[发明专利]一种小方坯连铸拉坯方向二冷喷淋状态的数值化方法

权利要求书

1.一种小方坯连铸拉坯方向二冷喷淋状态的数值化方法，其特征在于：

读取小方坯连铸机结构参数、连铸工艺参数和喷嘴冷态性能参数，构建单喷嘴的二维喷淋网络；

根据冷却区水流量、喷嘴数量和不同喷嘴的水流量，计算单喷嘴二维喷淋网络内的水流量分布；

以垂直安装喷嘴的喷淋网络为基准，均一化处理倾斜安装喷嘴的喷淋网络，并映射到小方坯表面，构建与小方坯表面平行的喷淋网络；

将各喷淋区的喷嘴叠加装配到喷淋架上，形成喷淋区多喷嘴二维喷淋网络；

叠加相邻两喷淋区之间无夹辊阻挡情况下拉坯方向上喷淋状态；

构建二冷各区小方坯表面的水流密度网络，实现对小方坯连铸拉坯方向二冷喷淋状态的数值化。

2.根据权利要求1所述的一种小方坯连铸拉坯方向二冷喷淋状态的数值化方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：读取小方坯连铸机二冷区结构参数、喷嘴冷态性能参数和连铸工艺参数；

步骤2：判断步骤1读入的喷嘴喷淋特性的数据类型，将喷嘴原始喷淋网络Sp的喷淋微元数量扩大至refine倍，进而构建喷嘴二维致密的喷淋网络Sp2D；

步骤3：根据喷嘴测试安装高度H₁、喷嘴实际安装高度H₂和喷嘴安装角度θ，在保持喷淋微元数量和水流量分布不变的情况下，对二维喷淋网络Sp2D中喷淋微元(Sp2D_i,Sp2D_j)位置进行缩放，缩放后形成新的喷淋网络Sp2Dθ；

步骤4：根据冷却区水流量L、喷嘴种类kind、第kind_i种喷嘴的排数row(kind_i)、第kind_i种的列数col(kind_i)、第kind_i种喷嘴的水流量l(kind_i)，确定新的喷淋网络Sp2Dθ中喷淋微元(Sp2Dθ_i,Sp2Dθ_j)的水流量；

步骤5：以喷嘴安装角度θ为90°的喷淋网络Sp2D90为基准，将喷嘴安装角度θ不为90°的喷淋网络Sp2Dθ进行均一化处理；

步骤6：将喷嘴安装角度θ不为90°的喷淋网络Sp2Dθ调整至与小方坯表面平行，构建与小方坯表面平行的喷淋网络Sp2Dθ90；

步骤7：根据喷淋架上喷嘴的位置，将喷嘴安装到小方坯连铸机内，针对小方坯连铸的特点，进行横向x轴的水流量分布叠加和拉坯方向z轴的水流量分布叠加；

步骤8：叠加相邻两喷淋区之间无夹辊阻挡情况下拉坯方向上喷淋状态；

步骤9：根据步骤1-8建立的喷淋网络Sp2DAS中喷淋微元(Sp2DAS_i,Sp2DAS_j)的水流量Sp2DAS_fw”和喷淋微元尺寸Sp2DAS_xsize，计算喷淋微元的水流密度Sp2DAS_wf；

步骤10：根据连铸工艺条件，在步骤1-9建立的二冷各区喷淋网络Sp2DAS中，通过双线性插值计算小方坯表面的水流密度分布，并以二冷各区为单元输出存储，完成对小方坯连铸拉坯方向二冷喷淋状态的数值化。

3.根据权利要求2所述的一种小方坯连铸拉坯方向二冷喷淋状态的数值化方法，其特征在于：

所述连铸机二冷区结构参数包括二冷区数量、长度、入口位置和出口位置、二冷各区夹辊与小方坯的接触长度、二冷各区喷淋架上喷嘴排数、列数、种类数、编号、实际安装高度、安装角度与安装位置；

所述喷嘴冷态性能参数包括喷嘴编号、测试安装高度、喷淋微元尺寸、喷淋微元编号、喷淋形状、喷淋水流量和喷淋特性；所述的喷淋特性是指通过喷嘴冷态性能测试实验在测试安装高度与喷嘴垂直安装条件下获得的原始喷淋网络内喷淋微元的水流量百分比；

所述连铸工艺参数包括拉速、二冷各区水流量和小方坯断面尺寸；所述小方坯断面尺寸包括小方坯宽度和厚度。