一種連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動模擬檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶金連鑄結(jié)晶器模擬應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連鑄結(jié)晶器液 態(tài)保護渣流動模擬檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋼的連鑄過程中，鋼水由鋼包進入中間包進而流入結(jié)晶器，并經(jīng)結(jié)晶器及二冷 水冷卻凝固成坯，是一個快速傳熱、承受應(yīng)力并伴隨溶質(zhì)再分配的凝固過程。其中，連鑄結(jié) 晶器作為連鑄機的"心臟"，高溫鋼液在其內(nèi)源源不斷地消除過熱度并推進凝固進程，發(fā)生 著復(fù)雜的流動、傳熱、凝固、溶質(zhì)再分配和受力等行為，且各行為之間相互影響、相互作用， 極易引發(fā)連鑄坯表面和皮下質(zhì)量缺陷。作為連鑄工藝中不可或缺的冶金輔助材料，加入到 結(jié)晶器內(nèi)的保護渣，在結(jié)晶器周期振動產(chǎn)生的泵吸作用下，進入到結(jié)晶器與凝固坯殼間隙 時，起到改善鑄坯潤滑和控制結(jié)晶器傳熱等作用。良好的保護渣流動狀態(tài)有利于減小結(jié)晶 器和鑄坯之間摩擦力，防止坯殼和結(jié)晶器壁黏結(jié)，使鑄坯順利脫模，并獲得良好的鑄坯表面 質(zhì)量。
[0003] 液態(tài)保護渣渣膜的厚度、分布的均勻性及其凝固結(jié)構(gòu)對傳熱和潤滑有極其重要的 影響。由于連鑄結(jié)晶器內(nèi)高溫和相對封閉的特點，使得完全依靠檢測手段直接了解結(jié)晶器 內(nèi)保護渣流動行為幾乎不可能。由于摩擦力和渣膜厚度在實際生產(chǎn)中難以準(zhǔn)確檢測和分 離，因此與渣膜厚度有直接關(guān)系的保護渣消耗量常被用來作為檢驗其潤滑性能的手段。保 護渣消耗量受黏度、拉速、振動參數(shù)、凝固溫度、碳含量及結(jié)晶器幾何尺寸等因素的影響，是 對結(jié)晶器潤滑的整體評價，往往依據(jù)實際使用中的消耗量進行反向擬合得到經(jīng)驗計算公 式，而目前任何一個理論公式計算結(jié)果均與實際存在差距，更無法反應(yīng)液態(tài)保護渣在結(jié)晶 器內(nèi)的真實流動情況。
[0004] 目前，此類研宄仍停留在數(shù)值模擬階段，而連鑄結(jié)晶器振動工藝過程中的物理測 試是對數(shù)值模擬的補充和驗證，也是連鑄坯質(zhì)量研宄的又一重要途徑。因此，提出一種操作 簡單、調(diào)節(jié)靈活的連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動模擬檢測方法尤為關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可直接觀察模擬流動現(xiàn)象、提供實時 準(zhǔn)確壓力數(shù)據(jù)便于理論分析的連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動模擬檢測方法。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動 模擬檢測方法，該方法采用的連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動模擬檢測裝置，包括主控計算機、 采集控制器、壓力傳感器、導(dǎo)管、電機、偏心輪、連桿、用于模擬連鑄結(jié)晶器銅板的振動板及 用于模擬坯殼的有機玻璃板；所述主控計算機與采集控制器的輸出端連接，采集控制器的 輸入端連接壓力傳感器的輸出端，壓力傳感器的輸入端通過導(dǎo)管與開設(shè)在振動板上的壓力 測試孔相連；電機的輸出軸連接偏心輪的一側(cè)，偏心輪的另一側(cè)連接連桿的一端，振動板豎 直連接在連桿的另一端，有機玻璃板與振動板相對安裝；
[0007] 其特點是，該方法包括如下步驟：
[0008] 步驟一：確定有機玻璃板上沿與振動板之間的縫隙寬度d2;
[0009] 步驟二：通過實際結(jié)晶器內(nèi)鑄坯彎月面處渣道寬度Cl1、實際液態(tài)保護渣黏度y:和 步驟一中得到的有機玻璃板上沿與振動板之間的縫隙寬度d2，根據(jù)相似性原理，由下式確 定合適的實驗油黏度y2，
【主權(quán)項】
1. 一種連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動模擬檢測方法，該方法采用的連鑄結(jié)晶器液態(tài)保 護渣流動模擬檢測裝置，包括主控計算機、采集控制器、壓力傳感器、導(dǎo)管、電機、偏心輪、連 桿、用于模擬連鑄結(jié)晶器銅板的振動板及用于模擬坯殼的有機玻璃板；所述主控計算機與 采集控制器的輸出端連接，采集控制器的輸入端連接壓力傳感器的輸出端，壓力傳感器的 輸入端通過導(dǎo)管與開設(shè)在振動板上的壓力測試孔相連；電機的輸出軸連接偏心輪的一側(cè)， 偏心輪的另一側(cè)連接連桿的一端，振動板豎直連接在連桿的另一端，有機玻璃板與振動板 相對安裝； 其特征在于，該方法包括如下步驟： 步驟一：確定有機玻璃板上沿與振動板之間的縫隙寬度d2; 步驟二：通過實際結(jié)晶器內(nèi)鑄坯彎月面處渣道寬度屯、實際液態(tài)保護渣黏度yi和步驟 一中得到的有機玻璃板上沿與振動板之間的縫隙寬度d2，根據(jù)相似性原理，由下式確定合 適的實驗油黏度y2，
式中：yi一實際液態(tài)保護渣黏度，1；2一實驗油黏度，屯一實際結(jié)晶器內(nèi)鑄坯彎月面處 渣道寬度，d2-有機玻璃板上沿與振動板之間的縫隙寬度； 步驟三：由有機玻璃板上沿向有機玻璃板與振動板之間的縫隙內(nèi)均勻注入黏度為y2 的實驗油，使實驗油充滿縫隙； 步驟四：啟動電機，通過偏心輪和連桿帶動振動板進行上下振動； 步驟五：待振動穩(wěn)定后，由有機玻璃板上沿向?qū)嶒炗蛢?nèi)注入墨水，觀察墨水的流動情況 并拍照記錄； 步驟六：在主控計算機中觀察由壓力傳感器檢測到的縫隙內(nèi)墨水流動處的壓力變化， 并儲存數(shù)據(jù)，完成實驗。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動模擬檢測方法，其特征在于步驟 五中所述的待振動穩(wěn)定后，由有機玻璃板上沿向?qū)嶒炗蛢?nèi)注入墨水，采用的是注射器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動模擬檢測方法，其特征在于所述 墨水米用的是紅墨水。
【專利摘要】一種連鑄結(jié)晶器液態(tài)保護渣流動模擬檢測方法，屬于鋼鐵冶金連鑄結(jié)晶器模擬應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括如下步驟：確定有機玻璃板上沿與振動板之間的縫隙寬度d2；通過實際結(jié)晶器內(nèi)鑄坯彎月面處渣道寬度d1、實際液態(tài)保護渣黏度μ1和步驟一中得到的有機玻璃板上沿與振動板之間的縫隙寬度d2，根據(jù)相似性原理，確定合適的實驗油黏度μ2；由有機玻璃板上沿向有機玻璃板與振動板之間的縫隙內(nèi)均勻注入黏度為μ2的實驗油，使實驗油充滿縫隙；啟動電機，通過偏心輪和連桿帶動振動板進行上下振動；待振動穩(wěn)定后，由有機玻璃板上沿向?qū)嶒炗蛢?nèi)注入墨水，觀察墨水的流動情況并拍照記錄；在主控計算機中觀察由壓力傳感器檢測到的縫隙內(nèi)墨水流動處的壓力變化，并儲存數(shù)據(jù)，完成實驗。
【IPC分類】B22D11-16, B22D11-111
【公開號】CN104690243
【申請?zhí)枴緾N201510125896
【發(fā)明人】楊杰, 孟祥寧, 朱苗勇, 汪寧, 林仁敢, 左曉靜
【申請人】東北大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月20日