[发明专利]一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法

说明书

本发明属于双辊铸轧技术领域，具体涉及一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。申请人由双辊铸轧熔池示踪技术明确熔池内发生的关键传输现象，根据这些关键传输现象发生的顺序和所需条件，建立再现实际关键传输过程的具体方法，根据所述具体方法构建再现实际关键传输机制的装置的结构、传热模式、运动模式和数据采集办法。申请人发明了一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。应用该申请文件所提装置和方法，可用极低成本建立双辊铸轧材料成分数据库和工艺参量数据库。

技术领域

本发明属于双辊铸轧技术领域，具体涉及一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。所述双辊铸轧熔池中的被铸轧材料包括钢铁材料、有色金属材料。首先，根据由申请人等首创的熔池示踪技术明确熔池内发生的传输过程，确定建立成分数据库和工艺参量数据库所需的传输过程的关键方面。第二，根据所述传输过程的所述关键方面的发生顺序和所需条件，构建具体实施方法，根据具体实施方法构建模拟装置的结构、传热模块、运动模式。本发明提供了一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。应用该装置和方法，可凭借极低代价获得双辊铸轧材料成分数据库和工艺参量数据库。

背景技术

双辊铸轧技术的可铸轧金属材料数据库和工艺参量数据库的建立存在诸多困难。典型的实验铸机的铸速一般仅为几米/分钟，熔池内难以实现稳定的动量、热量和质量分布，一次实验的熔融金属质量很难支撑铸轧动态稳定阶段的出现和持续。对于钢铁企业的典型的工业化铸机，探索适合双辊铸轧技术制备的材料成分和相应的工艺参数耗资巨大，周期太长。钢铁企业利用工业铸机获得材料成分数据库和工艺参数数据库代价巨大。

双辊铸轧技术领域内似乎从未有科学技术人员提出过这样一个问题：是否存在一种模拟装置，能够以短平快的模式建立工业化双辊铸轧所需的材料成分数据库和相应的工艺参数数据库，也就是，利用极端朴素的实验去帮助企业迅速拓展双辊铸轧技术的“绿色优势”。所谓的“极端朴素的实验”包括两方面：毋庸置疑的可信度、等同于没有代价的经济性。申请人经过研究认为，由于熔池示踪技术的出现，双辊铸轧关键熔池传输机制得以定义，因此，本段开头部分所提问题的答案显然是存在的。鉴于熔池传输机制得以准确定义，确实可以构建一种模拟装置，去从事“极端朴素的实验”，以短平快的模式建立工业化双辊铸轧机所需的材料成分数据库和相应的工艺参数数据库。研究人员只需要分析出双辊铸轧熔池关键传输机制发生所需的背景条件，构建出产生所述背景条件的具体方法，再根据所述具体方法去搭建实际装置的结构、传热模式、运动模式等，就可以在实验室中再现熔池中关键传输行为。对于不同的材料成分而言，利用双辊铸轧技术能否取得成功的判定标准是确定和可知的，因此，有必要跨过长期以来对于材料物性参数和热-流-力耦合的纠缠。对于不可知也很难确定和左右的材料物性参数演化机理和热-流-力耦合理论，应该是诱使它们在模拟装置中完美发生，就像在实际铸轧中发生的那样，把关切放在结果，而非过程。

本发明优势显而易见，熔池内关键传输机制是申请人根据熔池示踪方法发现的，熔池示踪方法是申请人等在申请号为CN202110122637.8的专利申请文件中首次公开报道的。申请人基于首次发现的熔池分区传输现象，构建出重复这些现象中关键部分的装置和方法，提出一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。应用本申请书中所述装置和方法，可实现通过“极端朴素的实验”获得对于工业化生产至关重要的双辊铸轧材料成分数据库和工艺参量数据库。

发明内容

申请人等在申请号为CN202110122637.8的专利文件中首次报道了一种可直接研究熔池内实际传输行为的示踪技术。根据熔池示踪结果，出熔池的铸带需要经历若干个关键过程。因此，模拟装置的关键结构和运动模式需要再现所述关键过程。