[发明专利]一种异型坯连铸二冷辊缝调整方法

权利要求书

1.一种异型坯连铸二冷辊缝调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：先将连铸二冷工段两对夹辊之间的传热区域沿拉坯方向依次划分为夹辊接触传热区、辐射传热区、喷淋水传热区和水聚集蒸发传热区四个传热区域；分别计算各传热区域的长度和热流密度；再分别计算喷淋水传热区在铸坯断面周向上腹板、翼梢、窄面和翼缘区域的水流密度分布以及喷淋水传热区的面积；

S2：根据S1得到的四个传热区域在拉坯方向上的长度、热流密度和喷淋水传热区在铸坯断面周向上的水流密度以及面积，建立基于异型坯连铸二次冷却特征和准确边界条件的二维有限元传热数值模型，基于二维有限元传热数值模型计算得到异型坯在不同凝固时期的温度分布；

S3：实际测试或计算钢种的高温力学性能参数；基于高温力学性能参数、高温相变以及S2中传热模型计算得到的温度分布，建立异型坯连铸高温应力应变模型；根据异型坯连铸高温应力应变模型，计算得到异型坯连铸不同凝固时期铸坯断面等效应变，并根据等效应变得到异型坯特征位置在拉坯方向上的瞬时应变率；

S4：根据S3中计算得到的异型坯特征位置在拉坯方向上的瞬时应变率，统计异型坯连铸铸坯特征位置在每一个时间步长收缩的尺寸，得到异型坯连铸不同凝固时期铸坯各特征位置的二冷辊缝收缩曲线；

S5：根据异型坯不同凝固时期铸坯各特征位置的二冷辊缝收缩曲线，确定各对夹辊之间的距离，并对实际异型坯连铸生产的二冷辊缝进行调整。

2.根据权利要求1所述的异型坯连铸二冷辊缝调整方法，其特征在于，所述步骤S1中喷淋水传热区的长度L_spray按下式计算：

式中，h为喷嘴到内弧腹板中心的距离，单位为m：β为喷嘴在拉坯方向上的喷射角，单位为度；

夹辊接触传热区的长度L_roll与夹辊半径有关，表示为：

式中，A、B均为常数，取值范围为0.5-2.5；α为夹辊和铸坯接触部位弧长对应的角度，单位为度；foot roll，足辊；other rolls，其他辊列；

辐射传热区的长度L_rad和水聚集蒸发传热区的长度L_eva相等，由下式计算：

式中，D为夹辊间距，单位为m；

喷淋水传热区的热流密度q_s表示为：

q_s＝(C×T_sur^-0.228×W^0.805)(T_sur-T_f)；

式中，C为常数，取值范围为1000-4000；T_sur为铸坯表面温度，单位为℃；W为水流密度，单位为L/(m²s)；T_f为冷却水温，单位为℃；

辐射传热区的热流密度q_rad表示为：

q_rad＝εσ[(T_sur+273)⁴-(T_f+273)⁴]；

式中，ε为铸坯表面黑度，取值范围为0-1；σ＝5.67×10^-8W/(m²K⁴)；

夹辊接触传热区的热流密度q_rol可以表示为：

q_rol＝E×T_sur^0.76×v^-0.20×(α)^-0.16；

式中，E为常数，取值范围为5000-15000；v为拉速，单位为m/s；

水聚集蒸发传热区的热流密度q_eva的表达式为：

q_eva＝Mq_rad(1+F)；

式中，M为修正系数，在铸坯断面不同位置取值不同，其取值范围为0.5-2.5；比例系数F用来区分水喷嘴和气水喷嘴，不同类型喷嘴取值不同，其取值范围为0.5-5。