[发明专利]一种连铸坯热送过程表面淬火工艺冷却水流量的确定方法

摘要

本发明提供一种连铸坯热送过程表面淬火工艺冷却水流量的确定方法，包括：在连铸坯热送过程表面淬火工艺的水冷区域给予冷却水流量，测量连铸二冷各区出口位置、矫直区出口位置以及连铸坯热送过程表面淬火水冷结束位置的铸坯温度；建立连铸阶段铸坯凝固传热数值模型和连铸坯热送过程表面淬火阶段铸坯传热数值模型；计算不同工艺条件下连铸坯温度场，提取到矫直区出口位置的多个连铸坯温度场；求解各冷却初始温度下连铸坯表面达到冷却目标温度所需冷却水流量；测量矫直区出口位置的铸坯表面中心温度，计算铸坯表面达到目标冷却温度所需冷却水流量。保证良好的连铸坯热送过程表面淬火效果和较高的热装温度，避免热送裂纹发生使热送热装过程顺利进行。

主权项

1.一种连铸坯热送过程表面淬火工艺冷却水流量的确定方法，其特征在于，包括：步骤1：确定连铸坯热送过程表面淬火工艺的各项工艺参数；所述连铸坯热送过程表面淬火工艺的各项工艺参数，包括连铸坯热送过程表面淬火阶段的连铸坯表面冷却速度V、冷却目标温度、行进速度、水冷区域最大长度；步骤2：稳定浇铸时，在连铸坯热送过程表面淬火工艺的水冷区域给予冷却水流量，测量连铸二冷各区出口位置、矫直区出口位置以及连铸坯热送过程表面淬火水冷结束位置的铸坯温度；步骤3：建立连铸阶段铸坯凝固传热数值模型和连铸坯热送过程表面淬火阶段铸坯传热数值模型并利用步骤2测量的铸坯温度进行修正；步骤4：利用修正的连铸阶段铸坯凝固传热数值模型计算不同工艺条件下连铸坯温度场，提取得到矫直区出口位置的多个连铸坯温度场；步骤5：在确定的连铸坯表面冷却速度V下，利用连铸坯热送过程表面淬火阶段铸坯传热数值模型，将步骤4中得到的矫直区出口位置连铸坯温度场作为冷却初始温度场，采用二分法，求解各冷却初始温度下连铸坯表面达到冷却目标温度所需要的冷却水流量，进而得到当前钢种冷却初始温度与铸坯表面达到冷却目标温度所需要的冷却水流量之间的关系曲线；步骤6：测量矫直区出口位置的铸坯表面中心温度，以此作为连铸坯热送过程表面淬火阶段冷却初始温度，利用步骤5得到的关系曲线，计算得出铸坯表面达到目标冷却温度所需要的冷却水流量；所述步骤3具体包括如下子步骤：步骤3‑1：建立连铸阶段铸坯凝固传热数值模型和连铸坯热送过程表面淬火阶段铸坯传热数值模型；步骤3‑2：利用连铸阶段铸坯凝固传热数值模型和连铸坯热送过程表面淬火阶段铸坯传热数值模型，分别采用步骤2测量得到的各位置的铸坯温度作为目标温度，采用二分法，按照连铸坯经过的顺序，从前往后逐个求解连铸阶段各个二冷区和连铸坯热送过程表面淬火阶段水冷区的铸坯与冷却水之间的对流换热系数；步骤3‑3：使用步骤3‑2中求得的连铸阶段各个二冷区和连铸坯热送过程表面淬火阶段水冷区的铸坯与冷却水之间的对流换热系数求出Nozaki公式中的修正系数，修正Nozaki公式；Nozaki公式：hi＝1570wi0.55(1‑0.0075Tw)/ai其中，ai为连铸阶段或连铸坯热送过程表面淬火阶段求得的修正系数，wi为连铸阶段或连铸坯热送过程表面淬火阶段冷却水水流密度，Tw为连铸阶段或连铸坯热送过程表面淬火阶段冷却水温度；步骤3‑4：使用修正后的Nozaki公式计算连铸阶段铸坯凝固传热数值模型和连铸坯热送过程表面淬火阶段铸坯传热数值模型的对流换热系数，至此，连铸阶段铸坯凝固传热数值模型和连铸坯热送过程表面淬火阶段铸坯传热数值模型得到修正；所述连铸阶段铸坯凝固传热数值模型和连铸坯热送过程表面淬火铸坯传热数值模型的建立方法如下：连铸阶段、连铸坯热送过程表面淬火阶段的传热均受二维非稳态传热微分方程控制，采用有限元方法将二维非稳态传热微分方程离散，结合连铸生产工艺条件建立连铸阶段铸坯凝固传热数值模型和连铸坯热送过程表面淬火阶段铸坯传热数值模型。