[发明专利]一种连铸辊列位置固相率计算方法

说明书

本发明涉及一种连铸辊列位置固相率计算方法，不需要借助连铸凝固数学模型，在已知辊列位置的坯壳厚度的条件下，构造轻压下起始中心固相率和坯壳厚度的抛物线方程，利用中心固相率随坯壳厚度增加线性递增的规律，可以依次求出每辊处的中心固相率。本发明是基于大量生产实践数据和多家科研机构连铸凝固数学模型运算结果拟合得到的简化计算方法，可广泛应用于方坯、矩形坯连铸轻压下工艺研究。

技术领域

本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种连铸辊列位置固相率计算方法。

背景技术

连铸工艺过程中，钢由液体凝固为固体过程中温度和固相率变化是最重要的工艺参数，也是最终决定铸坯质量的决定性因素，连铸的全部操作都是为了获得铸流整体合理的温度及固相率分布。

中心固相率是用于研究轻压下、末端电磁搅拌必须依据的一个重要参数。在实际生产过程中，由于钢种成分、铸机结构、工艺参数及外部条件的复杂多变，导致铸坯的温度和固相率确定难度很大，而连铸生产中恶劣的现场条件，又给实际测试工作带来了无法克服的难度。从经典的计算公式(公式中，T_L为液相线温度，T_S为固相线温度，T为铸坯中心的温度)，可知中心固相率与铸坯中心点的温度有关。该温度无法直接测量，一般都是通过连铸凝固数学模型计算求得。然而购买一个商用连铸凝固数学模型通常需要价格不菲的费用，有了模型还需要调试得到适合当前铸机的基本物性参数，这个过程通常需要数月甚至数年时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种连铸辊列位置固相率计算方法，不借助凝固数学模型，通过构造简单的函数方程，在已知辊列坯壳厚度的条件下可以依次求出辊列位置中心固相率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种连铸辊列位置固相率计算方法，通过大量的连铸生产实践得到的数据，和多家科研机构的连铸凝固数学模型运算结果进行拟合回归，得到可以不借助连铸凝固数学模型就可以简化计算连铸辊列位置中心固相率的方法。

所述方法具体包括：从连铸坯低倍上的点状裂纹位置可以得到辊列位置的坯壳厚度。采用中心固相率Fs＝0.3为轻压下理想起始中心固相率，此处对应的位置定义为虚拟起始辊。通过构造Fs＝0.3时的中心固相率和坯壳厚度关系的抛物线方程可以求得虚拟起始辊处的坯壳厚度。利用中心固相率从起始至终点随坯壳厚度增加线性递增的规律，可以依次求出每辊处的固相率。

所述中心固相率从起始至终点随坯壳厚度增加线性递增的规律采用坯壳单位变化厚度对应固相率Fs的变化值j进行表征，j值按以下公式计算：

上述公式中：M为铸坯的名义厚度，C＇为固相率Fs＝0.3时的坯壳厚度，n为辊列序号。

通过上述变化值j根据以下公式计算得到各辊处的固相率Fsn。

Fsn＝0.3+(C_n-C＇)×j

C_n为第n辊处的坯壳厚度，Fsn为第n辊处的固相率，j为坯壳单位变化厚度对应固相率Fs的变化值。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

⑴采用本方法方便快速，一般半小时就能完成分析(模型计算通常需要电脑运行几个小时)；

⑵本方法无须增加额外费用(购买一个商用连铸凝固数学模型通常需要价格不菲的费用)，试样也无须另外制取，完全可以在现成的常规生产铸坯低倍试样上进行分析；

⑶本方法可以分析同样冶金工艺下因工装或环境条件等变化造成固相率、凝固末端变化的影响(数学模型无法计算出此类差异)，从而可以适当调整连铸工艺，实现预期的冶金效果。

附图说明