[發明專利]鍍液凝固模擬實驗裝置及其確定方法

在審

• 申請號: 202210680293.7
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN115201252A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 徐呈亮;蔣光銳;劉廣會;李研;王海全;王保勇;滕華湘
• 申請（專利權）人: 首鋼集團有限公司;首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司
• 主分類號: G01N25/14
• 分類號: G01N25/14;G01N25/06;G01N33/208;C23C2/26;C23C2/40;C23C2/06
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 郭士超

1.一種鍍液凝固模擬實驗裝置的確定方法，其特征在于，所述確定方法包括：

獲得鍍液的需求冷卻速率以及凝固鑄型尺寸參數，冷卻水箱尺寸參數和循環冷卻水管的管徑；

根據所述需求冷卻速率，所述凝固鑄型尺寸參數和所述冷卻水箱尺寸參數，確定第一需求流速；所述第一需求流速為所述冷卻水箱中的冷卻水流速；

根據所述第一需求流速，所述冷卻水箱尺寸參數和所述循環冷卻水管的管徑，確定冷卻水泵的需求流量；

根據所述凝固鑄型尺寸參數制造凝固鑄型，根據所述冷卻水箱尺寸參數制造冷卻水箱，根據所述冷卻水泵的需求流量進行冷卻水泵的選型，根據所述循環冷卻水管的管徑進行水管選型，獲得所述實驗裝置。

2.如權利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述根據所述需求冷卻速率，所述凝固鑄型尺寸參數和所述冷卻水箱尺寸參數，確定第一需求流速，包括：

根據所述需求冷卻速率和所述凝固鑄型尺寸參數，確定鍍液與冷卻水箱中的冷卻水之間的需求對流換熱系數；

根據所述需求對流換熱系數，所述凝固鑄型尺寸參數和所述冷卻水箱尺寸參數，確定所述第一需求流速。

3.如權利要求2所述的確定方法，其特征在于，所述凝固鑄型尺寸參數包括凝固鑄型特征長度；

所述根據所述需求冷卻速率和所述凝固鑄型尺寸參數，確定鍍液與冷卻水箱中的冷卻水之間的需求對流換熱系數，包括：

根據所述需求冷卻速率以及凝固溫差、凝固鑄型特征長度、鍍液比熱容和鍍液密度，確定所述需求對流換熱系數；所述凝固溫差為所述鍍液溫度與凝固鑄型壁面溫度的極大值。

4.如權利要求3所述的確定方法，其特征在于，所述冷卻水箱尺寸參數包括冷卻水箱特征長度；

所述根據所述需求對流換熱系數，所述凝固鑄型尺寸參數和所述冷卻水箱尺寸參數，確定第一需求流速，包括：

根據所述需求對流換熱系數以及冷卻水導熱系數和所述凝固鑄型特征長度，確定對流傳熱的努賽爾準數；

根據所述努賽爾準數與普朗特數，確定對流傳熱的雷諾準數；

根據所述雷諾準數以及所述冷卻水箱特征長度、冷卻水密度和冷卻水粘度，確定所述第一需求流速。

5.如權利要求4所述的確定方法，其特征在于，所述根據所述第一需求流速，所述冷卻水箱尺寸參數和所述循環冷卻水管的管徑，確定冷卻水泵的需求流量，包括：

根據所述第一需求流速以及所述循環冷卻水管的管徑、所述冷卻水箱特征長度和冷卻水箱中的冷卻水深度，確定第二需求流速；所述第二需求流速為所述循環冷卻水管中的冷卻水流速；

根據所述第二需求流速和所述循環冷卻水管的管徑，確定所述需求流量。

6.如權利要求5所述的確定方法，其特征在于，在所述確定冷卻水泵的需求流量之后，所述確定方法還包括：

根據所述冷卻水泵與冷卻水箱之間的垂直距離，獲得凈揚程；根據循環冷卻水管路中的彎頭數量，確定損耗揚程；根據循環冷卻水管路的長度、管徑、沿程阻力系數和所述第二需求流速，確定沿程水頭損失揚程；根據所述凈揚程，所述損耗揚程和所述沿程水頭損失揚程，確定所述冷卻水泵的需求揚程；

所述根據所述冷卻水泵的需求流量進行冷卻水泵的選型，包括：

根據所述冷卻水泵的需求流量和所述冷卻水泵的需求揚程，進行所述冷卻水泵的選型。

7.一種鍍液凝固模擬實驗裝置，其特征在于，包括：

冷卻水箱；

凝固鑄型，置于所述冷卻水箱內；

冷卻水泵；

循環冷卻水管，連接在所述冷卻水泵與所述冷卻水箱之間。

8.如權利要求7所述的實驗裝置，其特征在于，所述凝固鑄型為銅制鑄型；所述銅制鑄型的直徑為4～6厘米，所述銅制鑄型的側壁厚度為8～12毫米。

9.如權利要求7所述的實驗裝置，其特征在于，所述冷卻水箱為長方體水箱，所述長方體水箱的長度為0.1～0.3米，寬度為0.1～0.3米，高度為0.05～0.1米。

10.如權利要求7所述的實驗裝置，其特征在于，所述冷卻水泵的需求流量為8～12m³/h，需求揚程為7～10米。