[發明專利]確定連鑄混澆過程的混澆率和時間的實驗方法

在審

• 申請號: 201610203992.7
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN107282906A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 鄒世文;陳開義
• 申請（專利權）人: 南京梅山冶金發展有限公司;上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 杜靜靜

技術領域

本發明涉及一種實驗方法，具體涉及一種確定連鑄混澆過程的混澆率和時間的實驗方法，屬于鋼鐵冶金連續鑄造技術領域。

背景技術

連鑄工藝中，中間包的作用是減少鋼水的靜壓力、保持穩定的鋼水液面；減少鋼水對結晶器內部鋼水的沖擊和攪動；促使鋼水中的夾雜物進一步上浮，分流和貯存鋼水。在生產中為提高生產效率往往是多爐連續澆鑄的，在這種情況下，不可避免會出現兩個不同爐次大包的鋼液在中包混合的情況，連鑄工藝人稱這一工序過程為混澆，混澆過程產生的板坯為混澆坯。混澆坯的成分不屬于任何一個爐次，它的成分有可能超出我們需要的成分設計范圍，也可能滿足某個爐次的成分要求。目前國內外的鋼鐵企業中，在進行異鋼種連澆時，由于沒有準確的預測模型，大多采用估計的方法，人為的把混澆過程中產生的鋼坯進行降級處理或者改判處理。為了保證鑄坯的質量，往往切割的混澆坯要比實際的交接坯長很多，這就給鋼廠帶來了很大的資源浪費，增加生產成本，降低企業的競爭力。因此，如何準確判斷出混澆坯的長度具有重要的意義。為保證鋼坯質量和產品合格率及減少廢鋼的切除率就必須知道混澆坯的長度、重量及在鋼坯中的位置，以便優化切割分析出最合理的切割方案。由于連鑄過程中拉坯速度是可以實施跟蹤和查詢的，于是只要找出對應的混澆過程中的混澆率和時間就可以準確的計算出混澆坯長度。

發明內容

本發明正是針對現有技術中存在的技術問題，提供一種物理模擬(水力學模擬)的實驗方法，基于相似三定理的理論基礎，用量綱分析法導出相似準數，然后利用水模型中常用刺激——響應研究方法，從鋼包長水口處加入示蹤劑，在中間包出水口處連續或間斷測量示蹤劑濃度隨時間的變化。使用電導率儀對中間包出口處濃度場進行測試，得到中包出口導電率的變化情況從而間接判斷中間包內鋼液的流動狀態。通過模擬不同鋼水進行異鋼種的連鑄混澆實驗，最終通過數據處理，得出不同混澆率下的混澆時間計算模型。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下，一種確定連鑄混澆過程的混澆率和時間的實驗方法，所述實驗方法步驟如下：1)、實驗原理分析；2)模擬的理論依據分析；3)相似準數的確定；4)研究方法；5)數據處理方法；6)實驗裝置選擇；7)實驗方案的確定；8)確定實驗需求方的實驗參數；9)得出實驗結果，混澆模型的建立；

作為本發明的一種改進，所述步驟1)、實驗原理分析，物理模擬即利用與原型的過程機理相等、單值相似和相似準數相等，則模擬結果相等的原理，建立起來的用物理模型模擬原型的物理過程。

作為本發明的一種改進，所述步驟2)模擬的理論依據分析如下：通過分析，影響本課題的物理量有：

現從以上六個物理量中，選取三個物理量作為基本量綱的代表，這三個物理量在量綱上是獨立的，即其中任何一個物理量都不能從其它三個物理量中推導出來，或者說這三個物理量不能組成一個無量綱的準數；本實驗選取壓力、密度、粘度作為三個基本量綱的代表；

在這三個量綱以外的物理量綱中，每次用一個物理量，連同這三個物理量組成一個無量綱的，由此可以寫出三個，根據相似準數的量綱為零的性質，由此可以得到以下準數：

付魯德準數：

雷諾準數：

歐拉準數：

作為本發明的一種改進，所述步驟3)相似準數的確定如下：

由Fr_m＝Fr_s得：

設c_l＝l_m/l_s＝λ

則速度比：c_ν＝ν_m/ν_s＝λ^0.5 (5)

流量比：c_Q＝Q_m/Q_s＝λ^2.5(6)

時間比：

另外由相似模化的特性，同處于第二自模化區時雷諾準數相同以及歐拉準數為非定性準數，故均可以不考慮。