[发明专利]用于连铸结晶器凝固传热过程热流密度的计算方法

权利要求书

1. 一种用于连铸结晶器凝固传热过程热流密度的计算方法，其特征在于以方坯连铸机结晶器出口处坯壳的安全厚度和板坯结晶器出口处坯壳的安全厚度为标准，将其换算成单位体积的钢液；然后通过单位时间内凝固的坯壳体积，换算得到凝固坯壳从结晶器中传递出的热量，并以该热量来计算单位面积上的热流密度。

2. 根据权利要求1所述的用于连铸结晶器凝固传热过程热流密度的计算方法，其特征在于所述的热流密度由下述方法得到，其步骤包括：

第一步，确定钢水过热散发热量Q₁：

单位时间内，一定量的钢水过热散发热量Q₁由热量计算公式（1）得出，

Q₁=C_pm(T_c-T_L)                            （1）

式中：Q₁为钢液散发的过热量，C_p为钢液的比热容，m为钢液重量，T_c为钢液的浇铸温度，T_L为浇铸钢种的液相线温度；

第二步，确定钢水凝固过程散发热量Q₂：

单位时间内，一定量的钢水凝固过程散发热量Q₂由热量计算公式（2）得出，

Q₂=C_effm(T_L-T_s)                            （2）

式中：Q₂为钢液凝固过程散发的热量，C_eff为钢液凝固过程中，固液两相区的等效比热容，m为凝固钢液重量，T_L为浇铸钢种的液相线温度，T_s为浇铸钢种的固相线温度；

第三步，确定凝固坯壳冷却过程散发显热热量Q₃： 

单位时间内，凝固坯壳冷却过程散发显热热量Q₃由热量计算公式（3）得出，

Q₃=C_sm(T_s-T₀)/2                            （3）

式中：Q₃为凝固坯壳冷却过程散发显热热量，C_s为浇铸钢种的比热容，m为凝固钢液重量，T_s为浇铸钢种的固相线温度，T₀为结晶器出口处坯壳表面温度；

第四步，获取凝固坯壳出结晶器后的总散发热量Q：

将上述Q₁、Q₂和Q₃值代入热量计算公式（4）中，得到单位时间内的一定量凝固坯壳出结晶器后的总散发热量Q值，

Q=Q₁+Q₂+Q₃                               （4）

第五步，计算单位面积上的平均热流密度q₀：

经过上述步骤，单位面积上的平均热流密度由热流计算公式（5）得出，

q₀=Q/A                                     （5）

式中：q₀为单位面积上的平均热流密度，Q为单位时间内一定量凝固坯壳出结晶器后的总散发热量值，A为结晶器有效使用面积；

第六步，计算结晶器瞬时热流q：

结晶器内的瞬时热流q可由热流计算公式（6）得出，

                       （6）

经过上述步骤，可以得到所述的热流密度。

3. 根据权利要求2所述的用于连铸结晶器凝固传热过程热流密度的计算方法，其特征在于所述的热流密度，其热流值通过结晶器冷却水温差以及结晶器实测温度进行检验。