连铸是钢铁行业中最重要的技术领域之一,在连铸工艺中效率和质量直接决定了钢铁产品的产量和品质。先进的二冷工艺和控制水平将极大提高生产效率和铸坯质量。本文主要目的是针对板坯连铸二次冷却工艺,研制具有实用意义的动态二次冷却控制系统。本文是基于金属凝固和传热学基本理论,建立铸坯凝固传热数学模型。以有限容积积分法为基础,以交替隐式差分(ADI)方法为核心算法建立沿铸坯厚度和拉坯方向传热的二维切片跟踪模型,采用追赶法(TDMA)进行求解。模型充分考虑了二冷段的四种不同的冷却换热方式,以二冷段铸坯表面实际水流密度分布、辊子实际接触传热及辐射为边界条件,计算铸坯温度场和固相分数分布。在计算二冷段水量设定值时,以本文建立的二维铸坯凝固传热数学模型为依据,采用二分搜索法对设定值进行搜索。以二维非稳态凝固传热数学模型为基础,采用面向对象方法,在Visual C++6.0编译环境下,开发了中薄板连铸动态二冷水控制系统,该系统分为冷却工艺模型和控制模型。工艺模型可实时计算工艺参数变化条件下铸坯温度场和固相分数分布;控制模型可根据工艺要求通过调节各回路水量达到对铸坯表面温度控制的目的。本系统实现了与现场测控设备的数据交换,测试结果表明本系统具有可操作性,并且运行稳定性良好,可用于现场实践。