一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法及系统

本发明涉及钢铁冶金连铸，具体为一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法及系统。

背景技术：

1、连铸生产过程中，钢液长期处于高温状态，连铸机内持续发生传热、凝固、热变形等诸多复杂的物理现象，设备状态、操作条件、工艺参数、钢种成分及物性对连铸机内上述物理现象、温度分布、坯壳厚度及均匀性产生直接影响，进而影响最终铸坯的宏观组织的形貌、特征、比例，因此精确、细致的温度控制是连铸稳定生产的基础和关键。宏观组织主要包括等轴晶和柱状晶等，取向硅钢、电工钢等钢种为改善导磁性、耐磨、耐腐蚀性，希望得到更大比例的柱状晶区，轴承钢、高强钢等钢种为改善硬度、强度、塑性，希望得到更大比例的等轴晶区。不同钢种类型，需要制定不同的连铸工艺，冶金工作者往往依靠实验室实验和工厂试验等手段，运用试错法进行大量重复的验证工作，以期获得特定的宏观组织，但这样势必会造成资金、人力等资源的超额投入和极大浪费。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法及系统。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

3、一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法，包括如下步骤：

4、s1.获取参数并将参数存储到mongodb数据库，所述参数包括钢种参数、设备参数、工艺参数、模型参数；根据钢种参数计算得到当前条件下钢种的物性参数；

5、s2.根据存储到mongodb数据库的参数进行模型设置，启动温度仿真子模型进行温度仿真；温度仿真完成后，启动宏观组织预测子模型进行宏观组织预测；

6、s3.将温度仿真和宏观组织预测结果储存到mongodb数据库，完成一次温度仿真和宏观组织预测。

7、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s3之后还包括，

8、s4.根据储存到mongodb数据库的温度仿真和宏观组织预测结果，进行铸坯温度控制校准、宏观组织控制、铸机工作能力开发。

9、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，钢种参数包括钢种牌号、成分、温度信息，其源自与连铸同一炉号的精炼炉测量和记录的数据。

10、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，钢种的物性参数包括：热导率、密度、比热容、应力应变、相变参数。

11、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，oracle数据库事先存储了设备参数、工艺参数、模型参数，从oracle数据库获取设备参数、工艺参数、模型参数。

12、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，当从oracle数据库获取的参数出现偏差时，可以在hmi界面，通过手动输入的方式进行在线输入、修改和查看等。

13、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，获取参数后，所述参数都会显示在hmi界面上。

14、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，根据设备参数设置模型的尺寸、算法等；根据工艺参数设置模型的初始条件、边界条件等；根据模型参数设置模型的监视器、迭代步长、迭代步数等。

15、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，模型计算进展的相关信息会实时反馈到模型服务管理器，进而反馈到hmi界面，hmi会实时显示计算的进展。

16、作为本发明所述的一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的优选方案，其中：所述步骤s3中，温度仿真结果包括：温度分布云图、凝固液芯云图、凝固坯壳生长曲线、温度变化曲线等；宏观组织预测结果包括：宏观组织比例、宏观组织形貌图等。

17、为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：

18、一种实施上述连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的系统。

19、一种实现上述连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的信息数据处理终端。

20、一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法。

21、本发明的有益效果如下：

22、本发明提出一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法及系统，通过获取参数并将参数存储到mongodb数据库，所述参数包括钢种参数、设备参数、工艺参数、模型参数；根据存储到mongodb数据库的参数进行模型设置，启动温度仿真子模型进行温度仿真计算；温度仿真计算完成后，启动宏观组织预测子模型进行宏观组织预测计算；将计算结果储存到mongodb数据库，并在hmi界面显示结果数据及云图。该方法及系统对连铸工序向数字化、可视化和智能化发展的具有积极作用及意义，实现连铸工序与精炼工序之间钢液温度、成分等信息的连接，通过计算结果为连铸工序中温度控制校准、宏观组织控制、铸机工作能力开发提供有效的数据结果的支撑，提供分析手段及多样本数据，具备很大的应用前景。

技术特征：

1.一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法，其特征在于，所述步骤s3之后还包括，

3.根据权利要求1所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法，其特征在于，所述步骤s1中，oracle数据库事先存储了设备参数、工艺参数、模型参数，从oracle数据库获取设备参数、工艺参数、模型参数。

4.根据权利要求1所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法，其特征在于，所述步骤s2中，根据设备参数设置模型的尺寸、算法。

5.根据权利要求1所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法，其特征在于，所述步骤s2中，根据工艺参数设置模型的初始条件、边界条件。

6.根据权利要求1所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法，其特征在于，所述步骤s2中，根据模型参数设置模型的监视器、迭代步长、迭代步数。

7.根据权利要求1所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法，其特征在于，所述步骤s3中，温度仿真结果包括：温度分布云图、凝固液芯云图、凝固坯壳生长曲线、温度变化曲线；宏观组织预测结果包括：宏观组织比例、宏观组织形貌图。

8.一种实施权利要求1-7任一项所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的系统。

9.一种实现权利要求1-7任一项所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法的信息数据处理终端。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1-7任一项所述的连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法。

技术总结
本发明属于钢铁冶金连铸技术领域，具体为一种连铸工艺温度仿真和宏观组织预测的方法及系统，通过获取参数并将参数存储到MongoDB数据库，所述参数包括钢种参数、设备参数、工艺参数、模型参数；根据存储到MongoDB数据库的参数进行模型设置，启动温度仿真子模型进行温度仿真计算；温度仿真计算完成后，启动宏观组织预测子模型进行宏观组织预测计算；将计算结果储存到MongoDB数据库，并在HMI界面显示结果数据及云图。通过计算结果为连铸工序中温度控制校准、宏观组织控制、铸机工作能力开发提供有效的数据结果的支撑，提供分析手段及多样本数据，具备很大的应用前景。

技术研发人员：王敏,姚骋,包燕平
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13