[发明专利]板坯连铸二次冷却及动态轻压下离线仿真系统

说明书

技术领域：

本发明属于冶金连铸的生产仿真技术领域，特别是提供了连铸二冷及动态轻压下离线仿真系统，用于对板坯连铸生产中二次冷却配水及动态轻压下具体控制过程的模拟仿真。

背景技术：

随着工业技术的发展，人们对钢铁产品的质量要求越来越高，如输送天然气的管道用钢、海洋钻探、平台结构用钢等均要求具有高强度、高韧性、优良焊接性能以及良好抵抗氢致破裂性。连铸过程中常出现的铸坯中心偏析和中心疏松等缺陷将会严重影响铸坯内部质量问题，一直是限制钢铁产品质量和产量获得进一步提高的瓶颈问题。为此国内外已采用凝固末端动态轻压下、凝固末端重压下、连续锻压、电磁搅拌、凝固末端强冷等技术来提高产品质量，减小中心偏析和中心疏松对铸坯内部质量的危害，其中动态轻压下技术能够较为有效地消除中心偏析和中心疏松，该技术通过在连铸坯液芯末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量，达到消除中心偏析和疏松的目的。

动态轻压下技术能够成功地在线应用于连铸生产过程中的重要前提在于建立合理可靠的实时温度计算模型(热跟踪模型)、动态二次冷却配水模型和动态压下模型，并结合连铸的实际生产过程，不断进行调试和过程优化，最终确定合理准确的工艺模型参数。该工作建立在实际生产过程的基础之上，在线进行调试和优化必将影响现场生产的正常运行，同时耗费大量的资源、资金和成本，解决这一问题的有效办法是通过模拟仿真建立离线仿真系统，直观定量化地再现连铸实际生产过程，对过程中主要条件进行分析，减小在线调试的风险，同时大大节约成本和资源消耗。

目前，国内已经申请的专利一部分主要针对实现动态轻压下控制的扇形段设备，如专利CN00254878.X，CN200510098812.5，CN03108436.2，CN03819174.1，CN200510042964.3，一部分主要针对关于轻压下的工艺参数，如CN02289305.9，CN01122537.8，仿真方面则主要针对整个连铸生产过程的总体工艺流程，如CN200410009213.7；公开发表的相关文章除了上述内容外，大多停留在温度场计算及其二次冷却配水过程的稳态仿真。

发明内容：

本发明目的在于提供一种板坯连铸二次冷却及动态轻压下离线仿真系统，对连铸动态轻压下及其整套技术的具体控制过程进行仿真模拟，为研究人员和生产工艺人员提供模拟工具和基础平台，从而为动态轻压下技术的在线应用奠定良好的基础。相关人员通过输入不同的浇注状态、流线状态、参数指标，可以快速便捷的模拟板坯连铸过程中二次冷却和轻压下的控制过程，并根据仿真结果选择合适的控制参数和工艺过程参数，为生产过程中的参数设定和优化提供了很好的依据。

本发明的技术方案为：板坯连铸二次冷却及动态轻压下离线仿真系统，包括计算机，所述计算机含有模拟器内核单元、模型计算内核单元、监控显示单元和工艺模型参数设定单元，其中模拟器内核单元结合连铸实际生产过程，实现主要浇注条件过程参数的模拟仿真；工艺模型参数设定单元用于对模型中的工艺及控制参数进行设定；模型计算内核单元结合模拟浇注条件参数进行工艺模型计算；监控显示单元主要完成对仿真结果的界面显示。模拟器内核单元和模型计算内核单元通过共享内存实现过程参数数据的交互，模型计算内核单元和监控显示单元通过Ethernet局域网络交互仿真结果数据，模型计算内核单元和工艺模型参数设定单元通过模型参数数据库实现工艺模型参数的交互。