[發(fā)明專利]一種連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火工藝?yán)鋮s水流量的確定方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710177766.0 | 申請(qǐng)日： | 2017-03-23 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN106825479B | 公開(kāi)（公告）日： | 2018-10-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 羅森;朱苗勇;王朝輝 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 東北大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B22D11/22 | 分類號(hào)： | B22D11/22 |
| 代理公司： | 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109 | 代理人： | 胡曉男 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 連鑄坯熱送 過(guò)程 表面 淬火 工藝 冷卻水 流量 確定 方法 | ||
1.一種連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火工藝?yán)鋮s水流量的確定方法，其特征在于，包括：
步驟1：確定連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火工藝的各項(xiàng)工藝參數(shù)；所述連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火工藝的各項(xiàng)工藝參數(shù)，包括連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段的連鑄坯表面冷卻速度V、冷卻目標(biāo)溫度、行進(jìn)速度、水冷區(qū)域最大長(zhǎng)度；
步驟2：穩(wěn)定澆鑄時(shí)，在連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火工藝的水冷區(qū)域給予冷卻水流量，測(cè)量連鑄二冷各區(qū)出口位置、矯直區(qū)出口位置以及連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火水冷結(jié)束位置的鑄坯溫度；
步驟3：建立連鑄階段鑄坯凝固傳熱數(shù)值模型和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段鑄坯傳熱數(shù)值模型并利用步驟2測(cè)量的鑄坯溫度進(jìn)行修正；
步驟4：利用修正的連鑄階段鑄坯凝固傳熱數(shù)值模型計(jì)算不同工藝條件下連鑄坯溫度場(chǎng)，提取得到矯直區(qū)出口位置的多個(gè)連鑄坯溫度場(chǎng)；
步驟5：在確定的連鑄坯表面冷卻速度V下，利用連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段鑄坯傳熱數(shù)值模型，將步驟4中得到的矯直區(qū)出口位置連鑄坯溫度場(chǎng)作為冷卻初始溫度場(chǎng)，采用二分法，求解各冷卻初始溫度下連鑄坯表面達(dá)到冷卻目標(biāo)溫度所需要的冷卻水流量，進(jìn)而得到當(dāng)前鋼種冷卻初始溫度與鑄坯表面達(dá)到冷卻目標(biāo)溫度所需要的冷卻水流量之間的關(guān)系曲線；
步驟6：測(cè)量矯直區(qū)出口位置的鑄坯表面中心溫度，以此作為連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段冷卻初始溫度，利用步驟5得到的關(guān)系曲線，計(jì)算得出鑄坯表面達(dá)到目標(biāo)冷卻溫度所需要的冷卻水流量；所述步驟3具體包括如下子步驟：
步驟3-1：建立連鑄階段鑄坯凝固傳熱數(shù)值模型和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段鑄坯傳熱數(shù)值模型；
步驟3-2：利用連鑄階段鑄坯凝固傳熱數(shù)值模型和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段鑄坯傳熱數(shù)值模型，分別采用步驟2測(cè)量得到的各位置的鑄坯溫度作為目標(biāo)溫度，采用二分法，按照連鑄坯經(jīng)過(guò)的順序，從前往后逐個(gè)求解連鑄階段各個(gè)二冷區(qū)和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段水冷區(qū)的鑄坯與冷卻水之間的對(duì)流換熱系數(shù)；
步驟3-3：使用步驟3-2中求得的連鑄階段各個(gè)二冷區(qū)和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段水冷區(qū)的鑄坯與冷卻水之間的對(duì)流換熱系數(shù)求出Nozaki公式中的修正系數(shù)，修正Nozaki公式；
Nozaki公式：hi＝1570wi0.55(1-0.0075Tw)/ai
其中，ai為連鑄階段或連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段求得的修正系數(shù)，wi為連鑄階段或連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段冷卻水水流密度，Tw為連鑄階段或連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段冷卻水溫度；
步驟3-4：使用修正后的Nozaki公式計(jì)算連鑄階段鑄坯凝固傳熱數(shù)值模型和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段鑄坯傳熱數(shù)值模型的對(duì)流換熱系數(shù)，至此，連鑄階段鑄坯凝固傳熱數(shù)值模型和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段鑄坯傳熱數(shù)值模型得到修正；
所述連鑄階段鑄坯凝固傳熱數(shù)值模型和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火鑄坯傳熱數(shù)值模型的建立方法如下：
連鑄階段、連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段的傳熱均受二維非穩(wěn)態(tài)傳熱微分方程控制，采用有限元方法將二維非穩(wěn)態(tài)傳熱微分方程離散，結(jié)合連鑄生產(chǎn)工藝條件建立連鑄階段鑄坯凝固傳熱數(shù)值模型和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段鑄坯傳熱數(shù)值模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3-2，具體包括：
步驟3-2-1：設(shè)定第i區(qū)對(duì)流換熱系數(shù)范圍hi0～hi1；
步驟3-2-2：將hi2＝(hi0+hi1)/2作為第i區(qū)對(duì)流換熱系數(shù)，帶入對(duì)應(yīng)的數(shù)值模型，求解出第i區(qū)出口的鑄坯溫度；
步驟3-2-3：若求解得到的連鑄坯溫度與目標(biāo)溫度差值的絕度值小于10-2，則停止迭代，此時(shí)的hi2即求得的最終的對(duì)流換熱系數(shù)；否則，依據(jù)二分法基本原理，重新確定第i區(qū)鑄坯與冷卻水之間的對(duì)流傳熱系數(shù)范圍，返回步驟3-2-1繼續(xù)迭代；
步驟3-2-4：繼續(xù)計(jì)算第i+1區(qū)的對(duì)流換熱系數(shù)，最終計(jì)算得到鑄坯連鑄階段各個(gè)二冷區(qū)和連鑄坯熱送過(guò)程表面淬火階段水冷區(qū)的連鑄坯與冷卻水之間的對(duì)流換熱系數(shù)。
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