张晓杰 纪振平

(沈阳理工大学信息科学与工程学院，沈阳 110159)

连铸是钢铁生产过程的核心环节，连铸传热模型可以实现铸坯的凝固状态和温度场分布的软测量，是进行连铸工艺优化和精确控制的基础，对提高连铸产品质量具有重要作用。而凝固传热模型的准确性是模型应用的前提[1]，其中决定模型准确性的边界条件中，二冷区各冷却段对流换热系数的确定是难点和关键[2]。

连铸机二冷区各冷却段对流传热系数主要由冷却水流量、铸坯表面温度及设备结构等因素决定[3～5]。但由于连铸机的设备参数各异，且生产钢种和喷嘴的型号不同，使得每台连铸机的模型边界条件各异，因此模型的边界条件必须结合连铸机的具体测量数据来确定。由于对实际连铸机各冷却段对流换热系数缺乏直接的检测手段，因此通常采用间接检测与之相关的物理量再通过反演计算的方法得到对流换热系数。这个反演计算过程可以转化成参数优化问题[3,4]。

笔者通过在二冷区内、外测量铸坯表面温度建立测量数据集进行传热模型参数修正(即传热逆模型求解)，由于凝固传热模型求解过程存在相变而得不到解析解，因此采用群智能优化算法求解。为确保模型的准确性，需结合凝固坯壳厚度的测量数据来验证模型的准确性。

1.1 凝固传热数学模型

将连铸过程中的对流换热等效为导热，凝固过程中的潜热释放过程等效为比热的增加。因沿拉坯方向热传导相对较小，故忽略该方向的传热。……