專(zhuān)利名稱(chēng)：連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連鑄技術(shù)領(lǐng)域，尤其是連鑄結(jié)晶器內(nèi)高溫鋼液的凝固傳熱過(guò)程。
背景技術(shù)：
作為連鑄的心臟，結(jié)晶器內(nèi)的連鑄過(guò)程是一個(gè)關(guān)聯(lián)著傳熱，凝固，流動(dòng)和溶質(zhì)再分配等現(xiàn)象的復(fù)雜過(guò)程。各現(xiàn)象之間相互關(guān)聯(lián)，交互影響作用，使結(jié)晶器內(nèi)的傳熱行為變得異常復(fù)雜。但結(jié)晶器內(nèi)鋼液的傳熱過(guò)程對(duì)鑄坯質(zhì)量有著很重要的影響。傳熱速率不均勻易于引發(fā)鑄坯裂紋；此外，若傳熱不充分，則容易導(dǎo)致較薄的坯殼鼓肚，變形，甚至被拉漏。鑄坯的凝固行為取決于鋼液向外進(jìn)行熱傳遞的能力。通過(guò)由結(jié)晶器內(nèi)傳導(dǎo)出的熱量，可以獲知鑄坯在結(jié)晶器中生長(zhǎng)得到的凝固坯殼厚度，鑄坯表面溫度分布，結(jié)晶器冷卻水量以及冷卻水溫差等重要的冶金參數(shù)，這對(duì)整個(gè)連鑄過(guò)程工藝參數(shù)的優(yōu)化，鑄坯質(zhì)量的改善等又都具有十分重要的意義。在連鑄坯凝固傳熱的研究中，人們首先利用靜止水冷結(jié)晶器內(nèi)測(cè)定得到的熱流與鋼液停滯時(shí)間的關(guān)系，得到鑄坯與結(jié)晶器界面間的局部熱流密度經(jīng)驗(yàn)公式，簡(jiǎn)化了傳熱研究過(guò)程。使用過(guò)程中，一般采用傳統(tǒng)的板/方坯計(jì)算公式來(lái)計(jì)算參數(shù)(板坯q=2. 688-0. 227
./i ；方坯q=2. 688-0. 335在),但固定的參數(shù)對(duì)不同的機(jī)型存在明顯差異，很難對(duì)結(jié)晶器
內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程做精確解析。因此，人們通過(guò)考慮液相對(duì)流，振痕，固液渣狀態(tài)，氣隙等因素得到對(duì)應(yīng)的綜合傳熱系數(shù)來(lái)計(jì)算結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程。整個(gè)凝固傳熱過(guò)程中，由于對(duì)液相對(duì)流程度，振痕范圍，固液渣分布狀態(tài)以及氣隙等具體過(guò)程參數(shù)的認(rèn)識(shí)存在差異，且計(jì)算過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜。實(shí)際生產(chǎn)中，很難快速獲得結(jié)晶器內(nèi)熱邊界條件，求解結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程。因此，我們以高溫凝固鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板之間的縫隙傳熱作為基礎(chǔ)，將其簡(jiǎn)化成保護(hù)渣和氣隙的綜合傳熱作用，并考慮輻射傳熱影響，得到間隙內(nèi)的傳熱熱阻，而后利用結(jié)晶器冷卻銅板和冷卻水的傳熱熱阻，以此得到結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程中，單位面積上的傳熱系數(shù)，計(jì)算整個(gè)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程。這種方法簡(jiǎn)便易行，可靠性極高，能夠用于模擬鋼液的凝固傳熱過(guò)程，為大規(guī)模生產(chǎn)中連鑄生產(chǎn)工藝的確定和調(diào)整提供理論依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程計(jì)算方法，該方法簡(jiǎn)便易行，能夠用于模擬鋼液的凝固傳熱過(guò)程，為實(shí)際連鑄生產(chǎn)工藝的確定和調(diào)整提供理論依據(jù)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案
本發(fā)明是以高溫凝固鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板之間的縫隙傳熱作為基礎(chǔ)，將其簡(jiǎn)化成保護(hù)渣和氣隙的綜合傳熱作用，并考慮輻射傳熱影響，得到間隙內(nèi)的傳熱熱阻，而后利用計(jì)算得到的結(jié)晶器冷卻銅板中冷卻水的傳熱熱阻，得到結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程中單位面積上的傳熱系數(shù)，以此計(jì)算整個(gè)凝固傳熱過(guò)程。本發(fā)明具體是采用包括以下步驟的計(jì)算方法
1.計(jì)算高溫凝固鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板之間的縫隙傳熱 高溫鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板的間隙熱阻由多個(gè)單元組成，將其簡(jiǎn)化成氣隙傳導(dǎo)熱阻，渣膜熱阻和輻射熱阻作用得到的綜合熱阻。
權(quán)利要求
1.一種連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程計(jì)算方法，其特征在于以高溫凝固鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板之間的縫隙傳熱作為基礎(chǔ)，將其簡(jiǎn)化成保護(hù)渣和氣隙的綜合傳熱作用， 并考慮輻射傳熱影響，得到間隙內(nèi)的傳熱熱阻，而后利用計(jì)算得到的結(jié)晶器冷卻銅板中冷卻水的傳熱熱阻，得到結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程中單位面積上的傳熱系數(shù)，以此計(jì)算整個(gè)凝固傳熱過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程計(jì)算方法，其特征在于所述的連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程由以下方法獲得，其步驟包括第一步，計(jì)算高溫凝固鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板之間的縫隙傳熱高溫鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板的間隙熱阻由多個(gè)單元組成，將其簡(jiǎn)化成氣隙傳導(dǎo)熱阻，渣膜熱阻和輻射熱阻作用得到的綜合熱阻， 1
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程計(jì)算方法，其特征在于所述的傳熱過(guò)程，其傳遞熱量值通過(guò)結(jié)晶器冷卻水溫差以及結(jié)晶器實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行檢驗(yàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程計(jì)算方法，其特征在于采用以下方法進(jìn)行檢驗(yàn)
全文摘要
本發(fā)明是一種連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程計(jì)算方法，該方法是以高溫凝固鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板之間的縫隙傳熱作為基礎(chǔ)，將其簡(jiǎn)化成保護(hù)渣和氣隙的綜合傳熱作用，并考慮輻射傳熱影響，得到間隙內(nèi)的傳熱熱阻，而后利用計(jì)算得到的結(jié)晶器冷卻銅板中冷卻水的傳熱熱阻，得到結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程中單位面積上的傳熱系數(shù)，以此計(jì)算整個(gè)凝固傳熱過(guò)程。本發(fā)明簡(jiǎn)便易行、適用性高、可靠性極高，能夠用于離線仿真不同連鑄機(jī)型的結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程，為大規(guī)模生產(chǎn)中，連鑄生產(chǎn)工藝的確定和調(diào)整提供理論依據(jù)。
文檔編號(hào)B22D11/16GK102218515SQ20111018153
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者葉理德, 孫鐵漢, 幸偉, 徐永斌, 徐海倫, 李智, 杜斌, 邵遠(yuǎn)敬, 馬春武 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司