[发明专利]确定特厚板坯连铸机垂直段高度去除夹杂物的方法

权利要求书

1.确定特厚板坯连铸机垂直段高度去除夹杂物的方法，其特征在于：它包括有直弧型连铸机，直弧型连铸机包括有垂直支撑导向段、弧形支撑导向段和水平支撑导向段，在垂直支撑导向段的入口处设置有结晶器，结晶器位置以下均为二次冷却区，垂直支撑导向段垂直高度H的确定步骤如下：

1）假设直弧型连铸机生产连铸坯时，液相穴内的夹杂物含量少，忽略夹杂物运动对钢液流动的影响；

2）在步骤1）的假设条件下，建立直弧型连铸机三维凝固传热与流动耦合仿真计算数学模型，将二次冷却区的水量平均分配到各部位后，依据连铸传热边界条件换算成换热系数，利用数学模型计算凝固传热和铸坯内部钢液流场；

3）根据步骤2）中计算得到的铸坯内部钢液流场，考虑铸坯凝固过程中夹杂物颗粒相与液相的相互作用，建立夹杂物颗粒在钢液中运动的数学模型，利用该数学模型，当设定一个垂直高度H，就可以进行仿真计算，输出对应情况下夹杂物的运动轨迹；

4）校准和验证数学模型，以一台已有的直弧型连铸机为对象，已知该直弧型连铸机的垂直高度H，根据步骤1）至步骤3）计算该直弧型连铸机生产出的铸坯内部夹杂物理论分布，再获取该直弧型连铸机实际生产铸坯的横断面样，观察并得出夹杂物分布图谱，以实际取样结果为标准，通过修正数学模型的边界条件，验证并校准步骤3）中的杂物颗粒在钢液中运动的数学模型；

5）利用步骤4）中校准后的数学模型，设定不同的垂直段高度，计算出每个垂直段高度对应的直弧型连铸机生产出的铸坯内部夹杂物的运动轨迹、上浮率以及未上浮而被铸坯凝固壳捕获的夹杂物颗粒分布状况，找出铸坯内部夹杂物上浮率和分布状况最佳对应的垂直段高度。

2.如权利要求1所述的确定特厚板坯连铸机垂直段高度去除夹杂物的方法，其特征在于，步骤2）中所述建立直弧型连铸机三维凝固传热仿真计算数学模型的具体方法如下：

能量控制方程：∂(ρT)∂t+▿·(ρUT)=▿·(keffcp▿T)+ST]]>

其中

keff=k0+kt=k0+μtσT]]>

ST=∂[ρ(T-L/Cp)]∂t+▿·(ρU(T-L/Cp))]]>

式中，ρ为密度；T为温度；t为时间；U为钢液流速；k_eff为有效导热系数；c_p为热容；S_T为源相；k₀为导热系数；k_t为湍流导热系数；L为热焓；其中钢液流速U及湍流导热系数与钢液的流动有关。