[发明专利]一种确定连铸坯振痕形成的研究方法

摘要

一种确定连铸坯振痕形成的研究方法，属于钢铁冶金连铸过程数学模拟应用领域。该方法包括：(1)确定连铸结晶器弯月面渣道高度和宽度；(2)确定连铸结晶器渣道各处的压力；(3)结晶器弯月面处的摩擦以液态摩擦为主，确定液态摩擦力；(4)根据计算渣道压力和摩擦力在渣道内的分布情况，对初凝坯壳进行受力分析；分析渣道最大正负压力对初凝坯壳的影响；在渣道压力对振痕形成影响的基础上，分析最大摩擦力振痕形成的影响；通过以上渣道压力和摩擦力对振痕影响的分析，最终得到连铸坯振痕形成机理。该方法通过对渣道压力和摩擦力的计算，重点考虑动态摩擦力这一因素，分析振痕形成机理，使结果更贴近实际，从而对实际操作更具有指导意义。

主权项

1.一种确定连铸坯振痕形成的研究方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：确定连铸结晶器弯月面渣道高度和宽度根据连铸结晶器弯月面润滑表面特性，将弯月面区域渣道进行简化，其形状同时取决于固态渣膜和连铸结晶器弯月面的表面轮廓；沿拉坯方向，将弯月面渣道分为上部分渣道和下部分渣道，分界线为钢液开始凝固形成初凝坯壳的位置；计算得到上部分渣道的宽度h1，计算得到下部分渣道的宽度h2，即液态渣膜厚度；步骤2：确定渣道压力和摩擦力(1)确定连铸结晶器渣道各处的压力pf(x)；(2)结晶器弯月面处的摩擦以液态摩擦为主，确定液态摩擦力的公式如下：式中，f为液态摩擦力，N；η为保护渣黏度，Pa·s；vm为结晶器振动速度，m·s‑1；vc为拉坯速度，m·s‑1；ρf为保护渣密度，kg·m‑3；g为重力加速度，m·s‑2；lf为渣道高度，mm；p1为渣道入口压力，p1＝ρfgd，Pa；d为熔池深度，m；h(x)为渣膜某处的厚度，mm；x为沿拉坯方向从弯月面顶部到下方某点的高度，mm，0≤x≤lf；其中，R(x)为固态渣膜轮廓的方程式；S(x)为初凝坯壳轮廓的方程式；其中，式中，ai和bi为回归系数，(i＝0,1,2,…，n)；x为沿拉坯方向从分界线到下方某点的高度，mm；步骤3：分析弯月面处铸坯振痕形成机理；根据步骤2的公式计算渣道压力pf(x)和摩擦力f在渣道内的分布情况，对初凝坯壳进行受力分析；(1)分析渣道最大正负压力对初凝坯壳的影响，由于结晶器周期性的振动，渣道在压力也呈周期性的变化，导致铸坯振痕的形成；(2)在渣道压力对振痕形成影响的基础上，分析最大摩擦力振痕形成的影响，由于摩擦力只对坯壳产生拉应力和压应力，从而影响振痕形状；(3)通过以上渣道压力和摩擦力对振痕影响的分析，最终得到连铸坯振痕形成机理。