[发明专利]预测纯钙包芯线熔化及气化过程温度变化规律的方法

摘要

一种预测纯钙包芯线熔化及气化过程温度变化规律的方法，属于炼钢工艺技术领域。在冶炼钢水的钙处理过程中，根据纯钙包芯线喂入钢包的喂线速率、钙线直径等具体工艺技术参数，通过计算和实验得到纯钙包芯线与钢液之间的对流换热系数，结合钙芯与钢带之间的接触传热条件，利用有限单元计算方法，将纯钙包芯线中的钙芯和钢带作为两个有接触关系的独立传热物体进行分析，找到纯钙包芯线喂入钢液后的温度变化规律，得到金属纯钙包芯线熔化气化的临界点；从而在生产过程中确定最佳工艺技术参数。适用于炼钢过程中进行的钙处理工艺参数优化与确定。

主权项

一种预测纯钙包芯线熔化及气化过程温度变化规律的方法，其特征在于，工艺步骤如下：(1)根据钙线进入钢水的速度，纯钙包芯线与钢液之间的强制对流换热条件按以下方法确定：其中：h为对流换热系数，W·m‑2·℃‑1；A为综合换热系数，3.6～6.8×10‑3，综合换热系数A的范围确定，取决于现场工业实验反复校核有限元计算结果；D为钙线直径，m；v为钙线进入钢水速度，m·s‑1；ρ为钢水密度，Kg·m‑3；μ为钢水的动力粘度，Kg·s·m‑2；C为钢水比热，J·Kg‑1·℃‑1；λ为钢水的导热系数，W·m‑1·℃‑1；(2)根据钙线的长度与横断面的尺寸比，判断传热主要是在2D平面内进行，采用2D有限元技术建立钙芯－钢带－钢液热结构耦合模型；(3)根据钙芯、钢带、钢液的物性参数和喂线速率、钢液温度、钙芯直径工艺参数，以及步骤(1)中求得的相应喂线速率下的强制对流换热边界，求解模型；得到纯钙包芯线喂线过程温度分布规律；(4)根据钙芯的熔点和沸点，判断钙芯是否到达熔化、气化温度。