【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于工業(yè)生產(chǎn)，具體涉及一種連鑄坯空冷溫度獲取方法及系統(tǒng)。
技術介紹
1、連鑄坯從連鑄切割之后，會通過輥道進行運輸并進入加熱爐，然后會送到軋機進行軋制。在這個過程中，連鑄坯的溫度控制與軋制流程匹配，是冶金生產(chǎn)流程中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，熱裝熱送工藝中，鑄坯裝爐的溫度控制，對于鋼板內(nèi)部與外部質量都有重要的影響。而連鑄坯在到達加熱爐之前，會不斷地與外部環(huán)境進行熱交換，也就是處于空冷階段，主要是與外界空氣的對流換熱與熱輻射，所以研究連鑄坯出連鑄機之后的空冷溫度變化規(guī)律，對于最終的鋼鐵產(chǎn)品質量與節(jié)能減排都有重要意義。
2、目前對于連鑄坯空冷溫度場的計算，主要基于傳熱學，使用有限單元法，通過數(shù)值模擬計算出連鑄坯在空冷過程中溫度變化規(guī)律，同時可以可到空冷一段事件后鑄坯的溫度分布、節(jié)點平均溫度等結果。通過數(shù)值模擬得到地計算結果的方式，雖然在計算準確性上具有一定的優(yōu)勢，但是數(shù)值模擬數(shù)據(jù)中心對于計算所需要的計算硬件要求是比較高的，同時隨著模型的網(wǎng)格加密，需要耗費大量的計算時間，計算效率低下。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術存在的計算硬件要求高、計算時間成本高以及計算效率低下的問題，本專利技術目的在于提供一種連鑄坯空冷溫度獲取方法及系統(tǒng)。
2、本專利技術所采用的技術方案為：
3、一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，包括如下步驟：
4、根據(jù)第一連鑄坯實體的第一連鑄坯基礎數(shù)據(jù)，構建對應的連鑄坯二維模型；
5、根據(jù)連鑄坯二維模型，構建對應的連鑄
6、根據(jù)連鑄坯二冷模型，獲取第一連鑄坯實體在二維斷面的歷史空冷初始溫度場；
7、根據(jù)歷史空冷初始溫度場，使用連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，獲取第一連鑄坯實體的溫度與時間關系的擬合公式；
8、采集第二連鑄坯實體在最后一個二維斷面的實時平均溫度值，并根據(jù)實時平均溫度值，使用擬合公式，獲取并可視化對應的預測空冷溫度值序列。
9、進一步地，根據(jù)第一連鑄坯實體的第一連鑄坯基礎數(shù)據(jù)，構建對應的連鑄坯二維模型，包括如下步驟：
10、采集第一連鑄坯實體的第一連鑄坯基礎數(shù)據(jù)；第一連鑄坯基礎數(shù)據(jù)包括第一連鑄坯實體的第一材料屬性和第一二維斷面尺寸；
11、將連鑄坯傳熱簡化為二維非穩(wěn)態(tài)傳熱過程，并根據(jù)第一連鑄坯基礎數(shù)據(jù)，構建第一連鑄坯實體的二維斷面的初始的連鑄坯二維模型；
12、對初始的連鑄坯二維模型進行離散化網(wǎng)格處理，得到設置有若干網(wǎng)格的連鑄坯二維模型。
13、進一步地，根據(jù)連鑄坯二維模型，構建對應的連鑄坯二冷模型和連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，包括如下步驟：
14、基于連鑄坯二維模型，根據(jù)冷卻環(huán)境預設的第一初始條件和第一邊界條件，構建熱量傳遞方程；
15、基于連鑄坯二維模型，構建冷卻水量方程；
16、根據(jù)熱量傳遞方程和冷卻水量方程，構建對應的連鑄坯二冷模型；
17、基于連鑄坯二維模型，根據(jù)空冷環(huán)境預設的第二初始條件和第二邊界條件，構建瞬態(tài)傳熱方程；
18、基于連鑄坯二維模型，構建對流換熱方程和輻射換熱方程；
19、根據(jù)瞬態(tài)傳熱方程、對流換熱方程以及輻射換熱方程，構建對應的連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型。
20、進一步地，根據(jù)連鑄坯二冷模型，獲取第一連鑄坯實體在二維斷面的歷史空冷初始溫度場，包括如下步驟：
21、根據(jù)連鑄坯二冷模型，獲取第一連鑄坯實體在最后一個二維斷面的所有網(wǎng)格的歷史節(jié)點溫度值，得到對應的歷史節(jié)點溫度值集合；
22、將歷史節(jié)點溫度值集合作為第一連鑄坯實體在二維斷面的歷史空冷初始溫度場。
23、進一步地，根據(jù)歷史空冷初始溫度場，使用連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，獲取第一連鑄坯實體的溫度與時間關系的擬合公式，包括如下步驟：
24、將歷史空冷初始溫度場輸入連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，進行連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱仿真，得到第一連鑄坯實體在二維斷面的若干時間點的節(jié)點平均溫度值；
25、根據(jù)若干時間點的節(jié)點平均溫度值，擬合第一連鑄坯實體在二維斷面的溫度與時間關系曲線，并得到對應的擬合公式。
26、進一步地，t＝-at+b
27、式中，t為時間點t對應的第一連鑄坯實體在二維斷面的節(jié)點平均溫度值；a為擬合系數(shù)；b為擬合實數(shù)；t為時間指示量。
28、進一步地，采集第二連鑄坯實體在最后一個二維斷面的實時平均溫度值，并根據(jù)實時平均溫度值，使用擬合公式，獲取并可視化對應的預測空冷溫度值序列，包括如下步驟：
29、采集第二連鑄坯實體的第二連鑄坯基礎數(shù)據(jù)；第二連鑄坯基礎數(shù)據(jù)包括第二連鑄坯實體的第二材料屬性和第二二維斷面尺寸；
30、根據(jù)第二連鑄坯基礎數(shù)據(jù)，與第一連鑄坯實體的第一連鑄坯基礎數(shù)據(jù)進行檢索匹配，得到對應的匹配連鑄坯實體；
31、采集在工廠實際生產(chǎn)中第二連鑄坯實體最后一個二維斷面的實時平均溫度值；
32、根據(jù)實時平均溫度值，使用匹配連鑄坯實體對應的擬合公式，進行連鑄坯空冷溫度預測，得到對應的預測空冷溫度值序列；
33、對預測空冷溫度值序列進行可視化展示。
34、一種連鑄坯空冷溫度獲取系統(tǒng)，用于實現(xiàn)連鑄坯空冷溫度獲取方法，系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心和若干用戶終端，數(shù)據(jù)中心分別與若干用戶終端和外部的工廠服務器通信連接，且數(shù)據(jù)中心設置有連鑄坯空冷溫度預測單元；
35、數(shù)據(jù)中心，用于構建第一連鑄坯實體的連鑄坯二維模型、連鑄坯二冷模型以及連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型；獲取第一連鑄坯實體的溫度與時間關系的擬合公式；根據(jù)實時平均溫度值，使用擬合公式，獲取對應的預測空冷溫度值序列；提供連鑄坯空冷溫度可視化web平臺；
36、工廠服務器，用于采集在工廠實際生產(chǎn)中第二連鑄坯實體最后一個二維斷面的實時平均溫度值，并將實時平均溫度值發(fā)送至數(shù)據(jù)中心；
37、用戶終端，用于登錄連鑄坯空冷溫度可視化web平臺；查詢并可視化第二連鑄坯實體的預測空冷溫度值序列。
38、進一步地，數(shù)據(jù)中心包括數(shù)據(jù)服務器、web服務器以及管理服務器，web服務器設置有鑄坯空冷溫度可視化web平臺，數(shù)據(jù)服務器分別與若干用戶終端和外部的工廠服務器通信連接，管理服務器與數(shù)據(jù)服務器和web服務器連接。
39、進一步地，數(shù)據(jù)服務器包括二維模型構建單元、數(shù)學模型構建單元、溫度場獲取單元、擬合公式獲取單元以及空冷溫度預測單元，二維模型構建單元、數(shù)學模型構建單元、溫度場獲取單元、擬合公式獲取單元以及空冷溫度預測單元依次連接，空冷溫度預測單元分別與工廠服務器和用戶終端通信連接。
40、本專利技術的有益效果為：
41、本專利技術提供的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法及系統(tǒng)，通過構建第一連鑄坯實體的連鑄坯二維模型、連鑄坯二冷模型以及連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，實現(xiàn)了對連鑄坯空冷溫度的自動獲取，提高了智能化程度；根據(jù)上述模型的仿真計算結果，得到連鑄坯斷面本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：根據(jù)第一連鑄坯實體的第一連鑄坯基礎數(shù)據(jù)，構建對應的連鑄坯二維模型，包括如下步驟：
3.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：根據(jù)連鑄坯二維模型，構建對應的連鑄坯二冷模型和連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，包括如下步驟：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：根據(jù)連鑄坯二冷模型，獲取第一連鑄坯實體在二維斷面的歷史空冷初始溫度場，包括如下步驟：
5.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：根據(jù)歷史空冷初始溫度場，使用連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，獲取第一連鑄坯實體的溫度與時間關系的擬合公式，包括如下步驟：
6.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：所述的擬合公式為：
7.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：采集第二連鑄坯實體在最后一個二維斷面的實時平均溫度值，并根據(jù)實時平均溫度值，使用擬合公式，
8.一種連鑄坯空冷溫度獲取系統(tǒng)，用于實現(xiàn)如權利要求1-7任一所述的連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：所述的系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中心和若干用戶終端，所述的數(shù)據(jù)中心分別與若干用戶終端和外部的工廠服務器通信連接，且數(shù)據(jù)中心設置有連鑄坯空冷溫度預測單元；
9.根據(jù)權利要求8所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取系統(tǒng)，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)中心包括數(shù)據(jù)服務器、Web服務器以及管理服務器，所述的Web服務器設置有鑄坯空冷溫度可視化Web平臺，所述的數(shù)據(jù)服務器分別與若干用戶終端和外部的工廠服務器通信連接，所述的管理服務器與數(shù)據(jù)服務器和Web服務器連接。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取系統(tǒng)，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)服務器包括二維模型構建單元、數(shù)學模型構建單元、溫度場獲取單元、擬合公式獲取單元以及空冷溫度預測單元，所述的二維模型構建單元、數(shù)學模型構建單元、溫度場獲取單元、擬合公式獲取單元以及空冷溫度預測單元依次連接，所述的空冷溫度預測單元分別與工廠服務器和用戶終端通信連接。
...【技術特征摘要】
1.一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：根據(jù)第一連鑄坯實體的第一連鑄坯基礎數(shù)據(jù)，構建對應的連鑄坯二維模型，包括如下步驟：
3.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：根據(jù)連鑄坯二維模型，構建對應的連鑄坯二冷模型和連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，包括如下步驟：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：根據(jù)連鑄坯二冷模型，獲取第一連鑄坯實體在二維斷面的歷史空冷初始溫度場，包括如下步驟：
5.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：根據(jù)歷史空冷初始溫度場，使用連鑄坯空冷瞬態(tài)傳熱模型，獲取第一連鑄坯實體的溫度與時間關系的擬合公式，包括如下步驟：
6.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：所述的擬合公式為：
7.根據(jù)權利要求1所述的一種連鑄坯空冷溫度獲取方法，其特征在于：采集第二連鑄坯實體在最后一個二維斷面的實時平均溫度值，并根據(jù)實時平均溫度...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：黃碧輝，曹宇，袁磊，喬建基，朱麗業(yè)，張利勇，林楓，劉大巍，湯浚，武益博，
申請(專利權)人：寶鋼工程技術集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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