亚洲欧美国产精品粉嫩|亚洲精品精品无码专区|国产在线无码精品电影网|午夜无码久久久久久国产|亚洲国产精品一区二区动图|国产在线精品一区在线观看|欧美伊人久久久久久久久影院|中文字幕日韩av在线一区二区

合肥金星智控科技股份有限公司
宣傳

位置:中冶有色 >

有色技術(shù)頻道 >

> 火法冶金技術(shù)

> 修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法

修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法

1512   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:北京科技大學(xué)  
2022-10-10 15:44:58

權(quán)利要求

1.修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,其特征在于,包括如下步驟: S1. 根據(jù)連鑄機設(shè)備及工藝參數(shù)建立連鑄過程凝固傳熱模型; S2. 采用高溫測溫設(shè)備對不同溫度測量點的鑄坯表面溫度進行測量,得到鑄坯冷卻過程溫度場; S3. 同時通過高溫測溫設(shè)備測量得到的不同溫度測量點的鑄坯表面溫度,確定鑄坯凝固終點位置; S4. 利用鑄坯冷卻過程溫度場及鑄坯凝固終點位置,對連鑄過程凝固傳熱模型進行修正,用以指導(dǎo)后續(xù)的鑄坯質(zhì)量改進。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,其特征在于,所述步驟S2中,所述高溫測溫設(shè)備為紅外線高溫測溫儀。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,其特征在于,所述步驟S2中,在對不同溫度測量點的鑄坯表面溫度進行測量時,需保證連鑄機生產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定,所測得的溫度場應(yīng)與此時連鑄機的生產(chǎn)參數(shù)相對應(yīng)。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,其特征在于,所述步驟S2中,所述溫度測量點均設(shè)置在出二冷室之后,測量時需清除高溫鑄坯上的氧化鐵皮。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,其特征在于,所述步驟S2中,測量鑄坯表面溫度時需使高溫測溫設(shè)備測溫部件與鑄坯溫度測量面保持垂直。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,其特征在于,所述步驟S3中,所述確定鑄坯凝固終點位置的方法為: 通過測量獲得不同溫度測量點的鑄坯表面溫度,確定沿著鑄坯拉坯方向上出現(xiàn)鑄坯表面溫度保持不變或回升的溫度測量點,則此溫度測量點為鑄坯凝固終點位置。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,其特征在于,所述步驟S4中,所述對連鑄過程凝固傳熱模型進行修正具體為: 通過測量獲得連鑄坯冷卻過程的表面溫度,將測量得到的鑄坯冷卻過程溫度場與連鑄過程凝固傳熱模型計算的理論溫度場進行比較; 將得到的鑄坯凝固終點位置與凝固傳熱模型計算的鑄坯凝固終點位置進行比較; 根據(jù)比較結(jié)果對鑄坯凝固傳熱模型中的相關(guān)參數(shù)進行修正。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,其特征在于,所述步驟S4中,用以指導(dǎo)后續(xù)的鑄坯質(zhì)量改進具體為: 根據(jù)修正后的連鑄過程凝固傳熱模型確定適宜的鑄機拉速,配合合適的包括末端電攪器安裝位置和輕壓下區(qū)間的工藝參數(shù),改善鑄坯質(zhì)量。

說明書

修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金行業(yè)連鑄技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法。

背景技術(shù)

隨著鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展,中高端產(chǎn)品的需求量逐年加大,對鋼材的產(chǎn)品質(zhì)量要求也越來越高。連鑄作為煉鋼和軋鋼的銜接工序,其生產(chǎn)鑄坯質(zhì)量的好壞直接影響著產(chǎn)品的最終性能。

連鑄工序是液態(tài)鋼液轉(zhuǎn)化為固態(tài)鋼坯的過程,很難通過儀器對鑄坯凝固過程中的相關(guān)參數(shù)進行測量,故此時需要建立適合于連鑄機的凝固傳熱模型。除此以外,為提高鑄坯的質(zhì)量,末端電磁攪拌和輕壓下/重壓下工藝被廣泛應(yīng)用于連鑄的生產(chǎn)過程中,但上述工藝的實施需匹配合理的工藝參數(shù)才可以發(fā)揮最大作用,而工藝參數(shù)的制定也需要通過凝固傳熱模型進行制定。

綜上所述,連鑄過程凝固傳熱模型的準(zhǔn)確性是指導(dǎo)連鑄生產(chǎn)的前提,更是制定連鑄過程工藝參數(shù)、保證鑄坯質(zhì)量的先決條件。在凝固傳熱模型的修正過程中,連鑄坯冷卻過程溫度場及凝固終點位置是最重要的兩個參數(shù)指標(biāo),若能準(zhǔn)確得到上述兩指標(biāo),則可保證凝固傳熱模型修正后的準(zhǔn)確性。上述兩個指標(biāo)中,又以鑄坯凝固終點位置的確定最為困難。

目前,對于連鑄過程凝固傳熱模型的修正有多種方法。例如:連鑄生產(chǎn)時加大電磁攪拌強度,使鑄坯低倍組織中出現(xiàn)白亮帶,通過計算得到鑄坯的凝固終點位置,進而修正模型參數(shù)。連鑄生產(chǎn)時通過加大輕壓下輥的壓下量使鑄坯內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,通過計算得到鑄坯的凝固終點位置,進而修正模型參數(shù)。隨著冶金技術(shù)的發(fā)展,目前也可采用壓力反饋或超聲檢測法得到鑄坯凝固終點位置,而后對凝固傳熱模型進行修正。但上述方法的應(yīng)用,會對鑄坯質(zhì)量產(chǎn)生較大影響且樣品的加工也需要較長時間;或是需要額外購置檢測設(shè)備,無形中提高了生產(chǎn)成本。因此,亟需一種快速準(zhǔn)確修正凝固傳熱模型的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提出一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,能夠準(zhǔn)確獲取連鑄坯冷卻過程溫度場及凝固終點位置,保證凝固傳熱模型修正后的準(zhǔn)確性。

為解決上述技術(shù)問題,根據(jù)本發(fā)明的一個方面,本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:

一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,包括如下步驟:

S1.根據(jù)連鑄機設(shè)備及工藝參數(shù)建立連鑄過程凝固傳熱模型;

S2.采用高溫測溫設(shè)備對不同溫度測量點的鑄坯表面溫度進行測量,得到鑄坯冷卻過程溫度場;

S3.同時通過高溫測溫設(shè)備測量得到的不同溫度測量點的鑄坯表面溫度,確定鑄坯凝固終點位置;

S4.利用鑄坯冷卻過程溫度場及鑄坯凝固終點位置,對連鑄過程凝固傳熱模型進行修正,用以指導(dǎo)后續(xù)的鑄坯質(zhì)量改進。

作為本發(fā)明所述的一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法的優(yōu)選方案,其中:所述步驟S2中,所述高溫測溫設(shè)備為紅外線高溫測溫儀。

作為本發(fā)明所述的一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法的優(yōu)選方案,其中:所述步驟S2中,在對不同溫度測量點的鑄坯表面溫度進行測量時,需保證連鑄機生產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定,所測得的溫度場應(yīng)與此時連鑄機的生產(chǎn)參數(shù)相對應(yīng)。

作為本發(fā)明所述的一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法的優(yōu)選方案,其中:所述步驟S2中,溫度測量點均設(shè)置在出二冷室之后,二冷室內(nèi)受冷卻水霧、水汽的影響,測量環(huán)境惡劣,在出二冷室之后進行測溫消除水霧、水汽對測溫結(jié)果的影響;測量時需清除高溫鑄坯上的氧化鐵皮,以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

作為本發(fā)明所述的一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法的優(yōu)選方案,其中:所述步驟S2中,測量鑄坯表面溫度時需使高溫測溫設(shè)備測溫部件與鑄坯溫度測量面保持垂直,以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

作為本發(fā)明所述的一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法的優(yōu)選方案,其中:所述步驟S3中,所述確定鑄坯凝固終點位置的方法為:

通過測量獲得不同溫度測量點的鑄坯表面溫度,確定沿著鑄坯拉坯方向上出現(xiàn)鑄坯表面溫度保持不變或回升的溫度測量點,則此溫度測量點為鑄坯凝固終點位置。

作為本發(fā)明所述的一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法的優(yōu)選方案,其中:所述步驟S4中,所述對連鑄過程凝固傳熱模型進行修正具體為:

通過測量獲得連鑄坯冷卻過程的表面溫度,將測量得到的鑄坯冷卻過程溫度場與連鑄過程凝固傳熱模型計算的理論溫度場進行比較;

將得到的鑄坯凝固終點位置與凝固傳熱模型計算的鑄坯凝固終點位置進行比較;

根據(jù)比較結(jié)果對鑄坯凝固傳熱模型中的相關(guān)參數(shù)進行修正。

作為本發(fā)明所述的一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法的優(yōu)選方案,其中:所述步驟S4中,用以指導(dǎo)后續(xù)的鑄坯質(zhì)量改進具體為:

根據(jù)修正后的連鑄過程凝固傳熱模型確定適宜的鑄機拉速,配合合適的包括末端電攪器安裝位置和輕壓下區(qū)間的工藝參數(shù),改善鑄坯質(zhì)量。

本發(fā)明的有益效果如下:

本發(fā)明提出一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,通過高溫測溫設(shè)備對不同溫度測量點的鑄坯表面溫度進行測量,得到鑄坯冷卻過程溫度場,通過測量獲得不同溫度測量點的鑄坯表面溫度,確定沿著鑄坯拉坯方向上出現(xiàn)鑄坯表面溫度保持不變或回升的溫度測量點為鑄坯凝固終點位置,通過上述方法能夠準(zhǔn)確獲取鑄坯冷卻過程溫度場及鑄坯凝固終點位置,保證凝固傳熱模型修正后的準(zhǔn)確性,根據(jù)修正后的連鑄過程凝固傳熱模型確定適宜的鑄機拉速,配合合適的包括末端電攪器安裝位置和輕壓下區(qū)間的工藝參數(shù),改善鑄坯質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明修正方法流程圖;

圖2為本發(fā)明鑄坯傳熱示意圖;

圖3為未進行實施例1所述修正的鑄坯質(zhì)量圖;

圖4為本發(fā)明實施例1鑄坯質(zhì)量圖;

圖5為未進行實施例2所述修正的鑄坯質(zhì)量圖;

圖6為本發(fā)明實施例2鑄坯質(zhì)量圖。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例,參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供一種修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,如圖1所示,通過高溫測溫設(shè)備對不同溫度測量點的鑄坯表面溫度進行測量,得到鑄坯冷卻過程溫度場,通過測量獲得不同溫度測量點的鑄坯表面溫度,確定沿著鑄坯拉坯方向上出現(xiàn)鑄坯表面溫度保持不變或回升的溫度測量點為鑄坯凝固終點位置,通過上述方法能夠準(zhǔn)確獲取鑄坯冷卻過程溫度場及鑄坯凝固終點位置,保證凝固傳熱模型修正后的準(zhǔn)確性。根據(jù)修正后的連鑄過程凝固傳熱模型確定適宜的鑄機拉速,配合合適的包括末端電攪器安裝位置和輕壓下區(qū)間等工藝參數(shù),改善鑄坯質(zhì)量。

對于本發(fā)明中確定沿著鑄坯拉坯方向上出現(xiàn)鑄坯表面溫度保持不變或回升的溫度測量點為鑄坯凝固終點位置,這是由于發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn),假設(shè)鑄坯斷面尺寸為160×160mm,凝固末端拉坯方向上兩相區(qū)厚度為10mm(實際遠(yuǎn)大于此長度),如圖2所示。拉坯方向絕熱,高碳鋼凝固潛熱一般選擇為270J/g,鋼坯密度為7.00×10 -3g/mm 3。鑄坯傳熱示意圖如圖2所示。

(1)計算潛熱釋放產(chǎn)生的熱量:

鑄坯凝固末期糊狀區(qū)體積約為V=10×10×10=1000mm 3

鑄坯凝固末期糊狀區(qū)重量約為m=V×ρ=1000×7.00×10 -3=7g

潛熱釋放產(chǎn)生的熱量約為Q 1=m×L f=7×270=1890J

(2)計算四個面輻射換熱損失的熱量:

假設(shè)鑄坯表面溫度為1000℃(一般凝固末期溫度不會高于1000℃),環(huán)境溫度30℃,根據(jù)輻射換熱公式計算單位面積上輻射熱量為

q=0.8×5.68×10 -8×[(1000+273) 4-(30+273) 4]=118738J/(m 2·s)

則圖2中四個面輻射釋放的總熱量為Q 2=4×0.16×0.01×q=760J

由上述計算可知,Q 1大于Q 2,說明凝固潛熱釋放的熱量完全可以彌補輻射換熱失去的熱量,體現(xiàn)在鑄坯上即表面溫度保持不變或回升。

實施例1

本發(fā)明所述修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,用于某廠連鑄工藝為四機四流Φ220mm圓坯連鑄,生產(chǎn)鋼種為27Mn2Cr,鑄坯拉速1.3m/min,具體包括如下步驟:

S1.根據(jù)設(shè)備及工藝參數(shù)建立生產(chǎn)過程凝固傳熱模型;

S2.使用紅外線高溫測溫儀對鑄坯出二冷區(qū)后的不同溫度測量點進行測溫,得到鑄坯冷卻過程溫度場見表1所示;

表1實施例1出二冷區(qū)后的不同溫度測量點溫度

S3.由表1可知,當(dāng)鑄坯運動到末攪后(即距彎月面約12.64m)位置時,鑄坯表面溫度出現(xiàn)回升,故確定該溫度測量點為鑄坯凝固終點位置。

S4.將得到的鑄坯冷卻過程溫度場和確定的鑄坯凝固終點位置與連鑄過程凝固傳熱模型計算的理論溫度場和鑄坯凝固終點位置進行對比,根據(jù)比較結(jié)果修正模型中的部分參數(shù)(如兩相區(qū)比熱、熱導(dǎo)率、邊界換熱條件等),提高連鑄過程凝固傳熱模型的準(zhǔn)確性。

根據(jù)連鑄過程凝固傳熱模型的計算結(jié)果,確定末端電攪合理的壓下位置。由連鑄坯表面溫度變化規(guī)律,結(jié)合修正后的凝固傳熱模型計算結(jié)果,鑄坯拉速1.3/min時,到達(dá)末端電攪位置時鑄坯已接近完全凝固,故末端電攪對鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的改善效果不明顯。由于末端電攪器位置已固定,故可通過提高鑄坯拉速的方式,降低鑄坯到達(dá)末端電攪位置時的凝固率,使末端電攪起到改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的效果。

由圖3-4可知,通過此方法修正的凝固傳熱模型,調(diào)整鑄機拉速后,鑄坯內(nèi)部縮孔消失,中心碳偏析得到明顯改善。

實施例2

本發(fā)明所述修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法,用于某廠連鑄工藝為四機四流300×400mm大方坯連鑄,生產(chǎn)鋼種為20CrMo,鑄坯拉速0.40m/min,具體包括如下步驟:

S1.根據(jù)設(shè)備及工藝參數(shù)建立生產(chǎn)過程凝固傳熱模型;

S2.使用紅外線高溫測溫儀對鑄坯出二冷區(qū)后的不同溫度測量點進行測溫,得到鑄坯冷卻過程溫度場見表1所示;

表2實施例2出二冷區(qū)后的不同溫度測量點溫度

S3.由表1可知,當(dāng)鑄坯運動到5#輥前(即距彎月面約19.81m)位置時,鑄坯表面溫度出現(xiàn)回升,故確定該溫度測量點為鑄坯凝固終點位置。

S4.將得到的鑄坯冷卻過程溫度場和確定的鑄坯凝固終點位置與連鑄過程凝固傳熱模型計算的理論溫度場和鑄坯凝固終點位置進行對比,根據(jù)比較結(jié)果修正模型中的部分參數(shù)(如兩相區(qū)比熱、熱導(dǎo)率、邊界換熱條件等),提高連鑄過程凝固傳熱模型的準(zhǔn)確性。

根據(jù)連鑄過程凝固傳熱模型的計算結(jié)果,確定該鋼種連鑄坯輕壓下的合理壓下位置。由連鑄坯表面溫度變化規(guī)律,結(jié)合修正后的凝固傳熱模型計算結(jié)果?,F(xiàn)工藝條件下,輕壓下合理區(qū)間為2-5#輥,壓下量可設(shè)定為“1mm-2mm-3mm-2mm”。

由圖5-6可知,通過此方法修正的凝固傳熱模型,調(diào)整連鑄機輕壓下區(qū)間后,鑄坯內(nèi)部裂紋消失,內(nèi)部質(zhì)量得到了明顯改善。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下,利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換,或直接/間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。

全文PDF

修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法.pdf

聲明:
“修正連鑄過程凝固傳熱模型的方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
分享 0
         
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
全國熱門有色金屬技術(shù)推薦
展開更多 +

 

中冶有色技術(shù)平臺微信公眾號
了解更多信息請您掃碼關(guān)注官方微信
中冶有色技術(shù)平臺微信公眾號中冶有色技術(shù)平臺

最新更新技術(shù)

報名參會
更多+

報告下載

第二屆中國微細(xì)粒礦物選礦技術(shù)大會
推廣

熱門技術(shù)
更多+

衡水宏運壓濾機有限公司
宣傳
環(huán)磨科技控股(集團)有限公司
宣傳

發(fā)布

在線客服

公眾號

電話

頂部
咨詢電話:
010-88793500-807
專利人/作者信息登記