随着连铸技术的发展,钢厂的下游行业对铸坯表面质量的要求越来越高。结晶器振动参数是影响铸坯表面质量的关键所在。非正弦波振动增加波形偏转率这个独立的参数以后,结晶器振动技术获得迅猛发展。振动参数的选取应同时考虑保护渣消耗量以及拉速(拉坯速度)。相关研究表明,可通过提高振动频率、减小振动幅值、减小负滑动时间的方式减小振痕深度,提高铸坯表面质量。目前发达国家钢厂已大规模应用高效连铸技术(高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯)、直接轧制、近终形连铸技术,并取得了巨大的经济效益。通过研究结晶器振动设备构造和结晶器与铸坯内摩擦力产生机理,振痕间距和振痕深度是衡量振痕的两个重要参数。因此,考虑连铸坯振痕的影响因素时,应分别考虑这两个参数。同时,大量研究表明,无论是低碳钢还是中碳钢,当振痕间距增大时,振痕的深度随之增大。以改善铸坯质量为宗旨,为确定非正弦振动的参数奠定了理论基础。基于此,明确非正弦振动的动态性能基本参数,研究并且构造同步的控制模型。通过研究非正弦振动波形的特性,导出6个振动工艺参数,建立了工艺参数优化的数学模型。在此基础上,以四个独立于其他变量的振动基本参数即波形偏斜率??、振频??、振幅?和拉坯速度????为优化设计变量;保护渣消耗量、振痕间距、铸坯与结晶器内壁摩擦力为目标函数;保证铸坯能够正常拉出结晶器为前提的工艺参数取值范围为约束条件;利用多学科优化软件ISIGHT建立优化模型。由此进行优化,得到非支配解集合(Pareto Front)即帕累托前沿,从中选取一组较为理想的解作为最优解,这一过程以计算机辅助计算代替设计人员的经验进行优化。研究结果与实践均表明,自动优化设计方法及其结果是可行与有效的。同时详细介绍了基于VS2013平台的MFC类库创建参数化的优化界面,使用户可以方便快捷地得到最优解。