[發明專利]一種多流連鑄中間包內流場流動特性的分析方法

在審

• 申請號: 201910365214.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN111950107A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 周業連;張才貴;王恩龍
• 申請（專利權）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發明涉及一種多流連鑄中間包內流場流動特性的分析方法，所述方法包括以下步驟：步驟1：采用刺激?響應法，獲得N流連鑄中間包各流無因次停留時間密度分布函數(RTD)曲線；步驟2：基于中間包各流無因次RTD曲線，采用下式計算得到N流中間包總體無因次RTD曲線；步驟3：基于中間包總體無因次RTD曲線，采用下式計算得到總體停留時間分布密度函數的標準差；步驟4：基于總體停留時間分布密度函數(RTD曲線)的標準差，采用下式計算得到中間包內活塞區體積分數(V_p)；V_p＝1?σ；步驟5：基于總體無因次RTD曲線，采用下式計算得到中間包內死區體積分數(V_d)；步驟6：基于中間包活塞區和死區體積分數，采用下式計算得到活塞區體積分數(V_m)；V_m＝1?V_p?V_d。

技術領域

本發明涉及一種分析方法，具體涉及一種多流連鑄中間包內流場流動特性的分析方法，屬于中間包冶金技術領域。

背景技術

連鑄中間包位于鋼包和結晶器之間，作為鋼水進入結晶器之前的最后一個耐火材料容器，在控制澆鑄鋼水潔凈度方面起著至關重要的作用。合理的中間包流場是實現其各項冶金功能的基礎，也是連鑄生產節奏穩定的前提條件之一。因此，中間包流場流動特性分析方法的合理性就顯得尤為重要。

基于中間包內流體流動特性的特點，整個中間包流體區可分為活塞區(V_p)、混合區(V_m)以及死區(V_d)。中間包內流場流動特性的分析便是計算各區體積分數。目前，多流中間包流場流動特性的分析方法主要有并聯模型和總體分析法。其中，采用并聯模型分析流數較多(大于3流)的中間包流場時，容易出現死區體積分數為負的情況。這嚴重違背了實際情況。同時，采用總體分析法確定的多流中間包流場最小響應時間明顯偏小，尤其是中間包各流最小響應差異較大的情況下更為嚴重。這導致采用該方法計算得到的活塞區體積分數明顯小于實際多流中間包內活塞區的體積分數。

經檢索，目前尚未有專利涉及多流連鑄中間包流動特性的分析方法。檢索文獻發現，目前介紹多流中間包流場的分析方法的論文主要有：(1)鄭淑國和朱苗勇在《金屬學報》2005第41卷第10期發表的“多流連鑄中間包內鋼液流動特性的分析模型”；(2)雷洪，趙巖，鮑家琳等在《金屬學報》2010年第46卷第9期發表的“多流連鑄中間包停留時間分布曲線總體分析方法”；(3)朱明妹，文光華，唐萍等在《過程工程學報》2008年增刊第1期發表的“多流中間包內流體流動模式的分析方法”。然而，上述分析方法均采用最小響應時間作為計算中間包內活塞區體積分數的參數。因此，目前尚未有采用無因次停留時間密度分布函數標準差計算多流中間包內活塞區體積分數的分析方法。

發明內容

本發明正是針對現有技術中存在的問題，提供一種多流連鑄中間包內流場流動特性的分析方法，該技術方案可精確地分析多流中間包流場的流動特性，從而為設計和優化中間包內部結構提供理論支撐。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下，一種多流連鑄中間包內流場流動特性的分析方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：采用刺激-響應法，獲得N流連鑄中間包各流無因次停留時間密度分布函數(RTD)曲線；

步驟2：基于中間包各流無因次RTD曲線，采用下式計算得到N流中間包總體無因次RTD曲線；

式中，E(θ)是總體停留時間分布密度函數，E_i(θ)是各流停留時間分布密度函數；

步驟3：基于中間包總體無因次RTD曲線，采用下式計算得到總體停留時間分布密度函數的標準差；