基于多信息融合铸坯温度场测量方法及 影响因素分析

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摘 要： 连铸生产过程中，铸坯内部温度场无法实时测量，表面温度难于准确测量，而稳态传热模型不能模拟实 际工艺参数频繁变化的浇注过程，本文建立了实时凝固传热模型，并对模型的影响因素进行了分析．考虑到铸坯表面 随机剥离的氧化铁皮对其测温的干扰，研究建立了基于面阵的 ＣＣＤ测温系统，并结合数值分析方法，消除了铸坯表面 氧化铁皮对测温的干扰，还原铸坯表面真实温度，使测量的铸坯表面温度波动在 ±１０℃范围内．通过采用 ＣＣＤ面阵测 温、射钉测厚以及数值分析方法，实现了基于多信息融合的铸坯温度场在线测量，为二冷配水动态优化和铸坯温度场 闭环控制提供了基础．
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关键词： 连铸；模型；ＣＣＤ测温仪；测温



连铸生产过程中，铸坯二次冷却是决定内部质量的 关键环节，其铸坯表面温度是确定二次冷却强度、优化 二冷控制的关键参数．常常由于不合理的浇注工艺和二 冷配水制度导致铸坯内部产生质量缺陷，为了消除铸坯 内部缺陷，必须对其凝固过程进行控制［１～３］．若能对铸 坯表面温度进行测量，并将测量的温度反馈到连铸二冷 控制系统进行工艺优化，便可以实现二冷配水动态优化 和铸坯温度场闭环控制，这对于连铸二冷控制、减少铸 坯内部裂纹、提高连铸自动化水平均具有重要意义．由 于受铸坯二冷区高温、水蒸气以及铸坯表面的水膜和随机剥离的氧化铁皮等因素的影响，使得基于传统的 接触式测温方法难以对运动的铸坯进行温度测量，而 目前普遍采用的红外单点测温仪只能提供单点的温度 值，无法克服铸坯表面随机剥离的氧化铁皮对测量结 果造成的干扰［４，５］．特别是铸坯内部温度无法实时测 量．不同学者建立了很多凝固传热模型，并对连铸二冷 工艺参数进行了优化［１，２］，但是这些传热模型都是模拟 离线稳态下的铸坯温度场．在实际生产过程中，由于受 设备、流程和实际生产条件等因素的影响，其过热度和 拉速等工艺参数处于动态变化过程中，使得基于稳定 条件下建立的传热模型满足不了实际生产的要求［６］．
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