[发明专利]一种测量结晶器液面波动及流场对称性的方法

权利要求书

1.一种测量确定生产中结晶器液面波动及流场对称性的方法，包括如下步骤：

(1)根据结晶器和水口断面尺寸制作单排或者多排钢钉板，保证每个钢钉板能垂直插入所要研究的结晶器内；

(2)在步骤(1)所述钢钉板上标记水口位置、窄面位置和内外弧位置；

(3)在浇注过程中，将步骤(2)经过所述标记的钢钉板在水口两侧按照标记位置同时垂直插入结晶器液面，停留数秒后同时垂直提出，待其冷却；

(4)重复步骤(2)和(3)；

(5)清理每个钢钉所粘保护渣，将实施步骤(3)后凝固在钢钉上的金属块露出；

(6)分别测量步骤(5)所述金属块直径、金属块在钢钉两侧高度差以及金属块最高点至钢钉末端的距离；

(7)根据公式(a)计算钢液流速大小，其方向为步骤(5)所述钢钉上所粘金属块最高点指向最低点；

$V_s=0.624{\mathrm{\Φ}}_{lump}^{-0.696}{h}_{lump}^{0567}---\left(a\right)$

式中：Φ_lump为步骤(4)所述金属块直径，mm；h_lump为步骤(4)所述金属块高度，mm；V_s为钢液流速，m/s；

(8)重复步骤(6)和(7)；

(9)将步骤(8)得到的每个时刻所有钢钉上金属块最高点至钢钉末端的距离绘制得到每个时刻结晶器液面三维轮廓图，求其平均值得到结晶器液面平均三维轮廓图；

(10)将步骤(8)得到的每个时刻结晶器液面钢液流速的大小和方向绘制得到每个时刻结晶器液面速度矢量图，求其平均值得到结晶器液面平均速度矢量图；

(11)对比所述步骤(9)所得的结晶器液面三维轮廓图及所述步骤(10)所得的速度矢量图，来确定结晶器液面的波动及以水口中心线为中心流场的对称性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水口的外壁与所述钢钉板的空隙、所述结晶器的铜冷却壁与所述钢钉板的空隙均小于5mm，同时使所述钢钉板插入所述结晶器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)的钢钉板包括钢钉和木板，其中所述木板厚度为90～100mm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述钢钉长度为150～180mm，直径为8～10mm。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在步骤(3)中所述钢钉在所述结晶器液面停留时间为2～3秒。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)的浇注过程实施次数至少为3次，每次间隔5～10分钟。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤(4)中每隔8分钟重复所述步骤(3)，共重复10次。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤(8)中重复所述步骤(6)和(7)，次数为10次。