【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金连铸，涉及一种结晶器铜管热态锥度的确定方法。
技术介绍
1、结晶器铜管的锥度曲线是指为满足铸坯凝固收缩时，结晶器铜管内表面尽可能与铸坯良好接触而形成的上大下小的锥形曲线。为了尽量准确设计结晶器铜管的内腔形状，不同学者提出了各自的结晶器铜管锥度曲线，包括抛物线锥度曲线、双曲线锥度曲线和幂函数锥度曲线等，但这方面尚存在一些问题，主要有：
2、(1)现有技术关于结晶器铜管的内腔锥度曲线主要是铜管冷态下的锥度曲线，但铜管在使用过程中由于高温负荷会发生热变形，变形后铜管的内腔锥度曲线与初始设计值不同。
3、(2)结晶器铜管的水冷结构已从常见的平面水缝型发展为水槽型和圆孔型，因铜管通冷却水的结构型式不同，不同水冷结构的结晶器铜管在高温负荷下的热变形也是不同的。如果结晶器铜管的水冷结构不同，但仍采用相同的锥度曲线显然是不合理的。
4、(3)目前比较常见的结晶器铜管锥度设计方法为：根据钢液在结晶器内的总收缩量得到结晶器的总锥度，然后基于总锥度，计算抛物线形式的结晶器锥度分布。但该方法不能反应出锥度随钢种和拉速的变化，有一定的局限性。
5、因此，设计不同水冷结构结晶器铜管真实的锥度曲线，应该在考虑钢种和拉速变化的冷态锥度曲线的基础上叠加各自水冷结构结晶器铜管的三维热变形，即不同水冷结构结晶器铜管的热态锥度曲线。这样才能更符合铸坯的凝固收缩，铸坯的表面质量才能得到保证。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种结晶器铜管
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种结晶器铜管热态锥度的确定方法，包括以下步骤：
4、s1建立结晶器铜管冷态锥度层片法模型，根据钢种成分、铸坯断面尺寸和拉速计算结晶器铜管的冷态锥度；
5、s2建立不同水冷结构结晶器铜管的热力耦合数学模型，将步骤s1获得的冷态锥度作为输入条件，通过仿真计算得到不同水冷结构结晶器铜管在高度方向和周向的热流密度分布规律；
6、s3建立不同水冷结构结晶器铜管的三维热变形模型，分别将步骤s2获得的热流密度作为各自水冷结构结晶器铜管的输入条件，通过仿真计算得到不同水冷结构结晶器铜管的三维热变形；
7、s4将步骤s1获得的冷态锥度和步骤s3获得的不同水冷结构结晶器铜管的三维热变形量进行叠加，得到各自水冷结构结晶器铜管的热态锥度。
8、可选的，所述结晶器铜管根据水冷结构型式不同分为平面水缝型结晶器铜管、水槽型结晶器铜管和圆孔型结晶器铜管。
9、可选的，对不同水冷结构的结晶器铜管，其最终的设计锥度即为其水冷结构结晶器铜管的热态锥度。
10、可选的，步骤s1中的“层片法计算模型”的基本思路为：将结晶器内的铸坯从上口到下口分成若干个层片，每个层片厚度为h，然后根据钢种的凝固收缩特性，针对每个层片进行单独的锥度设计。
11、可选的，对于单元i可建立基本方程：
12、
13、式中，ai,bi,ai+1,bi+1分别为单元i上层和下层宽边及窄边尺寸，mm；δh为单元i的高度；δvi为单元i与单元i-1体积之差，mm3；e1为钢液凝固收缩体积变化率，％；为δ-fe的体积分数；e2为固态相变收缩率，％；e3为液态收缩体积变化率，％。
14、本专利技术的有益效果在于：
15、(1)结晶器铜管的冷态锥度能够体现其随钢种和拉速的变化规律，更符合铸坯的凝固收缩特性；
16、(2)在相同连铸机工艺参数下，不同水冷结构的结晶器铜管因高温负荷下的三维热变形不同，因此各自水冷结构结晶器铜管的实际设计锥度曲线也不同。
17、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种结晶器铜管热态锥度的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的结晶器铜管热态锥度的确定方法，其特征在于：所述结晶器铜管(1)根据水冷结构型式不同分为平面水缝型结晶器铜管(2)、水槽型结晶器铜管(3)和圆孔型结晶器铜管(4)。
3.根据权利要求1所述的结晶器铜管热态锥度的确定方法，其特征在于：对不同水冷结构的结晶器铜管，其最终的设计锥度即为其水冷结构结晶器铜管的热态锥度。
4.根据权利要求1所述的结晶器铜管热态锥度的确定方法，其特征在于：步骤S1中的“层片法计算模型”的基本思路为：将结晶器内的铸坯从上口到下口分成若干个层片，每个层片厚度为Δh，然后根据钢种的凝固收缩特性，针对每个层片进行单独的锥度设计。
5.根据权利要求4所述的结晶器铜管热态锥度的确定方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种结晶器铜管热态锥度的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的结晶器铜管热态锥度的确定方法，其特征在于：所述结晶器铜管(1)根据水冷结构型式不同分为平面水缝型结晶器铜管(2)、水槽型结晶器铜管(3)和圆孔型结晶器铜管(4)。
3.根据权利要求1所述的结晶器铜管热态锥度的确定方法，其特征在于：对不同水冷结构的结晶器铜管，其最...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷松，彭晓华，陈将，刘强，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。