[发明专利]方坯结晶器铜管锥度曲线的求取方法、装置及存储介质

说明书

本申请涉及方坯结晶器铜管锥度曲线的求取方法、装置及存储介质，方法包括：基于浇铸液的凝固传热特性确定铸坯的温度场，根据铸坯的温度场、铸液固相线温度、铸液液相线温度求取方坯结晶器中铸坯各点的固相率；根据预设高度中铸坯的固相率确定预设高度中的气隙总宽度；依次根据每个预设高度的气隙总宽度确定方坯结晶器铜管各高度中的宽度；根据方坯结晶器铜管各高度中的宽度确定方坯结晶器铜管的锥度曲线。本方案，可有效求取浇铸液凝固形成的气隙宽度，进而根据气隙宽度调整方坯结晶器铜管的宽度，有效实现对结晶器铜管锥度曲线的优化，使结晶器内腔与形成的坯壳形状尽可能接近，减少气隙的形成，从而更好地改善结晶器传热效果，满足生产要求。

技术领域

本申请涉及方坯结晶器铜管锥度曲线的求取方法、装置及存储介质，属于结晶器铜管锥度曲线设计技术领域。

背景技术

结晶器是连铸过程中的关键设备，是一个强制水冷的无底钢锭模，通过对钢水提供均匀而快速的冷却，促使钢水快速凝固，坯壳均匀生长，保证出结晶器铜管后的坯壳能承受内部未凝固钢水的静压力。结晶器冷却性能直接影响铸坯质量，被称为连铸机的“心脏”。

浇铸液在结晶器内凝固时产生热收缩，坯壳与结晶器之间形成气隙，极大地阻碍热量的传递，降低结晶器冷却效果，使坯壳变薄，还会影响初生坯壳的晶粒度。连铸拉速越高，对结晶器冷却传热效果要求也越高。

为了改善冷却效果，结晶器内腔应呈倒锥度设计，使坯壳与结晶器铜管间具备良好的接触。锥度过小，结晶器内腔与凝固坯壳间会产生较大的气隙，影响铸坯传热和限制拉坯速度；锥度过大，会导致凝固坯壳对结晶器内腔的磨损，影响结晶器铜管的使用寿命，甚至会导致坯壳在出结晶器后被拉断，发生漏钢事故。

如果结晶器锥度设计以中心凝固收缩为标准，就会在角部形成气隙，造成角部温度过热，角部易形成裂纹和发生漏钢；如果锥度设计以角部凝固收缩为标准，就会造成其它位置锥度过大问题，使其与铜板挤压，增大拉坯阻力，造成结晶器磨损严重，甚至会拉断坯壳。

发明内容

本申请提供了一种方坯结晶器铜管锥度曲线的求取方法、装置及存储介质，以解决现有技术中“以中心凝固收缩为标准设计结晶器，就会在角部形成气隙，造成角部温度过热，角部易形成裂纹和发生漏钢；以角部凝固收缩为标准设计结晶器锥度，就会造成其它位置锥度过大问题，使其与铜板挤压，增大拉坯阻力，造成铜板磨损严重，甚至会拉断坯壳”的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

第一方面，根据本申请实施例提供一种方坯结晶器铜管锥度曲线的求取方法，包括：

基于浇铸液的凝固传热特性确定铸坯的温度场，并根据铸坯的温度场、铸液固相线温度、铸液液相线温度求取方坯结晶器中铸坯各点的固相率；

根据预设高度中铸坯的固相率确定预设高度中的气隙总宽度；

依次根据每个预设高度中的气隙总宽度确定方坯结晶器铜管内腔各高度中的宽度；

其中，根据方坯结晶器铜管各高度中的宽度确定方坯结晶器铜管的锥度曲线。

优选地，所述根据预设高度中铸坯的固相率确定预设高度中的气隙总宽度，包括：

采用第一数学模型求取预设高度中固相率大于等于1区域形成的气隙宽度；

根据预设高度中固相率大于等于1区域形成的气隙宽度，采用第二数学模型求取固相率在0到1之间各固相率对应的气隙宽度；

根据预设高度中固相率大于等于1区域形成的气隙宽度，及固相率在0到1之间各固相率对应的气隙宽度，采用第三数学模型确定方坯结晶器预设高度中形成的气隙总宽度。

优选地，

所述第一数学模型为：