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连铸板坯轻压下及二冷控制仿真设计与实现

作　者: 彭睿
导　师: 张晓龙
学　校: 武汉科技大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 连铸二冷水轻压下传热模型
分类号: TF777
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着计算机应用的不断普及,越来越多的生产企业依靠IT技术来缩短产品的生产周期、提高产品的质量水平、完善制造工艺。连铸作为炼钢的重要环节,如何缩短产品的生产周期、提高产品的质量水平、完善制造工艺是钢铁企业所面临的主要问题。由于连铸过程具有明显的非稳态特征。拉坯速度、浇铸温度、环境温度、二冷水量、冷却水温度以及原材料组成等都是影响产品质量的总要因素。研究和调整连铸生产工艺对炼钢技术具有十分重要的意义。目前国外连铸生产自动化水平很高,为了学习国外的先进技术和经验,国内一些钢铁公司引进奥钢联和西马克公司二级控制系统。然而生产实践表明二级动态二冷水控制过程是一个滞后的复杂系统,实际生产过程中往往达不到预期效果,那么往往导致动态二冷水配比发生延迟,在计算出当前回路下的二冷水量前,铸坯已经移动到下一区域,影响计算结果。另外铸坯的表面温度、凝固厚度和凝固末端位置受生产工艺的改变而变化,即动态轻压下技术以动态二冷水控制模型为基础,轻压下位置受动态二冷水配比结果影响。如果二冷水配比结果不够精确、将直接影响压下位置的确定,降低产品质量。所以目前国内对于二冷水过程和轻压下生产工艺的改进,通常采用计算机对生产过程进行模拟仿真和优化研究。基于此考虑,本设计采用系统建模和仿真分析结合连铸冶金准则通过程序仿真计算,对连铸生产进行预测。并采用了跨平台编程语言Java开发出连铸板坯轻压下及二冷水控制软件。与以往的通用连铸仿真软件相比,连铸板坯轻压下及二冷水控制模型采取有限差分方法建立了板坯凝固二维非稳态传热模型,通过目标温度曲线与实测温度曲线进行对比分析,分析结果准确,计算的结果应该真正对设计研发起到真正的作用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-17
  1.1 选题背景及意义  8-9
  1.2 连铸二冷凝固传热数学模型概况  9-10
  1.3 二冷过程中计算机仿真的步骤和解决的问题  10-12
  1.4 计算机仿真概念  12-14
  1.5 仿真软件及仿真计算机  14-16
  1.6 论文主要研究内容章节安排  16
  1.7 本章小结  16-17
第二章二冷水配比和轻压下工艺的研究  17-23
  2.1 连铸过程的二冷水控制  17-19
    2.1.1 连铸过程概述  17
    2.1.2 铸坯二次冷却的原理  17
    2.1.3 二冷水配比对铸坯质量影响  17-18
    2.1.4 二冷的冷却方式  18
    2.1.5 连铸钢种二冷控制方法的选择  18-19
  2.2 轻压下技术  19-22
    2.2.1 连铸轻压下工艺简介  19-20
    2.2.2 轻压下对铸坯质量的影响  20-21
    2.2.3 连铸轻压下技术在国外的发展状况  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章连铸轻压下仿真软件的研究  23-29
  3.1 仿真软件开发语言的选择  23-26
    3.1.1 什么是面向对象  23
    3.1.2 面向对象仿真方法架构  23-24
    3.1.3 基于Java语言的开发  24-26
  3.2 利用Netbeans集成开发环境快速开发  26-28
    3.2.1 NetBeans发展介绍  26
    3.2.2 NetBeans 6.7 特性介绍  26-27
    3.2.3 NetBeans IDE 6.7 安装说明  27
    3.2.4 NetBeans下仿真软件快速开发  27-28
  3.3 仿真软件的设计目标  28
  3.4 本章小结  28-29
第四章软件开发所用到的关键技术  29-38
  4.1 数据处理技术  29-32
    4.1.1 Java数据库编程  29-30
    4.1.2 基于JXL的Excel数据格式读取  30-31
    4.1.3 生产现场实时数据采集  31-32
  4.2 图形用户界面  32-36
    4.2.1 仿真软件外观设计  32-34
    4.2.2 仿真界面添加事件机制  34-36
  4.3 基于JFreeChart组件的图表显示  36-37
  4.4 单例模式在仿真软件中的应用  37
  4.5 本章小结  37-38
第五章仿真软件的开发与实现  38-51
  5.1 二维非稳态传热模型  38-40
    5.1.1 凝固传热微分方程的建立  38-39
    5.1.2 二维非稳态微分方程的离散化  39-40
  5.2 连铸轻压下软件的系统架构  40-41
  5.3 软件主要功能  41-42
  5.4 软件各个模型设计  42-43
    5.4.1 温度场模型设计  42-43
    5.4.2 二冷水模型设计  43
    5.4.3 轻压下模型设计  43
  5.5 软件的使用方法  43-45
  5.6 软件结果验证  45-50
    5.6.1 实用性  45-46
    5.6.2 正确性  46-50
  5.7 本章小结  50-51
第六章总结和展望  51-53
  6.1 本设计的优点  51
  6.2 本设计的不足  51-52
  6.3 下一步的工作  52-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
摘要  58-60
Abstract  60-61

连铸板坯轻压下及二冷控制仿真设计与实现

内容摘要

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