基于虛擬儀器的結(jié)晶器溫度場可視化系統(tǒng).pdf

1、漏鋼是連鑄生產(chǎn)過程中最嚴(yán)重的事故之一。通過安裝在結(jié)晶器銅板上的熱電偶可以檢測結(jié)晶器銅板的溫度，從而實現(xiàn)對結(jié)晶器的溫度監(jiān)控，并對漏鋼進行預(yù)報。這種系統(tǒng)存在其固有的缺點，它僅依據(jù)熱電偶測量值進行漏鋼預(yù)報，而沒有考慮到整個結(jié)晶器的溫度分布情況，從而影響了漏鋼預(yù)報效果。結(jié)晶器是連鑄生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一，鑄坯質(zhì)量與結(jié)晶器的傳熱及溫度場有直接關(guān)系。在保證生產(chǎn)安全的前提下，為了提高鑄坯質(zhì)量，就必須對結(jié)晶器溫度場進行深入地研究。本文以板坯連鑄機結(jié)晶器

2、作為研究對象，通過分析結(jié)晶器銅板的傳熱原理，建立結(jié)晶器溫度場數(shù)學(xué)模型，用虛擬儀器工具LabVIEW和有限元分析軟件ANSYS開發(fā)結(jié)晶器溫度場可視化系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)的實時采集與ANSYS溫度場實時數(shù)值計算相結(jié)合，為漏鋼預(yù)報系統(tǒng)提供更為有效的輔助判斷手段。
　　本文主要包括結(jié)晶器溫度場數(shù)學(xué)模型重建、虛擬儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計、結(jié)晶器溫度場的有限元求解、溫度場可視化系統(tǒng)設(shè)計及系統(tǒng)運行結(jié)果與分析五個部分。第一部分，通過分析結(jié)晶

3、器銅板的傳熱原理，建立了結(jié)晶器溫度場熱傳導(dǎo)模型，并確定了初始條件和邊界條件以及鑄坯的物性參數(shù)。第二部分，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計主要包括LabVIEW數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲和寫APDL文件三部分。在這個部分中，數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)采集結(jié)晶器銅板內(nèi)熱電偶溫度數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)存儲模塊則對數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進行存儲，同時LabVIEW把采集到的熱電偶溫度數(shù)據(jù)以變量的形式寫入到APDL文件中。第三部分，結(jié)晶器溫度場的有限元求解，這部分主要介紹了結(jié)晶器溫度場

4、的求解方法，并把采集到的熱電偶數(shù)據(jù)和初始條件及邊界條件作為載荷加載到結(jié)晶器溫度場數(shù)學(xué)模型中進行有限元分析。第四部分，結(jié)晶器溫度場可視化系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)溫度場模型的有限元求解結(jié)果，利用軟件工具LabVIEW實現(xiàn)結(jié)晶器溫度場可視化。第五部分，對不同拉速下的結(jié)晶器內(nèi)部溫度場進行分析，得出在不同拉速下結(jié)晶器內(nèi)部溫度場的分布規(guī)律。
　　結(jié)晶器溫度場可視化系統(tǒng)彌補了漏鋼預(yù)報系統(tǒng)的不足。同時，為操作者提供了一種更直觀的觀察結(jié)晶器運行狀況的方法。從