[发明专利]一种利用增材稀释消除连铸坯中心线偏析的方法

权利要求书

1.一种利用增材稀释消除连铸坯中心线偏析的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1，采集连铸坯生产工况参数；确定供给速度v_a，并确定增材厚度d和增材宽度w，w＞d；具体包括以下的步骤S11～S13：

S11，采集的工况参数至少包括，液芯末端在液相穴内的深度位置H，浇注温度T_浇、浇铸钢液的液相线温度T_l，工作拉速v_c、连铸坯截面尺寸及冷却条件；

S12，由拟合公式lnt_m＝4.082+2.085lnd－0.497lnΔT－0.365lnT₀计算增材完全熔化所需的时间t_m，浇铸液过热度ΔT＝T_浇-T_l，增材厚度d取1mm至8mm以内，T₀为增材初始温度；

再由v_a≤H/t_m得到供给速度v_a；

S13，由

得到增材横截面面积A_a，其中，C_p为钢液比热，A_c为连铸坯截面积，Q_B为连铸坯的冷却热量，L为增材的熔化潜热，v_c为工作拉速，T_l为浇注钢液的液相线温度；

由A_a＝d×w，得到增材宽度w；

S2，基于连铸坯溶质的标准溶质浓度C_标，计算连铸坯液芯末端偏析指数，得到液芯末端的溶质浓度C_o，再反推出增材的溶质下限浓度C_a；S2包括以下的步骤S21～S22：

S21，依据凝固过程中的溶质析出重新分配规律，计算连铸坯液芯末端偏析指数，得到液芯末端的溶质浓度C_o；

S22，由

得到增材的溶质下限浓度C_a，其中A_o为液芯末端的截面积，v_c为工作拉速，A_a＝d×w；

S3，根据C_a≤C_选＜C_标得到选取浓度C_选，依据增材厚度d、增材宽度w和选取浓度C_选，选用和/或制造增材，以供给速度v_a将增材连续输送到连铸坯的液芯末端，输送时对增材施加振动。

2.如权利要求1所述的利用增材稀释消除连铸坯中心线偏析的方法，其特征在于，S21中：连铸坯中包括n种溶质，n≥1，n中溶质各自的标准溶质浓度为C_标i，i＝1、…、n；

对C_标i、冷却边界条件、连铸坯截面尺寸、工作拉速v_c、粘度、密度、导热率、扩散系数和分配系数，设立宏观模型，宏观模型包括连续性方程、动量方程、能量方程以及溶质传输控制方程，对宏观模型进行完全耦合模拟计算，计算得到流场、温度场和溶质分布；

基于溶质平衡分配系数、扩散系数、局部凝结时间和枝晶结构，对流场、温度场和溶质分布进行微观模型计算，微观模型采用杠杆模型描述n种溶质各自的溶质浓度C_oi、糊状区液相率和温度三者的函数关系，得到凝固前沿的浓度场、液相线、固相线和液相率；浓度场中包括C_oi。

3.如权利要求2所述的利用增材稀释消除连铸坯中心线偏析的方法，其特征在于：S21中还设立宏观模型时还包括多种杂质的杂质浓度C_杂j，j＝n+1、…、m，m≥n+1；经过微观模型计算得到液芯末端的杂质浓度C_oj；

S22中还计算得到增材中的杂质上限浓度C_aj；

S3中还选取增材中的杂质浓度C_选j≤C_aj。

4.如权利要求2所述的利用增材稀释消除连铸坯中心线偏析的方法，其特征在于，S21中：将浓度场、液相率和枝晶结构返回宏观模型，对宏观模型的结果进行修正，再对宏观模型的结果进行微观模型计算，得到优化的微观模型结果。