專利名稱：連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及連鑄結(jié)晶器內(nèi)高溫鋼液凝固傳熱過(guò)程的離線仿真。
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)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)的凝固傳熱過(guò)程進(jìn)行仿真計(jì)算，即可以獲知鑄坯在結(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、冷卻水溫差和結(jié)晶器錐度分布等重要的冶金參數(shù)。這對(duì)整個(gè)連鑄過(guò)程工藝參數(shù)的優(yōu)化和鑄坯質(zhì)量的改善等都具有十分重要的意義。連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程研究中，主要是通過(guò)獲知結(jié)晶器傳熱熱流分布來(lái)分析鋼液的凝固過(guò)程，得到與連鑄生產(chǎn)相關(guān)的工藝參數(shù)。一方面，可以利用靜止水冷結(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， 進(jìn)而研究結(jié)晶器內(nèi)的凝固傳熱過(guò)程，得到與之相關(guān)的數(shù)據(jù)，但經(jīng)驗(yàn)公式對(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。此外，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)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，不同機(jī)型的適用性差別也較大。致使實(shí)際生產(chǎn)中，很難快速獲得結(jié)晶器內(nèi)熱邊界條件，仿真結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程。因此，我們通過(guò)簡(jiǎn)化高溫凝固鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板之間的縫隙傳熱，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。利用不同鑄機(jī)參數(shù)、鋼種數(shù)據(jù)參數(shù)及生產(chǎn)工藝參數(shù)來(lái)初始化系統(tǒng)，仿真計(jì)算整個(gè)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程。該系統(tǒng)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)。

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)程仿真方法，該方法簡(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)。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)明提供的連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程仿真方法，用于獲取連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固的傳熱過(guò)程，其仿真?zhèn)鳠徇^(guò)程的步驟包括
第一步，由模型數(shù)據(jù)初始化模塊進(jìn)行模型數(shù)據(jù)初始化過(guò)程初始化過(guò)程中首先要設(shè)定鑄機(jī)參數(shù)確認(rèn)連鑄機(jī)型、鑄坯斷面尺寸、結(jié)晶器尺寸、計(jì)算模型和計(jì)算步長(zhǎng)，
其次設(shè)定物性參數(shù)輸入鋼種成分、凝固潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、比熱容和鋼種的固液相密度，
最后輸入生產(chǎn)工藝參數(shù)包括澆注溫度、拉坯速度、冷卻水初始溫度、冷卻水流速、結(jié)晶器銅板厚度和計(jì)算仿真選擇方式；
第二步，由數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真計(jì)算
數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊中將初始化過(guò)程中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算模型，利用所選擇的模型和計(jì)算方式仿真連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程，得到連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，包括與結(jié)晶器相關(guān)的鑄坯表面溫度、凝固坯殼厚度、結(jié)晶器冷熱面溫度、冷卻水量、冷卻水溫差和結(jié)晶器錐度分布的重要冶金參數(shù)；
第三步，仿真結(jié)果輸出過(guò)程
通過(guò)結(jié)果輸出模塊將數(shù)據(jù)仿真計(jì)算得到的結(jié)果自動(dòng)保存，并在圖形顯示功能中，將結(jié)晶器熱流分布，鑄坯表面溫度，凝固坯殼厚度，結(jié)晶器冷熱面溫度分布，結(jié)晶器錐度分布，冷卻水量和溫差以曲線和數(shù)字方式顯示在功能面板上。所述的仿真?zhèn)鳠徇^(guò)程，其傳遞熱量、結(jié)晶器冷熱面溫度和結(jié)晶器錐度均通過(guò)結(jié)晶器冷卻水溫差、結(jié)晶器實(shí)測(cè)溫度和結(jié)晶器實(shí)際使用錐度數(shù)值進(jìn)行檢驗(yàn)。本發(fā)明可以采用以下方法對(duì)傳遞熱量進(jìn)行檢驗(yàn) Q=CrnkT(1)
式中Q為單位時(shí)間內(nèi)冷卻水帶走的熱量，C為水的比熱容，m為單位時(shí)間內(nèi)冷卻水的流量，ΔΤ為進(jìn)出結(jié)晶器冷卻水溫差；
通過(guò)比較單位時(shí)間內(nèi)冷卻水帶走熱量就能夠檢驗(yàn)權(quán)利要求2中仿真計(jì)算得到的數(shù)據(jù)， 并對(duì)傳熱過(guò)程做進(jìn)一步的修正。第二步中，所述計(jì)算模型為綜合傳熱系數(shù)傳熱模型。通過(guò)計(jì)算結(jié)晶器間隙間，結(jié)晶器銅板和結(jié)晶器銅板與冷卻水之間的傳熱熱阻，獲取結(jié)晶器單位面積上的瞬時(shí)熱流密度。q= 1 χ(Γ-7；)(2)
JSj* 十 X1VQ,十 Z^
式中q為結(jié)晶器瞬時(shí)熱流密度，Rt為結(jié)晶器間隙間熱阻，Rcu為銅板熱阻，Rw為結(jié)晶器銅板與冷卻水之間的傳熱熱阻，τ為鑄坯表面溫度，Tw為冷卻水初始溫度本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的主要有益效果
結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用，而處于高溫狀態(tài)下，結(jié)晶器內(nèi)熱流密度的大小則反映出結(jié)晶器的傳熱能力。為此，本發(fā)明從高溫凝固鑄坯表面與結(jié)晶器冷卻銅板之間的縫隙傳熱出發(fā)，利用不同鑄機(jī)參數(shù)、鋼種數(shù)據(jù)參數(shù)及生產(chǎn)工藝參數(shù)來(lái)初始化系統(tǒng)，離線仿真整個(gè)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程，獲得與生產(chǎn)相關(guān)的重要冶金參數(shù)。例如實(shí)際生產(chǎn)中，150 mmX150 mm的小方坯連鑄機(jī)澆鑄Q235鋼，澆鑄溫度1535 °C，拉速3 m/s，結(jié)晶器冷卻水初始溫度35°C，流量110 m3/h，溫差7 K，仿真系統(tǒng)得到的結(jié)晶器冷卻水流量108 m3/h，溫差7 K，與實(shí)際結(jié)晶器冷卻水流量和溫差相符。此外，結(jié)晶器實(shí)際使用錐度為1. 12 %/m，計(jì)算得到的理想錐度為1.07 %/m，二者基本相符。
此外，在1000 mmX200 mm的板坯連鑄機(jī)澆注Stb32鋼時(shí)，澆注溫度1572°C，拉速 1.2 m/s，結(jié)晶器冷卻水初始溫度35°C，流量520 m3/h，溫差4.5 K，仿真系統(tǒng)得到的結(jié)晶器冷卻水流量512 m3/h，溫差4 K，與實(shí)際結(jié)晶器冷卻水流量和溫差相符。由此可知，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)。


圖1是實(shí)施例1仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器內(nèi)熱流密度分布的曲線圖。圖2是實(shí)施例1仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器內(nèi)坯殼表面溫度分布的曲線圖。圖3是實(shí)施例1仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器內(nèi)凝固坯殼厚度分布曲線圖。圖4是實(shí)施例1仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器銅板冷熱面溫度分布曲線圖。圖5是實(shí)施例1仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器銅板倒錐度關(guān)系分布曲線圖。圖6是實(shí)施例2仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器內(nèi)熱流密度分布曲線圖。圖7是實(shí)施例2仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器內(nèi)坯殼表面溫度分布曲線圖。圖8是實(shí)施例2仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器內(nèi)凝固坯殼厚度分布曲線圖。圖9是實(shí)施例2仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器銅板冷熱面溫度分布曲線圖。圖10是實(shí)施例2仿真結(jié)果輸出過(guò)程中得到的結(jié)晶器銅板倒錐度關(guān)系分布曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明上述內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)闡述，但不局限下述內(nèi)容。實(shí)施例1 在1000 mmX200謹(jǐn)板坯連鑄機(jī)上澆鑄Stb32鋼。具體步驟如下
1.模型數(shù)據(jù)初始化過(guò)程
首先確認(rèn)板坯二維計(jì)算模型、結(jié)晶器尺寸1000 mmX200 mm、結(jié)晶器高度900 mm、彎月面位置100 mm、時(shí)間步長(zhǎng)0. 1 S、空間步長(zhǎng)10 mm ；其次通過(guò)確認(rèn)鋼種Mb32，得到鋼種物性參數(shù)；最后在生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中，確認(rèn)澆注溫度1572°C、拉速1. 2 m/min、結(jié)晶器銅板有效厚度M mm、結(jié)晶器冷卻水初始溫度35°C、流速8 m/s。2.數(shù)據(jù)仿真計(jì)算過(guò)程
通過(guò)接收模型數(shù)據(jù)初始化過(guò)程得到的初始數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中利用二維計(jì)算模型的公式(1)和(2)，獲取和檢驗(yàn)仿真結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程。3.仿真結(jié)果輸出過(guò)程
通過(guò)程序?qū)?shù)據(jù)仿真計(jì)算得到的結(jié)果自動(dòng)保存，并在圖形顯示功能中，顯示凝固傳熱過(guò)程的相關(guān)重要冶金參數(shù)。這樣，就能夠計(jì)算單位面積上的熱流密度，以此求解連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程的具體計(jì)算參數(shù)。綜上，就能夠通過(guò)設(shè)定連鑄生產(chǎn)基本數(shù)據(jù)，經(jīng)由凝固傳熱仿真系統(tǒng)，獲得連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程的相關(guān)重要冶金參數(shù)。
5
由圖1所示在澆鑄Mb32鋼，1000 mmX200 mm板坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)晶器內(nèi)
熱流密度分布曲線圖可知熱流密度在彎月面以下迅速達(dá)到峰值；與彎月面距離越遠(yuǎn)，結(jié)晶器內(nèi)的熱流密度越低，這與實(shí)際相符。由圖2所示在澆鑄Mb32鋼，1000 mmX200 mm板坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)晶器內(nèi)
坯殼表面溫度分布曲線圖可知鋼液在彎月面迅速凝固，凝固坯殼溫度隨著距彎月面距離的加大，溫度逐漸降低。凝固坯殼角部由于受二維傳熱的影響，溫度降低最快，而鋼液凝固傳熱熱量主要由寬面?zhèn)鞒觯瑴囟冉档洼^窄面來(lái)的更迅速。由圖3所示在澆鑄Mb32鋼，1000 mmX200 mm板坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)晶器內(nèi)凝固坯殼厚度分布曲線圖可知鋼液在彎月面位置開(kāi)始凝固，隨著距結(jié)晶器彎月面距離的加大，凝固傳熱過(guò)程的繼續(xù)，凝固坯殼逐漸增大，變化呈拋物線規(guī)律分布，出結(jié)晶器位置凝固坯殼厚度16. 15 mm。由圖4所示在澆鑄Mb32鋼，1000 mmX200 mm板坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)晶器銅板冷熱面溫度分布曲線圖可知結(jié)晶器銅板冷熱面溫度分布規(guī)律與結(jié)晶器熱流密度分布規(guī)律一致。熱面最高溫度低于結(jié)晶器銅板再結(jié)晶溫度，能夠正常使用。由圖5所示在澆鑄Stb32鋼，1000 mmX200 mm板坯連鑄機(jī)上得到的結(jié)晶器銅板倒錐度關(guān)系分布曲線圖可知結(jié)晶器錐度分布符合凝固分布規(guī)律，具有拋物線變化特征，最大錐度 0. 973 %/m。實(shí)施例2 在150謹(jǐn)X 150謹(jǐn)小方坯連鑄機(jī)上澆鑄Q235鋼。具體步驟如下
1.模型數(shù)據(jù)初始化過(guò)程
首先確認(rèn)板坯二維計(jì)算模型、結(jié)晶器尺寸150 mmX150 mm、結(jié)晶器高度1000 mm、彎月面位置100 mm、時(shí)間步長(zhǎng)0.1 S、空間步長(zhǎng)10 mm ；其次通過(guò)確認(rèn)鋼種Q235，得到鋼種物性參數(shù)；最后在生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中，確認(rèn)澆注溫度1535°C、拉速3m/min、結(jié)晶器銅板有效厚度14 mm、結(jié)晶器冷卻水初始溫度35°C、流速8 m/s。2.數(shù)據(jù)仿真計(jì)算過(guò)程
通過(guò)接收模型數(shù)據(jù)初始化過(guò)程得到的初始數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中利用二維計(jì)算模型的公式(1)和(2)，獲取和檢驗(yàn)仿真結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程。3.仿真結(jié)果輸出過(guò)程
通過(guò)程序?qū)?shù)據(jù)仿真計(jì)算得到的結(jié)果自動(dòng)保存，并在圖形顯示功能中，顯示凝固傳熱過(guò)程的相關(guān)重要冶金參數(shù)。由圖6所示在澆鑄Q235鋼，150 mmX150 mm小方坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)晶器內(nèi)熱流密度分布曲線圖可知熱流密度在彎月面以下迅速達(dá)到峰值；與彎月面距離越遠(yuǎn)，結(jié)晶器內(nèi)的熱流密度越低，這與實(shí)際相符。由圖7所示在澆鑄Q235鋼，150 mmX150 mm小方坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)晶器內(nèi)坯殼表面溫度分布曲線圖可知由于機(jī)型特點(diǎn)，角部二維傳熱，該位置處坯殼表面溫度最低。寬窄面相同，具有相同的傳熱條件，得到的二者溫度相等。由圖8所示在澆鑄Q235鋼，150 mmX150 mm小方坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)結(jié)晶器內(nèi)凝固坯殼厚度分布曲線圖可知高溫鋼液在彎月面位置開(kāi)始凝固，隨著拉坯的進(jìn)行，距彎月面越遠(yuǎn)位置，凝固坯殼越厚，凝固分布呈現(xiàn)拋物線分布規(guī)律，出結(jié)晶器位置凝固坯殼厚度10. 16 mm。由圖9所示在澆鑄Q235鋼，150 mmX150 mm小方坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)晶器銅板冷熱面溫度分布曲線圖可知結(jié)晶器銅板冷熱面溫度分布規(guī)律與結(jié)晶器熱流密度分布規(guī)律一致。熱面最高溫度低于結(jié)晶器銅板再結(jié)晶溫度，能夠正常使用。由圖10所示在澆鑄Q235鋼，150 mmX 150 mm小方坯連鑄機(jī)上仿真得到的結(jié)晶器銅板倒錐度關(guān)系分布曲線圖可知結(jié)晶器錐度分布符合凝固分布規(guī)律，具有拋物線變化特征，出結(jié)晶器位置最大錐度1.07 %/m，實(shí)際出結(jié)晶器位置使用最大錐度為1.12 %/m，二者基本相符。本發(fā)明提供的上述方法可以由連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程仿真系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 該系統(tǒng)由模型數(shù)據(jù)初始化模塊，數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊和結(jié)果輸出模塊三部分組成，其中模型數(shù)據(jù)初始化模塊依次由連鑄機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)和生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)組成，并在模塊上設(shè)立接口與數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊的輸入端相連；數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊由一維計(jì)算模型和二維計(jì)算模型組成，用于離線仿真連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固傳熱過(guò)程；結(jié)果輸出模塊用于顯示并保存計(jì)算結(jié)果，該模塊由數(shù)據(jù)自動(dòng)輸出保存功能和計(jì)算結(jié)果圖形顯示功能組成，并在模塊上設(shè)立接口與數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊的輸出端相連。
權(quán)利要求
1.一種連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程仿真方法，其特征是用于獲取連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固的傳熱過(guò)程，其仿真?zhèn)鳠徇^(guò)程的步驟包括第一步，由模型數(shù)據(jù)初始化模塊進(jìn)行模型數(shù)據(jù)初始化過(guò)程初始化過(guò)程中首先要設(shè)定鑄機(jī)參數(shù)確認(rèn)連鑄機(jī)型、鑄坯斷面尺寸、結(jié)晶器尺寸、計(jì)算模型和計(jì)算步長(zhǎng)，其次設(shè)定物性參數(shù)輸入鋼種成分、凝固潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、比熱容和鋼種的固液相密度，最后輸入生產(chǎn)工藝參數(shù)包括澆注溫度、拉坯速度、冷卻水初始溫度、冷卻水流速、結(jié)晶器銅板厚度和計(jì)算仿真選擇方式；第二步，由數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真計(jì)算數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊中將初始化過(guò)程中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算模型，利用所選擇的模型和計(jì)算方式仿真連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程，得到連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，包括與結(jié)晶器相關(guān)的鑄坯表面溫度、凝固坯殼厚度、結(jié)晶器冷熱面溫度、冷卻水量、冷卻水溫差和結(jié)晶器錐度分布的重要冶金參數(shù)；第三步，仿真結(jié)果輸出過(guò)程通過(guò)結(jié)果輸出模塊將數(shù)據(jù)仿真計(jì)算得到的結(jié)果自動(dòng)保存，并在圖形顯示功能中，將結(jié)晶器熱流分布，鑄坯表面溫度，凝固坯殼厚度，結(jié)晶器冷熱面溫度分布，結(jié)晶器錐度分布，冷卻水量和溫差以曲線和數(shù)字方式顯示在功能面板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的仿真?zhèn)鳠徇^(guò)程，其傳遞熱量，結(jié)晶器冷熱面溫度和結(jié)晶器錐度均通過(guò)結(jié)晶器冷卻水溫差、結(jié)晶器實(shí)測(cè)溫度和結(jié)晶器實(shí)際使用錐度數(shù)值進(jìn)行檢驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用以下方法對(duì)傳遞熱量進(jìn)行檢驗(yàn)Q=CmLT(ι)式中Q為單位時(shí)間內(nèi)冷卻水帶走的熱量，C為水的比熱容，m為單位時(shí)間內(nèi)冷卻水的流量，ΔΤ為進(jìn)出結(jié)晶器冷卻水溫差；通過(guò)比較單位時(shí)間內(nèi)冷卻水帶走熱量就能夠檢驗(yàn)權(quán)利要求2中仿真計(jì)算得到的數(shù)據(jù)， 并對(duì)傳熱過(guò)程做進(jìn)一步的修正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第二步中，所述計(jì)算模型為綜合傳熱系數(shù)傳熱模型；通過(guò)計(jì)算結(jié)晶器間隙間，結(jié)晶器銅板和結(jié)晶器銅板與冷卻水之間的傳熱熱阻，獲取結(jié)晶器單位面積上的瞬時(shí)熱流密度，^ ο .ο1 +R Χ(Γ_。(2)式中q為結(jié)晶器瞬時(shí)熱流密度，Rt為結(jié)晶器間隙間熱阻，Rcu為銅板熱阻，Rw為結(jié)晶器銅板與冷卻水之間的傳熱熱阻，T為鑄坯表面溫度，Tw為冷卻水初始溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供的連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程仿真方法，包括由模型數(shù)據(jù)初始化模塊進(jìn)行模型數(shù)據(jù)初始化過(guò)程、由數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真計(jì)算和仿真結(jié)果輸出過(guò)程步驟，數(shù)據(jù)運(yùn)行模塊中將初始化過(guò)程中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算模型，利用所選擇的模型和計(jì)算方式仿真連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固傳熱過(guò)程，得到連鑄生產(chǎn)過(guò)程中包括與結(jié)晶器相關(guān)的鑄坯表面溫度、凝固坯殼厚度、結(jié)晶器冷熱面溫度、冷卻水量、冷卻水溫差和結(jié)晶器錐度分布的重要冶金參數(shù)。本發(fā)明簡(jiǎn)便易行、可靠性高，適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)B22D11/22GK102228974SQ201110182828
公開(kāi)日2011年11月2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