[发明专利]连铸钢包浇注时钢水流场分布的测量方法及装置

权利要求书

1.一种连铸钢包浇注时钢水流场分布的测量方法，包括如下步骤：

S1.根据正在浇注的钢水的特性，计算在浇注过程中所述钢水的液面正好出现凹涡时所述液面的临界高度H₁，所述钢水特性包括钢水的密度和粘度；

S2.根据所述临界高度H₁和所述钢水的液面高度h判断所述液面是否进入漩涡形成区，即通过判断所述液面高度h是否在H₁±ΔH的范围内来判断所述液面是否进入漩涡形成区，其中，ΔH为预定的临界高度调节量；如果是，即所述液面高度h在H₁±ΔH的范围内，所述液面进入漩涡形成区，则执行步骤S3；

S3.根据所述临界高度H₁和液面高度h计算所述钢水的所述流场分布，所述流场分布包括当前时刻的漩涡的涡面直径D_v和漩涡高度H_v。

2.根据权利要求1所述的连铸钢包浇注时钢水流场分布的测量方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：如果否，即所述液面高度h不在H₁±ΔH的范围内，所述液面没有进入漩涡形成区，则返回步骤S1。

3.根据权利要求1所述的连铸钢包浇注时钢水流场分布的测量方法，其特征在于，在步骤S1中，使用如下公式来计算临界高度H₁：

其中，K为临界高度的修正系数，D_e为当前时刻的滑动水口的有效流出口的当量直径，ε为出水口的偏心率，H₀为高度常量，ρ为在当前时刻所述钢水的密度，μ为在当前时刻所述钢水的粘度，T为在当前时刻所述钢水的温度，a、b、c分别为密度、粘度、温度的修正系数。

4.根据权利要求3所述的连铸钢包浇注时钢水流场分布的测量方法，其特征在于，

所述当量直径D_e通过如下公式计算：

D_e＝3.87A/X，其中，A为所述有效流出口的面积，X为所述有效流出口的周长；

所述偏心率ε通过如下公式计算：

ε＝r/R，其中，r为所述出水口到钢包底部中心的距离，R为钢包底部的半径；

所述密度ρ通过如下公式计算：

ρ＝ρ₀+β(T₀-T)，其中，ρ₀为在预定温度T₀时所述钢水的密度，β为密度的温度补偿系数；

所述粘度μ通过如下公式计算：

μ＝μ₀+α(T₀-T)，其中，μ₀为在预定温度T₀时所述钢水的粘度，α为粘度的温度补偿系数；

所述温度T为测量所得。

5.根据权利要求1所述的连铸钢包浇注时钢水流场分布的测量方法，其特征在于，在步骤S2中，通过在当前时刻钢包的重量、钢包的净重以及钢包的形状来计算所述液面高度h。

6.根据权利要求1所述的连铸钢包浇注时钢水流场分布的测量方法，其特征在于，

所述涡面直径D_v通过如下公式计算：

其中，M为涡面直径的修正系数，D_h为与所述液面高度h对应处的钢包的横截面的直径，r为出水口到钢包底部中心的距离，s为在当前时刻流过有效流出口的钢渣含量，s₀为钢渣含量的补偿值，ΔH为预定的临界高度调节量；

所述漩涡高度H_v通过如下公式计算：

其中，N为漩涡高度的修正系数。