论文摘要
大方坯在线凝固传热模型作为大方坯动态轻压下控制系统的核心模型之一,在线凝固传热模型计算的准确性直接影响动态轻压下压下位置的合理性和动态实施效果。本文以国内某钢厂的360mm×450mm大方坯的连铸机为研究对象,建立了连铸在线凝固传热模型,并为大方坯连铸机动态轻压下工艺控制系统的动态二冷控制模块和动态轻压下模块提供了凝固过程参数。本文主要研究内容和获得主要结论如下：（1）大方坯在线凝固传热模型的建立。采用动态跟踪单元的思想,动态跟踪单元在结晶器弯月面处产生,在最后一个拉矫机位置处消失,整个铸流为若干跟踪单元首尾相连而成,并将浇铸工艺作为跟踪单元的属性实时相关联,从而实现了凝固传热的在线计算。（2）大方坯在线凝固传热模型的开发。大方坯在线凝固传热模型采用在VC++ 6.0的环境下基于MFC的动态链接库开发,实现了仿真系统与在线系统的程序直接移植,实现了多流同时在线计算。（3）大方坯连铸在线凝固传热仿真系统的开发。基于VC++ 6.0的环境开发了360mm×450mm大方坯凝固传热仿真系统,为在线大方坯凝固传热模型的调试和关键参数的优化提供了方便,缩短了模型的开发时间。（4）大方坯在线凝固传热模型的验证与工业化应用。将优化后的大方坯在线凝固传热模型模块集成于动态轻压下控制系统并成功投入现场工业生产,通过采用红外测温仪对现场测温表明测温数据与在线凝固传热模型计算温度的最大温差为9℃,偏差小于1%,和现场投运轻压下效果表明大方坯在线热模拟模型真实可靠,满足在线计算要求。（5）连铸工艺参数对钢厂典型生产钢种凝固过程影响的分析。本文对YQ450NQR1、37Mn2、42CrMo三个钢种的计算表明拉速对铸坯凝固过程影响明显,且碳含量越高,拉速对凝固终点的影响越严重,拉速每升高0.1m/min, YQ450NQR1凝固终点后移4.7m,两相区增长2.4m；37Mn2凝固终点后移5.2m,两相区增长2.75m; 42CrMo凝固终点后移4.96m,两相区增长2.55m；虽然过热度对凝固过程的影响不大,过热度每升高10℃铸坯表面温度升高5℃左右,但对出结晶器的凝固坯壳厚度影响很大,减薄约2.7%,从而对连铸的安全性产生不利影响。