一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法技术

本发明专利技术提供一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法，用于研究钢铁连铸过程中的传热行为。本发明专利技术提供的方法，基于实验室小型连铸实验，结合连铸过程中的实际工况条件，通过采集数据并计算机建模定位，得出连铸过程中固态保护渣的渣圈与结晶器热面的相对位置关系。并根据模拟所得图像，得出所气隙层的形貌。本发明专利技术可准确地得到连铸过程中在结晶器与固态渣膜之间实际产生气隙层形貌(体积、任意点上的气隙厚度等)，为更准确地计算和模拟结晶器内的传热过程提供了条件。

A method for obtaining the morphology of air gap layer in continuous casting mould

The invention provides a method for obtaining the air gap layer morphology in the continuous casting mould, which is used to study the heat transfer behavior in the process of steel continuous casting. Based on the laboratory small continuous casting experiment and the actual working conditions during continuous casting process, the method of the invention provides the relative position relationship between the slag and the hot surface of the mold during the continuous casting process by collecting data and computer modeling and positioning. According to the simulated image, the morphology of the air gap layer is obtained. The invention can accurately generate the air gap layer shape (volume and air gap thickness at any point) between continuous casting mold and solid slag film in continuous casting process, which provides conditions for more accurate calculation and Simulation of heat transfer process in mould.

【技术实现步骤摘要】
一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法
本专利技术涉及一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法，属于钢铁冶金连铸

技术介绍
结晶器是连铸最重要的组成部分，它是一种特殊的壁面有锥度的，无底水冷铸模。在它的内部有冷却装置，其中有的是管式结晶器隔离水缝冷却，有的是喷淋水喷水冷却，目的是对铸坯进行冷却降温。而对作为结晶器最主要功能之一的冷却传热功能方面的研究由于结晶器本身较为恶劣的工作环境影响(1500℃左右的高温，结晶器周期性的振动，瞬间非稳定状态的流动等等)存在着较大的困难。前人研究表明结晶器内的气隙热阻在连铸过程进入准稳态之后可占到钢液与结晶器间总热阻的50-60％，因此为了更准确的研究结晶器内的传热行为，必然测量、计算出结晶器与固态渣膜之间的气隙热阻，而由于气隙的不均匀性生长影响，导致准确测量某一高度上气隙的热阻十分困难。目前，国内外进行结晶器内传热行为研究主要采用的一维稳态平板法、一维非稳态热线法、一维非稳态激光脉冲法、一维非稳态渣柱法、浸入法等方法，而这些研究方法均未考虑到保护渣与结晶器间所存在的气隙层的不均匀分布，不能准确的反应结晶器内的传热过程。专利技术内容本专利技术针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一选择结晶器，并获取所用结晶器热面的三维形貌数据，并根据三维形貌数据得到结晶器热面的三维模型；然后基于实验室小型连铸实验模拟工厂钢铁连铸过程；步骤二在结晶器的振动以及保护渣凝固收缩的共同作用下，结晶器表面与固态保护渣间产生间隙层，即气隙层；结束连铸，在结晶器外得到粘结着固态渣膜凝固坯壳；在结晶器内热面上任意选择P个点，分别定义为热面第1点、热面第2点……热面第P点，在粘结着固态渣膜凝固坯壳上任意取M个点，定义为壳上第1点、壳上第2点……壳上第M点，所取的M个点中，至少有2点不在同一水平面上；然后，测量出壳上第1点到热面第1点、热...

【技术特征摘要】
1.一种获取连铸结晶器内气隙层形貌的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一选择结晶器，并获取所用结晶器热面的三维形貌数据，并根据三维形貌数据得到结晶器热面的三维模型；然后基于实验室小型连铸实验模拟工厂钢铁连铸过程；步骤二在结晶器的振动以及保护渣凝固收缩的共同作用下，结晶器表面与固态保护渣间产生间隙层，即气隙层；结束连铸，在结晶器外得到粘结着固态渣膜凝固坯壳；在结晶器内热面上任意选择P个点，分别定义为热面第1点、热面第2点……热面第P点，在粘结着固态渣膜凝固坯壳上任意取M个点，定义为壳上第1点、壳上第2点……壳上第M点，所取的M个点中，至少有2点不在同一水平面上；然后，测量出壳上第1点到热面第1点、热面第2点……热面第P点的直线距离，依次计为L壳11、L壳12……L壳1P，测量出壳上第2点到热面第1点、热面第2点……热面第P点的直线距离，依次计为L壳21、L壳22……L壳2P，…..测量出壳上第M点到热面第1点、热面第2点……热面第P点的距离，依次计为L壳M1、L壳M2……L壳MP，所述P为大于等于2的自然数；所述M为大于等于2的自然数；步骤三取出粘结着固态渣膜凝固坯壳；应用高精度激光三维扫描仪测量出粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维形貌，并建立粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型；同时，在粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型中，将粘结着固态渣膜凝固坯壳上任意取M个点所对应的位置标示出来，依次计为壳模第1点、壳模第2点……壳模第M点；得到标示位置的粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型；同时在结晶器热面的三维模型中，将结晶器内热面上所选择得P个点所对应的位置标示出来；依次计为：热面模第1点、热面模第2点……热面模第P点；得到标示位置的结晶器热面的三维模型；步骤四将标示位置的粘结着固态渣膜凝固坯壳的三维模型放入标示位置的结晶器热面的三维模型中，测量壳模第1点分别到热面模第1点、热面模第2点……热面模第P点的直线距离，依次计为L壳模11、L壳模12……L壳模1P；测量壳模第2点分别到热面模第1点、热面模第2点……热面模第P点的直线距离，依次计为L壳模21、L壳模22……L壳模2P；……测量测量壳模第M点分别到热面模第1点、热面模第2点……热面模第P点的直线距离，依次计为L壳模M1、L壳模M2……L壳模MP；分别比对：L壳模11与L...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万林，黄道远，张凯旋，应国民，朱晨阳，路程，余杰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43