[发明专利]方坯连铸机和板坯连铸机的喷嘴布置方法及系统

说明书

本发明提供一种方坯连铸机和板坯连铸机喷嘴布置方法及系统，方法包括：初步设定二冷段各喷嘴设置参数；建立各喷嘴局部笛卡尔坐标系；采用网格技术模拟铸坯；以每一个网格中心点为空间着水点，确定每一个空间着水点辐射向量；确定每一个空间着水点辐射向量在连铸机坐标系中相对于所在网格法向的欧拉角；根据喷嘴的每一个空间着水点的水量分布和辐射向量确定该空间着水点的角密度；根据每一个空间着水点的角密度、辐射向量和欧拉角确定该空间着水点所在网格的水流面密度；根据每一个空间着水点所在网格的水流面密度获得铸坯表面温度变化曲线；根据铸坯表面温度变化曲线按照使得铸坯表面纵向和横向温度分布均匀的趋势调整各喷嘴设置参数。

技术领域

本发明涉及连铸技术领域，更具体地，涉及一种方坯连铸机和板坯连铸机喷嘴布置方法及系统。

背景技术

方坯(主要是板坯)温度场计算中，表面水流密度作为边界条件进行输入。目前普遍的处理方法是：在冷却区内按照水量平均分布计算水流密度，也就是说，冷却回路水量L，其对应喷射铸坯表面积为S，则水流密度为q＝L/S。

上述处理方法不考虑喷嘴分布对水流密度的影响，只是在冷却区内做水流密度平均处理，存在以下缺点：

第一，不能考虑幅切情况对板坯角部温度的影响；

第二，没有考虑喷嘴在空间不同位置分布的差异性，各区水流密度平均处理；

第三，不能考虑不同喷嘴型号对计算水流密度的影响。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种模拟不同喷嘴布置对铸坯温度的影响的方坯连铸机和板坯连铸机喷嘴布置方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种方坯连铸机和板坯连铸机喷嘴布置方法，包括：初步设定连铸机二冷段的各喷嘴的设置参数，所述设置参数包括喷嘴数量、喷嘴高度、喷嘴间距、喷嘴安装角度、喷嘴流量、喷射压力和喷嘴的喷射角度；以每一个喷嘴安装位置为原点，以喷嘴喷射方向、喷嘴长轴方向和喷嘴短轴方向为坐标轴，建立每一个喷嘴的局部笛卡尔坐标系；在连铸机坐标系中，采用网格技术模拟连铸生产中的铸坯，得到形成铸坯的多个网格；以喷嘴在铸坯上形成的喷射表面为检测平面，以检测平面上每一个网格的中心点作为空间着水点，确定每一个喷嘴的每一个空间着水点在所述喷嘴的局部笛卡尔坐标系中的辐射向量；确定每一个空间着水点的辐射向量在连铸机坐标系中相对于所在网格法向的欧拉角；根据喷嘴的每一个空间着水点的水量分布和辐射向量确定每一个空间着水点的角密度χ，其中，Q为喷嘴的喷水量，f为空间着水点的水量分布密度值，θ为空间着水点的辐射向量与喷嘴喷射方向的夹角；根据每一个空间着水点的角密度、辐射向量和欧拉角确定每一个空间着水点所在网格的水流面密度w，其中，θ₁为欧拉角，r为辐射向量；根据每一个空间着水点所在网格的水流面密度和所述网格的铸坯传热系数，得到每一个空间着水点所对应的每一个网格的铸坯表面温度，获得铸坯表面温度变化曲线；根据铸坯表面温度变化曲线按照使得铸坯表面纵向和横向温度分布均匀的趋势调整各喷嘴的设置参数。