基于热损失率目标的板坯连铸凝固传热过程多目标优化

冯辉君^1,2,3，陈林根^1,2,3，丁泽民^1,2,3，孙丰瑞^1,2,3

1. 海军工程大学热科学与动力工程研究室2. 海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室3. 海军工程大学动力工程学院

摘 要：基于构形理论,以板坯热损失率、表面温度梯度、矫直点表面温度、表面极限温度和液芯长度组成的惩罚函数为优化目标,在二冷总供水流量一定的条件下对板坯连铸凝固传热过程进行优化,得到二冷区各区段最佳水量分配比,分析水量分配比、二冷总供水流量和拉坯速度对复合函数(板坯热损失率和表面温度梯度的线性加权函数)、热损失率目标、表面温度梯度目标和板坯表面温度的影响。结果表明:与初始水量分配比结果相比,水量分配比优化后的复合函数、热损失率目标和表面温度梯度目标分别降低35.04%,2.14%和59.48%;优化后的二冷区出口温度和空冷区末端温度分别提高6.79%和1.59%。最佳水量分配比方案在提高板坯蓄能的同时也提高了板坯的质量。

关键词：板坯连铸;凝固传热;多目标;热损失率;广义构形优化;广义热力学优化;