[发明专利]一种确定连铸结晶器渣道压力的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金连铸过程数学模拟应用领域，特别涉及一种确定连铸结晶器渣道压力的方法。

背景技术

随着社会快速发展，市场对钢材产品质量要求越来越高，而连铸环节直接影响整个钢材产品质量，其中结晶器振动及相应保护渣润滑又是钢连铸必备关键操作技术。但是，结晶器振动导致保护渣道压力周期性变化，进而引起弯月面变形，成为连铸坯表面振痕缺陷产生主要原因，振痕是连铸坯特有表面缺陷，也是表面裂纹、皮下夹渣和偏析等缺陷主要发源地，严重制约连铸坯表面质量。因此，要尽量控制振痕缺陷，则需指明保护渣道压力成因及随振动波形变化规律，达到既能起到良好润滑效果，又能最大限度减轻振痕的目的。

已有渣道压力确定方法（如文献《高拉速下连铸坯振痕形成机理及振动参数优化》和文献《连铸保护渣道动态压力计算模型及影响因素》获得弯月面渣道压力分布）是通过求解液态渣动量守恒Navier-Stoke方程（1）和质量守恒连续性方程（2）

dpfdx=μf∂2vx∂y2+ρfg---(1)]]>

dQrdx=ddx(∫0h(x)vxdy)=0---(2)]]>

式中，p_f为压力变量，Pa；v_x为结晶器与刚性坯壳间相对速度，m·min^-1；μ_f为保护渣黏度，Pa·s；ρ_f为保护渣密度，kg·m^-3；Q_r为保护渣消耗量，kg·m^-2；h(x)为液渣膜厚度，mm；x轴方向为沿拉坯方向，y轴为垂直拉坯方向。

取保护渣黏度为1300℃时标定值，忽略渣道内压力和温度变化对保护渣黏度影响。相关振动结晶器内润滑行为研究，将渣膜厚度视为恒定，偏重考察反映结晶器整体润滑程度的液态渣渣耗量，并基于此确定渣道压力和凝固坯壳沿拉坯方向摩擦力，缺乏对渣道形状对渣道压力影响和润滑膜流动行为分析，忽略了液态渣物化性能影响。连铸结晶器弯月面保护渣道内的压力受结晶器振动和拉坯的影响而呈周期性变化，当保护渣所受的压力增加时，分子之间的距离减小而分子间的作用力增大，因而黏度增加；连铸结晶器弯月面两侧分别是水冷结晶器铜板和高温初始凝固坯壳，使得沿拉坯方向和垂直拉坯方向均存在较大的温度梯度，熔渣膜黏度受温度变化影响明显。因此，现有方法对渣道压力变化情况描述仍不精确。

发明内容