[发明专利]变钢种浇注连铸坯混钢区域的判定方法

说明书

本发明涉及一种变钢种浇注连铸坯混钢区域的判定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在中间包出口残留钢液液面高度下，对中间包内钢液浓度场分布进行模拟计算，得到钢液RTD曲线的模拟计算，监测出口处的平均浓度分布；(2)在中间包正常浇注钢液液面高度下，对中间包内钢液浓度场分布进行模拟计算，得到钢液的RTD曲线，监测出口处的平均浓度；(3)中间包出口残留钢液液面高度下，确定中间包模型的面积百分比函数η(t)；(4)通过理论计算钢包从换钢液开浇开始到中间包液面高度上升到正常浇注液面高度条件下的时间t_full；(5)在中间包正常浇注钢液液面高度下，确定中间包模型的面积百分比函数ψ(t)。

技术领域

本发明涉及一种判断方法，具体涉及一种变钢种浇注连铸坯混钢区域的判定方法，属于炼钢技术领域。

背景技术

在连铸过程中，从转炉到精炼和连铸过程中，通常一炉钢水的温度和成分是均匀的，因此铸坯在成分方面的变化不大，但是在更换钢包进行异钢种浇注过程中，对于大容量中间包混钢区钢水的残余量较多，混钢量较大。在不更换中间包、不停机的条件下，不同钢种更换期间，造成混浇区的成分与前一炉和后一炉的成分有较大差别，然而铸坯的不同钢种混浇区域很难准确地判定，通常根据经验进行判定，容易造成误判，降级改判和铸坯的判废处理，降低了成材率和金属收得率，因此，在不同钢种更换钢包浇注过程中，采用合适的方法来判定混浇坯的区域和长度是非常必要的。

鉴于此，为提高更换钢包进行异钢种浇注过程产品的成材率，降低生产成本，为了找到准确的新旧钢种混合区的开始部分和结束部分，生产现场往往先根据经验确定混合区域的开始和结束位置，然后在铸上进行取样，进行成分分析，从而确定混合区域的位置和长度，然而该方法工作量大，成本也相对较高，进行取样成分分析的次数较多，有时，需要大量地进行取样才能最终确定新旧钢种的混合区域，同时也影响铸坯的收得率。异钢种混合区域的判定主要存在以下难点：

1、在上一包中间包浇注过程中，随着钢包内旧钢液浇注结束，中间包内钢液液面下降，在中间包内的钢液量为正常浇注总量的15-90％时，开启钢包的滑动水口，在中间包长水口出口处，如何确定中间包长水口的流速的大小。

2、新钢水和中间包的旧钢水进行混合，引起新旧钢水浓度的变化，该过程还涉及到液面上升过程的非稳态浇注的问题。待中间包内钢液上升至正常的浇注液面下，初始的新旧钢液的浓度分布作为中间包内流动和浓度重新分布的初始条件。

中间包内钢液的停留时间分布曲线(RTD曲线)是研究中间包内流动过程中，全混流，活塞流以及短路流的常用方法，根据各区域的体积分数来对中间包内钢液的流动特性进行分析。通常采用刺激-响应试验来对中间包出口处的浓度进行监测，进而得到出口处示踪剂浓度随时间变化的曲线，根据中间包停留时间分布曲线上响应时间、峰值时间以及计算得到的平均停留时间来分析，全混区，活塞区以及死区的体积分数，进而对中间包的结构参数、工艺参数进行评价。刺激响应试验也用在模型模拟中间包内钢液流动的研究中。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种变钢种浇注连铸坯混钢区域的判定方法，该方法可以合理地给出中间包的临界卷渣高度，实现简单、快捷、准确地判定混钢区域。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种变钢种浇注连铸坯混钢区域的判定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在中间包出口残留钢液液面高度下，对中间包内钢液浓度场分布进行模拟计算，得到钢液RTD曲线的模拟计算，监测出口处的平均浓度分布；

(2)在中间包正常浇注钢液液面高度下，对中间包内钢液浓度场分布进行模拟计算，得到钢液的RTD曲线，监测出口处的平均浓度；

(3)中间包出口残留钢液液面高度下，确定中间包模型的面积百分比函数η(t)；

(4)通过理论计算钢包从换钢液开浇开始到中间包液面高度上升到正常浇注液面高度条件下的时间t_full；