[发明专利]一种解读射钉试样硫印图校准连铸凝固模型的方法

说明书

本发明涉及一种解读射钉试样硫印图校准连铸凝固模型的方法，属于钢铁冶金连铸凝固规律研究技术领域。步骤一：选取试样开展射钉试验，并对试样进行锯切、冼面、磨样，并做硫印检测和低倍，得到硫印图；步骤二：构建连铸凝固模型，所述连铸凝固模型的中心固相率f的公式为：fs＝(TL‑TCC)/(TL‑TS)；步骤三：解读硫印图，读出坯壳厚度e1：E处与D处之间的距离即为坯壳的厚度e1；其中，D处为铸坯表面，E处为固相区和固液两相区的分界点；步骤四：校准连铸凝固模型：步骤五：研究凝固规律。本申请以E处作为固相区和固液两相区的分界点，进而对硫印图进行解读，能够得到准确的坯壳厚度，进而校准连铸凝固模型；提高了模型模拟的准确性。

技术领域

本发明涉及一种解读射钉试样硫印图校准连铸凝固模型的方法，属于钢铁冶金连铸凝固规律研究技术领域。

背景技术

目前，国内检测连铸高温铸坯内部液芯厚度的有效办法是通过铸坯拉浇过程中射钉试验解读硫印，得到某一位置铸坯固体坯壳，然后校准模型，通过计算找到凝固末端。射钉法是采用射钉枪将作为示踪材料的钢钉击入正在凝固的坯壳，然后在铸坯相应位置取样进行分析。射钉枪由发射枪体、控制箱、射钉弹和射钉等组成，射钉为普通碳素钢，在钉子上加工有两道含有硫化物的沟槽，在射钉进人铸坯液相穴后，低熔点的硫化物会迅速扩散，所以能够用酸侵蚀和硫印的方法根据硫化物的扩散情况测出连铸坯凝固壳厚度，从而确定铸坯的液芯厚度。射钉法具有测量准确、成本低廉和可普及性强等特点。因此，目前国内运用射钉法校准模型是最普遍的方法。

研究发现直接把硫印图上硫化物开始扩散区域至坯壳表面定义为固相区，测量铸坯固相区厚度后代入并校准模型会使模型计算出的凝固末端明显缩短，不符合实际，进而会影响模型模拟结果的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种解读射钉试样硫印图校准连铸凝固模型的方法，能够准备解读硫印图，得到准确的坯壳厚度，进而校准模型，提高模拟效果的准确性。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种解读射钉试样硫印图校准连铸凝固模型的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：选取试样开展射钉试验，并对试样进行锯切、冼面、磨样，并做硫印检测和低倍，得到硫印图；

步骤二：构建连铸凝固模型，所述连铸凝固模型的中心固相率f的公式为：fs＝(TL-TCC)/(TL-TS)；

其中，TL为试样液相线温度；TS为试样固相线温度；TCC为铸坯中心温度；

步骤三：解读硫印图，读出坯壳厚度e1：E处与D处之间的距离即为坯壳的厚度e1；其中，D处为铸坯表面，E处为固相区和固液两相区的分界点；

步骤四：校准连铸凝固模型：在连铸相同拉浇条件下，对试样的不同位置多次开展射钉试验，取得多组硫印图，按步骤三解读硫印图，进而获得不同位置处铸坯的坯壳厚度e1，通过不同位置处铸坯的坯壳厚度e1对连铸凝固模型进行多次校准；

步骤五：研究凝固规律：测量铸坯表面温度验证校准后的连铸凝固模型的准确性；当铸坯表面的实际温度与连铸凝固模型模拟值相差不大时，即可参照连铸凝固模型来研究凝固规律，进而制定相应的工艺。

所述步骤二中的TCC能够参照表面温度通过连铸凝固模型计算得到。

所述步骤二中的连铸凝固模型构建采用交替隐式差分法、显示差分法、隐式差分法、交替隐式差分法、有限元法和边界元法中的一种。

所述步骤三中e1e，其中e为F处与D处之间的距离，F处为硫化物开始扩散处。

与现有技术相比，本发明的优点在于：一种解读射钉试样硫印图校准连铸凝固模型的方法，以E处作为固相区和固液两相区的分界点，进而对硫印图进行解读，能够得到准确的坯壳厚度，进而校准连铸凝固模型；提高了模型模拟的准确性，对连铸凝固规律的研究更贴近生产实际。