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随着连铸技术飞速的发展,连铸已成为型材的主要生产方法,这是因为连铸工艺在大大缩短生产流程,直接得到所需型材的同时,还可大幅度提高型材质量和产品性价比。但由于连铸产品钢种成分、规格复杂,截面形态各异,使得其材质因影响因素过多而难以控制,尤以连铸表面缺陷,诸如表面纵裂、表面横裂、角部裂纹、星形裂纹、疤/坑夹渣等缺陷对连铸产品质量影响为甚!连铸坯表面缺陷一直是令许多钢铁企业感到棘手的材质问题,被认为是常见的而又难以消除的问题。这主要起因于缺陷分类的粗糙性、来源的随机性以及缺陷再现的困难性,因此,关于连铸的缺陷分类定量表征及其控制的相关成果鲜见报道。 本文主要研究内容及创新点: (1)针对SG集团生产现场的各类连铸坯表面缺陷的定性评价模式所产生的人为误差、精度偏低等问题,提出运用图像分析的多特征融合表征方法加以分类评价,建立了相应的连铸坯表面缺陷特征参数——裂纹当量因子D及其求解公式,从而将连铸坯表面缺陷的传统的定性评价模式转为科学的定量评价模式。 (2)以SG集团典型连铸坯为研究对象,利用有限元仿真软件FLUENT对连铸结晶器内部流场与温度场进行数值模拟,得出了连铸生产的关键优化工艺参数值分别为:拉速取1.5m/min、浸入式水口深度取150mm,能够最有效的发挥保护渣的功能以及平稳结晶器内部钢液液面的波动,从而在结晶器内获得稳定的流场和均匀的温度场,使连铸坯表面缺陷得到有效控制。 (3)在上述工作的基础上,系统分析了连铸坯碳含量、拉速、浸入式水口深度和二冷比水量等对连铸坯裂纹当量因子D的影响,运用偏最小二乘回归(PLS)方法,建立了连铸坯表面缺陷预测模型,由此,使连铸坯表面缺陷得到了有效控制。同时,该系统的工程运用结果表明,使用本文所建立的连铸坯表面缺陷定量分析及控制系统对表面质量的预报精度可达92%以上。