连铸二冷水动态模型研究与应用摘要：本文研究了连铸二冷动态模型DYNACS模型建立的理论依据，依据原理编制MATLAB参数设定程序，使用所编软件，设定连铸生产特殊钢的在线参数。关键词：连铸机动态二冷水温度场DYNACSAbstract:thispaperstudiedthedynamicmodelofcoldcontinuouscastingDYNACSmodelestablishedthetheoreticalbasisofthebasisofMATLABprogramparametersettingprinciple,compiledusingsoftware,setofspecialsteelcastingproductiononlineparameters.Keywords:continuouscastertwocoldwatertemperaturefieldDYNACSdynamic：TP606+.2文献标识码：A：1、简介连铸二冷动态配水是指在浇铸工艺条件变化时使冷却水量随拉速、中间包温度、钢种等参数变化时动态连续变化，配水量沿拉坯方向实现最优化分布，以控制铸坯表面温度符合钢种第1页共5页设定的最佳值，进而获得良好的铸坯质量。Dynacs模型基于温度场的概念，这与以往的依据速度配水的冷却模型是不同的。它综合考虑了二冷水的实际水流速度、中间包钢水温度和钢种热物性参数等诸多钢种自身特性。Dynacs模型除进行动态配水以外还向连铸过程控制提供铸坯的热力学状态。图1：Dynacs模型控制流程图2、二冷数学模型模型以冶金准则和传热学为基础，建立传热学模型，计算铸坯各段表面温度的分布，给出各冷却水回路的最佳参数。铸坯传热为三维传热过程，其数学表达式为T(x,y,z,t)。X为浇铸长度方向上的坐标，Y为铸坯宽度方向上的坐标，Z为铸坯厚度方向上的坐标。t表示浇铸时间。实际应用时模型做如下简化，沿浇铸方向的传热仅由拉速产生，该方向的传热忽略不计。为了分析方便沿浇铸方向将铸流分切为切片，每片长度度10cm，切片以拉矫机速度移动，切片剖面和温度分布如图：图2：铸坯切片及其温度分布示意图对于每第2页共5页个切片可由如下数学表达式描述：（1）式中各变量物理意义如下：：t时刻深度为x点Zi的温度。h：热焓：密度：热传导率钢的凝固是复杂的物理化学变化，其热焓包含两部分，凝固显热Cp和凝固潜热L,其分布与固相率fs有关，其函数关系为：（2）当铸坯移动长度大于切片长度时，一个新的单元切片形成，T>t0时刻切片单元表面和中心的热流可由（3）式和（4）式计算。（3）（4）式中为t时刻切片的显热散失，切片所处位置不同，计算方法不同。切片处于结晶器内时散热量由式（5）计算。（5）式中(T)是关于表面温度的热传递系数函数；波尔兹曼常数；热辐射常数；环境温度；结晶器铜板温度。切片处于扇形段内时散热量由式（6）计算。（6）是二冷水进水温度；为指定水流速引起的热散失参数；（7）是切片对应二冷区t时刻的水流速度，C1、C2为经验参数。3、模型功能及应用效果3.1离线设置二冷配水的设置属于质量体系软件体系的一部分，第3页共5页质量体系软件设定的数据作为在线动态模型的入口数据，离线模型可以对每个冷却区设定优化配水量。图3：冷却区4IO的设置3.2模型仿真输入实际生产的数据，并设定好离线模型数据后即可开始仿真，实际生产浇铸参数拉速宽度厚度过热度中间包温度m/minmmmm℃℃1.61380200251539.4图4：M脚本程序铸坯温度3D分布图开浇后二冷系统会依据模型设定值配水，实时计算铸坯表面及中心温度，为了提高铸坯的表面质量和保证铸坯形状，减少偏析和缩孔，提高铸坯直接轧制的比例，Dynacs工艺模型中的Dynacs3D散热模型，解决了连铸机的动态热平衡问题。Dynacs3D包含两个模型。一个模型是三维热能跟踪，计算了在浇铸过程中铸坯的温度分布（铸坯热辐射、铸坯与支撑辊接触产生的热传导、结晶器一次冷却及二次冷却所带走的热量等）。温度的测量是通过两个移动高温计来实现的，并将软件包Dynacs3D计算的结果和移动高温计的测量值进行了比较。第4页共5页还考虑了钢种的变化、轻压下和收缩的散热平衡、凝固时铸坯自然收缩和实施轻压下所产生的铸坯厚度变化。第二个模型是控制连铸机二次冷却的二冷水，如水流，压力和喷嘴的位置等。设定值能够使铸坯达到目标表面温度。通过对非线性的散热平衡值进行修正，达到总体的热平衡。4、结论1、本实验以合金包晶钢为例。采用手持式红外测温枪检测铸坯温度，测试点包括8段出口9段出...