水制度下铸坯的冷却过程；然后，根据模拟结果，设计工业试验方案，对不同配水制度进行实际生产验证。

三、凝固规律的研究3.1 凝固过程分析连铸H型异型坯的凝固过程是一个复杂的物理化学过程，涉及钢水的传热、传质、相变等多方面。

在二冷区域，钢水经过初次冷却后开始凝固，此时钢水的冷却速度、过冷度等因素对凝固组织具有重要影响。

3.2 凝固规律的研究方法本研究通过金相分析、热物性测试等方法，研究连铸H型异型坯的凝固规律。

金相分析可以观察铸坯的显微组织，了解凝固过程中的组织演变；热物性测试则可以获得铸坯的热传导系数、比热容等物理参数，为研究凝固规律提供依据。

四、研究结果及分析4.1 二冷配水优化结果通过数值模拟和工业试验，我们发现合理的二冷配水制度能够有效地控制铸坯的冷却速度和过冷度。

在保证铸坯质量的前提下，适当增加二冷区域的配水量，可以降低铸坯的表面裂纹和缩孔等缺陷的发生率。