[发明专利]一种测量双辊薄带连铸界面热流密度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及双辊薄带连铸技术领域，具体地说是一种测量双辊薄带连铸界面热流密度的方法。

背景技术

双辊薄带连铸过程中，钢液热量的散失速度取决于凝固壳-结晶辊界面（薄带连铸界面）热流密度，而钢液热量散失速度越快，凝固速度越高。这意味着薄带连铸界面热流密度决定着凝固速度，进而对连铸薄带的形成、薄带组织特征、薄带质量及薄带厚度等产生影响。因而掌握和控制薄带连铸界面的传热规律具有重要意义。

目前，薄带连铸界面热流的研究方法主要有两种，一是在双辊薄带连铸实验机上直接进行测量，例如Travares（Tavares R P, Isac M, Hamel F G, et al. Instantaneous interfacial heat fluxes during the 4 to 8 min casting of carbon steels in a twin-roll caster [J]. Metallurgical and Materials Transactions B, 2001, 32B(1): 55-67）、Guthrie（Guthrie R I L, Isac M, Kim J S, et al. Measurements, simulations, and analyses of instantaneous heat fluxes from solidifying steels to the surfaces of twin roll casters and of aluminum to plasma-coated metal substrates [J]. Metallurgical and Materials Transactions B, 2000, 31B(5): 1031-1047） 等的工作。另一是利用模拟实验装置进行研究，BHP&IHI“M”计划（Strezov L, Mahapatra R, Fukase H. Application of fundamental research at project ‘M’ [J]. Iron and steelmaker, 2001, 28(2); 43-48）、我国宝钢（梁高飞，张卫，于艳，等．薄带连铸Kiss点前界面热流模型与凝固过程[J]．上海交通大学学报. 2008， 42 (9)：1401-1404）等在这方面开展了深入地探索。这两种方法均是通过在基底中安装热电耦测量凝固过程的热历史，再通过导热反问题而求出薄带界面热流。由于热电耦安装位置精度难以保证及热电耦与基底接触状态的不确定性，加之熔池中高温液态金属对热电耦的干扰，测量结果可能会有较大的误差，甚至与实际情况不符。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种测量双辊薄带连铸界面热流密度的方法。通过本发明研究薄带连铸界面热流密度无需借助热电耦测量连铸薄带凝固过程的热历史，克服现有技术的不足，从而为精确控制薄带连铸过程和制备质量优良的带钢奠定了基础。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：

（1）确定连铸薄带材料热物理参数值：固相金属导热系数                                                、液相金属导热系数、固态金属比热、固态金属密度、金属熔点和结晶潜热L； 

（2）确定结晶辊直径D以及薄带连铸工艺参数，包括液态金属浇注温度为T、结晶辊旋转速度v、液态金属熔池液面高度为h、辊缝间距为d；

（3）确定二次枝晶间距计算公式中的常数与，其中R为液态凝固速度，G_L为固-液界面温度梯度；

（4）从连铸薄带上截取金相试样，经过研磨和抛光后，在光学显微镜下，以连铸薄带内部的某一点为测量点，测量从该点到薄带表面的二次枝晶间距ξ₂，改变测量点距薄带表面的距离x，进行若干组测量，根据测量结果，在计算机中进行拟合，建立测量点到薄带表面距离x与二次晶枝间距的函数关系ξ₂：

ξ₂=f(x)                               （?）；