本发明专利技术适用于炼钢连铸领域，提供一种结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法及装置，所述方法包括计算结晶器上口位置锥度；计算结晶器长度方向的总锥度；根据所述上口位置锥度和总锥度，计算在长度方向距离上口任意位置处的锥度。通过本发明专利技术方案制得的结晶器，其内铸坯的坯壳与结晶器壁面在任何位置都保持良好接触，实现了铸坯与结晶器间高的传热效率，从而改善了铸坯质量，提升了拉坯速度，为实现高效连铸提供了重要保证。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术适用于炼钢连铸领域，提供一种结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法及装置，所述方法包括计算结晶器上口位置锥度；计算结晶器长度方向的总锥度；根据所述上口位置锥度和总锥度，计算在长度方向距离上口任意位置处的锥度。通过本专利技术方案制得的结晶器，其内铸坯的坯壳与结晶器壁面在任何位置都保持良好接触，实现了铸坯与结晶器间高的传热效率，从而改善了铸坯质量，提升了拉坯速度，为实现高效连铸提供了重要保证。【专利说明】一种结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法及装置
本专利技术属于炼钢连铸领域，尤其涉及一种结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法及装置。
技术介绍
结晶器是连铸机的心脏，而制定结晶器锥度是结晶器设计过程的核心，其制定的合理性直接决定着连铸机可实现的拉速范围和所浇铸的铸坯质量。结晶器锥度若设置得过小，则会使得坯壳和结晶器壁面间容易产生气隙，从而影响铸坯与结晶器之间的传热，导致结晶器内坯壳的不均匀生长，这种坯壳生长过程的不均匀性反过来会加剧坯壳和结晶器壁面间的气隙产生，进而产生诸如表面纵裂等铸坯质量问题；结晶器锥度若设置得过大，则会加剧对结晶器铜板的磨损，同时增大拉坯阻力，进而产生诸如表面横裂等铸坯质量问题；而所有这些由于锥度设置不合理带来的影响均会对拉坯速度产生限制作用。为此，合理地制定连铸过程中结晶器的锥度具有非常显著的现实意义。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法及装置，旨在解决现有技术方案中由于锥度设置不当，使得结晶器内铸坯的坯壳与结晶器壁面接触不良好，影响铸坯质量的技术问题。 一方面，所述结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法包括下述步骤: 计算结晶器上口位置锥度； 计算结晶器长度方向的总锥度； 根据所述上口位置锥度和总锥度，计算在长度方向距离上口任意位置处的锥度。 另一方面，所述结晶器上基准抛物线连续锥度获取装置包括: 上口锥度计算单元，用于计算结晶器上口位置锥度； 总锥度计算单元，用于计算结晶器长度方向的总锥度； 锥度分布计算单元，用根据所述上口位置锥度和总锥度，计算在长度方向距离上口任意位置处的锥度。 本专利技术的有益效果是:本专利技术基于热铸坯在结晶器内的拉坯过程的理论基础，以结晶器长度方向上的总锥度为出发点，得到上基准抛物线连续锥度的连铸结晶器，结晶器内铸坯的坯壳与结晶器壁面在任何位置都保持良好接触，实现了铸坯与结晶器间高的传热效率，从而改善了铸坯质量，提升了拉坯速度，为实现高效连铸提供了重要保证。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术实施例提供的结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法的流程图； 图2是本专利技术实施例提供的结晶器纵剖结构图； 图3是实例一中距结晶器上口位置和结晶器内腔尺寸边长Sx的曲线关系图； 图4是实例二中距结晶器上口位置和结晶器内腔尺寸边长Sx的曲线关系图； 图5是本专利技术实施提供的结晶器上基准抛物线连续锥度获取装置的结构方框图。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。 图1示出了本专利技术实施例提供的结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法流程，为了便于说明仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。 本实施例提供的结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法包括下述步骤: 步骤S101、计算结晶器上口位置锥度； 步骤S102、计算结晶器长度方向的总锥度。 参照图2所示的结晶器纵剖结构，并按照图示建立XYZ坐标系，坐标原点的选择应使得求得的T1和T的值符合当前所浇铸钢种在结晶器内的凝固收缩特性。根据铸坯凝固符合平方根定律，且结晶器尺寸变化与铸坯收缩相当，并根据结晶器锥度的定义可得到结晶器上口位置锥度和总锥度的表达式分别如公式(I)和公式(2)所示: ?' 二~/=χ|0,(I) r =^lxlO5(2) aL 其中k为钢种系数，通常取O?20mm1/2，a为结晶器上口边长，X1为结晶器上口坐标，X2为结晶器下口坐标，L为结晶器总长度。 步骤S103、根据所述上口位置锥度和总锥度，计算在长度方向距离上口任意位置处的锥度。 由公式⑴可得: k 二xlO 5(3) 此外，存在几何关系: L = X2-X1(4) 结合公式⑵、公式(3)和公式⑷可得: ==+(5) 由此可得: 2Τ? = Τ(^^+Ε) 进一步可知: ^=?—I(6) X! K^T1-T) 联立公式(4)和公式(6)，可得: T1L{2Τ-Τ? L =-, X,=-----(7) I 4^(7；-Γ): 47；(7；-ηΚ } 代入公式(3)，可得: , TT:lyfI , k-^m^rw(8) 根据结晶器锥度的定义，结合公式(7)和公式(8)，可得到结晶器内任意位置处的锥度Tx为: r 2k(^x]+x+Ax-^T~x) 2k(^T^Tx-^~x\ u^ Iki I —-X 10 — — - X 10 — — i^J-\- x\ X I (? a{Xy + χΛ- Ax- X)a yΔ又Ja xβ tj4l i "2 拟 T'-r!(9) _ T'Tyfl1、抓T'-T) I~T1L —+x ]j47；(7；-7J + X 最后根据结晶器长度方向的连续锥度分布，制得相应的结晶器。在使用此结晶器进行炼钢连铸时，结晶器内铸坯的坯壳与结晶器壁面在任何位置都保持良好接触，实现了铸坯与结晶器间高的传热效率，从而改善了铸坯质量，提升了拉坯速度，为实现高效连铸提供了重要保证。 进一步作为优选的，本实施方法还包括下述步骤: 步骤S104、根据所述上口位置锥度和总锥度，计算在长度方向距离上口任意位置处的结晶器内腔边长。 在步骤S103中，根据得到的上口位置锥度和总锥度计算在长度方向上结晶器的锥度分布，可以通过锥度分布确定结晶器的结构。当然也可以通过结晶器的内腔边长分布来确定结晶器的结构。在本优选步骤中，通过上口位置锥度和总锥度计算结晶器内腔边长分布。 根据公式(7)和⑶可以计算得到距离结晶器上口距离为X处的内腔边长Sx如下: S = a - 2k (yjx' + λ - J -J1 { I T2l , χ I T2L U (10) 下面给出两个具体计算实例。 实例一: 浇铸高碳钢，铸坯规格为200mmX 200mm的方坯，结晶器长度为900mm，结晶器上口尺寸为203.27mm，结晶器上口位置为37.5mm。 由上述分析可知，L = 900mm, a = 203.27mm, X1 = 37.5mm, x2 = 937.5mm ;相应地取 k = 0.0385mm1/2。 1.1计算结晶器上口位置锥度T1: Ti = x l O =3.09 %/m 1.2计算结晶器长度方向上的总锥度T: 2k(Jx, -J^1) T= ~V " 7 xlO5 =1,03 %/m aL. 1.3计算距上口任意位置处χ的结晶器内腔边长Sx: 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种结晶器上基准抛物线连续锥度获取方法，其特征在于，所述方法包括：计算结晶器上口位置锥度；计算结晶器长度方向的总锥度；根据所述上口位置锥度和总锥度，计算在长度方向距离上口任意位置处的锥度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪智，徐永斌，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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