[发明专利]测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法

权利要求书

1.测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.在电渣重熔过程中，在T时刻投入一定量的示踪剂，并获取T时刻下结晶器和底水箱壁面的温度及热流量；

b.在电渣重熔结束时，将电渣锭脱锭，并沿中轴线将凝固的铸锭纵向剖开，通过硫印实验显示T时刻下金属熔池形状即熔化前沿，同时，脱锭后在钢锭侧面取渣皮样品，记录位置高度和测量对应渣皮厚度，根据傅里叶传热定律，求出T时刻的结晶器冷却面和底水箱冷却面的铸锭表面温度；

c.根据硫印所示面熔化前沿的最低点为界，将铸锭分为上、下两部分，分别求取铸锭的上部分在T时刻的温度分布和铸锭的下部分在T时刻的温度分布。

2.如权利要求1所述的测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，

步骤a还包括：

电渣重熔开始前，测量所冶炼铸锭的导热系数、渣的导热系数、结晶器导热系数、底水箱导热系数、铸锭熔点、结晶器厚度和底水箱厚度。

3.如权利要求1所述的测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，

步骤a中，所述示踪剂采用FeS。

4.如权利要求1所述的测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，

步骤a中，通过结晶器和底水箱安装一定数量的热电偶与热流量计来获取结晶器和底水箱壁面的温度及热流量。

5.如权利要求4所述的测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，

所述热电偶和热流量计在结晶器和底水箱上均匀分布。

6.如权利要求1所述的测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，

步骤b中，根据傅里叶传热定律，求出T时刻的结晶器冷却面的铸锭表面温度为：

其中，T_is为T时刻的结晶器冷却面的铸锭表面温度；T_m为T时刻下结晶器壁面温度；q_m为T时刻下结晶器壁面热流量；S_m为结晶器厚度；λ_m为结晶器导热系数；S_s为取样渣皮的厚度；λ_s为渣皮的导热系数；

根据傅里叶传热定律，求出T时刻的底水箱冷却面的铸锭表面温度为：

其中，T_ib为T时刻的底水箱冷却面的铸锭表面温度；T_b为T时刻下底水箱壁面温度，q_b为T时刻下底水箱壁面热流量；S_b为底水箱厚度；λ_b为底水箱导热系数。

7.如权利要求6所述的测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，

步骤c中，所述铸锭的上部分在T时刻的温度分布根据一维导热定律求出；所述铸锭的下部分在T时刻的温度分布的求取方法为：利用分离变量法求出所述铸锭的下部分温度分布表达式，然后对温度分布表达式进行求解，获得铸锭的下部分在T时刻的温度分布。

8.如权利要求7所述的测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，

步骤c中，根据一维导热定律求取铸锭的上部分在T时刻的温度分布时，测量熔化前沿到铸锭表面距离s，然后根据一维导热定律，获得该部分铸锭温度与横坐标x关系为：T_r为熔化前沿温度，最后依据该公式，获得铸锭的上部分的温度与横坐标x关系函数T_AB(x)。

9.如权利要求8所述的测量电渣重熔过程中铸锭温度分布的方法，其特征在于，

步骤c中，所述铸锭的下部分在T时刻的温度分布是横坐标和纵坐标的函数，即θ(x，y)，该温度分布及边界条件可描述为：

然后根据分离变量法，将上式进行转换，则获取所述铸锭的下部分温度分布表达式为：

最后，利用商业数学软件或者编程对温度分布表达式进行求解计算，求出该部分铸锭在T时刻的温度分布。