[发明专利]一种基于PROCAST仿真平台对铜管水平连铸参数最优化匹配方法

说明书

本发明公开了一种基于PROCAST仿真平台对铜管水平连铸参数最优化匹配方法，包括以下内容：根据铜管水平连铸铸造过程的主要设备确定建模参数；根据生产的铸造工艺参数，来确定以及等效计算机识别的语言参数；根据生产的典型工艺参数，将其进行参数化；在对应的参数下建立几何模型，施加载荷和边界条件，确定求解类型；对水平连铸过程的温度场‑组织场耦合计算；分析不同铸造工艺参数对铸坯组织场的影响规律。本发明方法可对水平连铸过程进行动态仿真，模拟更加贴近现实；仅通过修改参数，量化匹配工厂各种生产工艺；整个仿真过程以PROCAST软件为平台，自动化运行，操作简单，方便工厂技术人员掌握和使用。

技术领域

本发明涉及水平连铸研究领域，尤其是一种基于PROCAST仿真平台对铜管水平连铸现场铸造参数最优化匹配实用方法。

背景技术

随着近年来我国现代化步伐的不断推进，极大的加速了各行各业的蓬勃发展，其中空调行业的发展也是比较迅速的，然而随着对环境保护意识的不断提高，对空调生产也提出了更高的要求，作为空调关键零件的换热器所使用的导热管，即铜管，它的质量也提高了要求。所以，在现有生产铜管的条件下，必须不断提高生产工艺，从而提升铜管成品的质量，生产出质量高、高环保和高附加产值的铜管。

已有的研究发现，铜管在铸造阶段存在各种缺陷，比如铸件中存在气孔、夹杂、微观组织不均匀或存在穿晶现象等，这些铸造缺陷在后续工序也不会完全消除，即会遗传到后续工序。而水平连铸又是生产铜管的第一道工序，对后面工序的生产有着重要的影响，直接决定了铜管的成品质量，特别是水平连铸阶段铸坯的宏观组织场的均匀性以及晶粒的大小会影响成品铜管的力学性能和服役寿命。过去很长一段时间，研究人员对在铸造过程中铸坯的组织场的研究以及控制铸坯的组织大小的方法，几乎都是使用对铸坯进行金相实验的方法，俗称实验试错法，就是对各种铸造工艺参数下的铸坯进行金相实验，然后列举出不同铸造工艺参数下的金相，分析其数据，找出其规律，从而来改变铸造工艺参数达到对铸坯组织场的改变。此方法需要累积大量的经验与数据，对于结果是简单明了的，但对于过程是臃重繁琐的，该方法还不能找出与晶粒长大的一些物理机制，目前该法在使用的范围上是受到制约的。

目前计算机技术的快速发展，为水平连铸铸造过程特别是铜管铸坯的凝固结晶后的宏观组织场的模拟提供了可能，这样就可以大大缩短研究的周期，而且省时省力。关键的在于此方法还能较准确的预测铜管铸坯不同铸造工艺参数下的宏观组织场的形成，以及发现不同铸造工艺参数下对铸坯宏观组织场的影响规律，从而为提高成品铜管的质量提供有效的依据。

因此，对铜管铸造过程中铸坯的温度场和组织场进行分析研究是有必要的，可以为进一步改进铸造工艺和改变结晶器结构提供参考数。

发明内容

本发明目的在于提供一种可对铜管水平连铸铸造过程进行仿真、可模拟工厂各种生产工艺、模拟更加贴近现实的基于PROCAST仿真平台对铜管水平连铸参数最优化匹配方法。

为实现上述目的，本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤1，根据铜管水平连铸铸造过程的主要设备确定建模参数；根据生产的铸造工艺参数，来确定以及等效计算机识别的语言参数；根据生产的典型工艺参数，将其进行参数化；

步骤2，在对应的参数下建立几何模型，划分网格，施加载荷和边界条件，确定求解类型；根据其中一种典型工艺参数对铜管水平连铸施加边界条件，对铜管铸坯进行热分析；

步骤3，执行计算库程序，该程序包括：对水平连铸过程的温度场-组织场耦合计算；将温度场分析和组织场分析产生的结果数据存储到数据库中；

步骤4，重复步骤2～3，分布对三组不同的铸造工艺参数对铜管水平连铸进行仿真计算；