[发明专利]基于连铸机二维温度场仿真方法及监控模型的运行方法

说明书

本发明提供一种基于连铸机二维温度场仿真方法及模型的运行方法，该仿真方法包括：获取连铸机各程级的温度场仿真计算参数信息，所述温度场仿真计算参数信息包含浇铸钢种与工艺参数；分割从结晶器弯月面到监控区出口的仿真计算区域生成多个切片单元；将所述切片单元划分为多个线程，利用多线程技术计算各个所述切片单元的二维凝固传热导热微分方程得到相应的温度场；根据所述连铸机的浇铸条件动态跟踪各个所述切片单元，得到所述连铸机的温度场信息。本发明提高了温度场仿真计算速度，以此为基础构建监控模型提升了运行速度，确保了监控模型的顺畅运行，避免发生卡顿现象，满足了在线控制要求。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金连铸技术领域，特别是涉及一种基于连铸机二维温度场的仿真方法及监控模型的运行方法。

背景技术

连铸过程是一个铸坯温度场连续变化的过程，不合理的铸坯温度分布往往会导致裂纹等诸多质量缺陷，因此对铸坯温度场进行动态的跟踪监测和优化控制是获得高质量铸坯的前提和保证。在实际生产过程中，由于连铸环境恶劣，连铸过程在线监测与控制一直是个难题。随着计算机仿真技术的进步，利用基于凝固传热数学模型的数值模拟对铸坯凝固温度场进行动态仿真已成为解决这一难题的重要途径。以连铸机实时在线温度场仿真计算结果为基础的监控模型在连铸机生产过程中发挥着越来越重要的作用。其在线仿真计算结果的准确性和全面性将直接影响监控模型的使用效果。

随着连铸技术的不断发展和钢铁行业市场竞争的日益加剧，对以连铸机实时在线温度场仿真计算结果为基础的监控模型提出了更高的要求。因此，连铸机实时在线温度场仿真计算需要全面考虑连铸机拉坯方向上和铸坯宽度方向上冷却差异的基础上，使连铸机实时在线温度场仿真计算从一维变化到二维，是全面准确获取连铸机在线温度场的重要基础。可以提升监控模型的使用效果，对最终的铸坯质量控制意义重大。

然而，现有连铸机温度场仿真计算从一维变化到二维，仿真计算的数据量将成倍的增加，极易造成以连铸机实时在线二维温度场仿真计算为基础的监控模型出现卡顿现象(监控模型耗时短，可以忽略不计)，这种现象即使只偶尔发生一次，也是绝对不允许发生的。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于连铸机二维温度场的仿真方法及监控模型的运行方法，用于解决现有技术中有连铸机实时在线二维温度场仿真计算时运行周期长，无法满足在线控制的要求的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于连铸机二维温度场的仿真方法，包括：

获取连铸机各程级的温度场仿真计算参数信息，所述温度场仿真计算参数信息包含浇铸钢种与工艺参数；

分割从结晶器弯月面到监控区出口的仿真计算区域生成多个切片单元；

将所述切片单元划分为多个线程，利用多线程技术计算各个所述切片单元的二维凝固传热导热微分方程得到相应的温度场；

根据所述连铸机的浇铸条件动态跟踪各个所述切片单元，得到所述连铸机的温度场信息。

于本发明的一实施例中，每个所述切片单元的凝固传热导热微分方程包括铸坯厚度方向节点的传热和铸坯宽度方向节点的传热。

于本发明的一实施例中，每个所述切片单元相互之间为独立的，且与其前一个计算周期信息关联。

于本发明的一实施例中，所述线程相互之间为独立的，且所述线程运行方式为并行。

于本发明的一实施例中，每个所述切片单元的冷却边界条件包括拉速方向上与铸坯横向上的冷却差异。

于本发明的一实施例中，所述将所述切片单元划分为多个线程，利用多线程技术计算各个所述切片单元的二维凝固传热导热微分方程得到相应的温度场的步骤，包括：