第12卷第2期 2012年4月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
异钢种连浇交接坏长度与位置预测模型毕经汉，唐萍，文光华，丁铃，苏刚
[1.重庆大学材料科学与工程学院，重庆400030；2.重庆钢铁(集团)有限责任公司品质部，重庆400084]
VoL12 No.2 Apr.2012
摘要：以重钢1#板坏连铸机为对象，通过水力学物理模拟研究了通钢量和中间包余钢量与铸坏长度方向无量纲浓度的关系.结果表明，增大通钢量和降低余钢量都会减小交接坏长度，在重钢注条件允许的最大通销量及余钢量变化范围内，通钢量对同--时刻无量纲浓度影响的最人差为21%，余钢量不同产生的最大差为73%，说明余钢量对交接坏长度影响更显落。在水模实验基础上通过数学回归和插值法，建立了异钢种连浇过程铸坏交接坏位置和长度的预测模型，并通过实际交接坏取样分析对模型进行了修止。修正模型预测结果与现场取样结果比较，预测精度达95%，高于相关文献水平。
关键词：异钢种连浇；交接坏位置；预测模型；水力学模拟
中图分类号：TF777*2 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009606X(2012)02027106
分析结合，可使模型达到更高的精度，更准确地预测交接坏的位置和长度，为钢厂降低成本，
随着连铸浇铸钢种的增加，国内外越来越多的钢铁厂趋向于在同一浇次上进行不同钢种连浇(简称异钢种连浇)，以减少生产设备等待时间，提高铸机牛产率，降低生产成本，们在连浇过程中，当两炉钢水成分差别较大时，存在成分有别丁两钢种的混合铸坏，称其为交接坏(2-4，为控制钢质量，交接坏需另作处理但如果不能正确判断交接坏位置，不仅会带来质量问题，也会使合格铸坏收率低，因此对异钢种连浇过程中交接坏位置及长度进行准确预测具有重要意义，
国内外异钢种连浇研究中，文献[2-8]分别通过数值模拟研究了中间包内瞬态流动方式，并建立了异钢种连浇交接坏预测模型，但预测结果与实际取样验证结果存在较人误差：Burns等[9]和Mannion等no基于水模实验，通过对实验结果回归，建立了参数随中间包不同而改变的预测模型，现场取样结果与计算结果符合较好；李玉刚等以水力学模型为基础，通过形函数插值法建立了预测模型，得到了较高的预测精度；孙增晓等12]和陆云威等13]分别通过水力学模型和实际取样分析，给出了异钢种连浇交接坏长度的影响因素及影响程度，但没有给出交接坏预测模型.
综合前人工作的优点与不足，本研究以水力学物理模拟方法为基础，采用回归及插值综合处理方法建立预测模型，并用实际铸坏取样分析对模型进行优化，建立重钢1#板坏连铸机异钢种连浇过程铸坏交接坏的预测模型，实现对不同工艺条件下异钢种连浇过程中交接坏位置及长度的预测：通过对水模结果的拟合与实际取样
研究方法 2
2.1物理模型的建立
在钢水浇铸过程中，前后两炉钢水的混合既发生在中间包内，也发生在结品器内.Cho等力建立的同时考患中间包及结晶器内混合和只考虑中间包内混合的2个预测模型，预测精度相当，说明钢水在中间包内的混合占主要地位因此本研究预测模型的建立只考虑钢水在中间包内的混合，
根据相似原理建立物理模型，要求模型和原型几何相似和动力相似。钢液在中间包内的流动主要受重力、横性力的作用，反映这两个力的准数有雷诺准数(Re)和弗鲁德准数(Fr)，两数要分别相等，才能保证模型和原型的动力相似，考患到在实验条件下模型与原型的流体流动状态均已处于第二自模化区，流动过程中Re彼此相等，所以只要保证Fr相等即可保证流动过程彼此动力相似[14]，即：
u,/(gLp)=um"/(gLg),
(1)
式中，u,g,L分别为速度、重力加速度、特征长度，下标p和m分别表示原型和模型，结合实验设备和条件，用有机玻璃板，按Lg山=3:1的比例建立中间包模型，以不同浓度食盐水模拟不同成分的钢水，进行异钢种连浇，并在中间包出口处测定食盐水电导率的变化，建立连浇过程各工艺条件(铸机断面、拉速和中间包余钢量) 与铸还长度方向无量纲浓度的关系，图1为水力学模拟
收稿日期：20120221，修回日期：201204-05
作者蓄介：毕经汉(1986-)，男，山东省淄博市人，硕士研究生，冶金工程专业；唐率，通讯联系人，E-mail：tping@equ.eda.cn.
方方数据