Analysis of the secondary cooling water distribution system based on differential evolution algorithm

Análisis del sistema secundario de distribución de agua de refrigeración basado en el algoritmo de evolución diferencial

En la fundición continua, el sistema secundario de distribución de agua de refrigeración tiene un efecto decisivo en la calidad de las palanquillas. Se adopta una estrategia de optimización inteligente, diferente del modo tradicional, para establecer un nuevo modo de distribución del agua. Para ajustar el volumen de agua de cada segmento, la función objetivo se diseña mediante el criterio metalúrgico y las condiciones de restricción, y la solución óptima se obtiene mediante el algoritmo de evolución diferencial. Se ha comprobado que el rebasamiento es bajo, se reduce el volumen total de agua y se mejora notablemente la calidad de los tochos.

INTRODUCCIÓN

La calidad y el rendimiento de los tochos están estrechamente relacionados con el enfriamiento secundario. Los estudios han demostrado que la calidad de los tochos, como las grietas internas, las grietas superficiales, los tambores, el cuadrado romboidal y la segregación central, se atribuye principalmente a los sistemas de refrigeración secundaria no razonables cuando las demás condiciones del proceso no se modifican [1,2].

En el proceso de distribución de agua fría, las condiciones de trabajo son complejas, y el modelo de transferencia de calor de la colada continua pertenece al problema de valor límite diferencial parcial no lineal[3]. La función de optimización tradicional es difícil de resolver[4]. Tras la optimización del sistema de distribución del agua de refrigeración secundaria, el volumen total de agua disminuyó, la distribución de la temperatura superficial tendió a ser plana y la calidad de los tochos aumentó significativamente[5].

MODELO MATEMÁTICO DE TRANSFERENCIA DE CALOR POR SOLIDIFICACIÓN

Ecuación de la transferencia de calor por solidificación

Tomando las palanquillas como objeto de investigación, considerando el comportamiento de solidificación y transferencia de calor de las palanquillas en la zona de refrigeración secundaria, combinado con los requisitos del control, se estableció un modelo matemático para la solidificación y transferencia de calor de las palanquillas bidimensionales [6].  Para los tochos, su transferencia de calor radial es mucho mayor que la transferencia de calor axial, por lo que sólo se considera la transferencia de calor radial para ignorar la transferencia de calor axial en el cálculo, lo que puede simplificar el problema de transferencia de calor de tridimensional a bidimensional, y la ecuación de control de transferencia de calor no permanente es la siguiente:

​$ρc_p frac{∂T}{∂t} = frac{∂}{∂x} (kfrac{∂T}{∂x}) + frac{∂}{∂y} (kfrac{∂T}{∂y})$    (1)