一种连铸保护渣综合传热热流测试方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102879130A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102879130A(43)申请公布日2013.01.16(21)申请号201210349354.8(22)申请日2012.09.19(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人王万林马范军周乐君(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113代理人马强(51)Int.Cl.G01K17/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种连铸保护渣综合传热热流测试方法(57)摘要本发明公开了一种连铸保护渣综合传热热流测试方法,在感应电炉中用石墨坩埚熔化并保温连铸保护渣，使保护渣的成分与温度均匀一致；将熔融状态的保护渣倒入铜基，液态保护在铜基中快速冷却，形成半透明的玻璃状保护渣膜；将渣膜倒出送进保温炉保温，进行去应力退火，取出冷却并制成实验用的渣膜；将实验用渣膜小心地放置于测试系统的铜模上，调好铜模实验位置，开启电源进行实验，实验中通过插入在铜模中的热电偶传感器采集铜模中不同位置的温度数据，通过计算机实时计算通过保护渣的传热热流；本发明的方法可精确控制坯壳温度，测试保护渣水平综合传热热流数据精度高；试验样品制备方便，稳定可靠，制造成本较低。CN1028793ACN102879130A权利要求书1/1页1.一种连铸保护渣综合传热热流测试方法,包括传热热流模拟测试装置，所述传热热流模拟测试装置包括坯壳、铜模结晶器、计算机、底座、两个温度采集器、两个温度控制模块，所述铜模结晶器固定在底座上，所述坯壳固定在铜模结晶器上方，铜模结晶器和坯壳之间固定有保护渣样品，保护渣样品一侧设有可采集保护渣样品图像的摄像机，坯壳两侧设置有对坯壳加热的感应电炉，所述感应电炉与第一个温度控制模块连接，坯壳和铜模结晶器内插有热电偶，第二个温度控制模块分别与坯壳内的热电偶、第一个温度采集器连接，铜模结晶器内的热电偶通过第二个温度采集器与计算机连接，底座上设有进水管和出水管，其特征在于，该方法的步骤如下：1）在感应电炉中用石墨坩埚熔化50克炼钢过程中的连铸保护渣，在1300-1400℃下保温3-5分钟，使其充分熔化并且连铸保护渣的成分与温度均匀一致；2）将熔融状态的连铸保护渣倒入直径30mm，深度5mm的圆柱形铜质基座，液态连铸保护渣在铜基中快速冷却，形成半透明的玻璃状保护渣膜；3）将所述保护渣膜倒出送进350-400℃保温炉保温3-4小时，进行去应力退火，取出冷却并制成实验用的渣膜；4）将实验用渣膜放置于所述水平传热热流模拟测试装置的铜模结晶器上，调好铜模结晶器实验位置，使所述保护渣膜上表面刚好与坯壳下表面接触，开启电源进行实验，实验中通过插在铜模结晶器中的热电偶采集铜模结晶器不同位置的温度数据；5）温度采集器采集上述步骤4）中的温度数据，传给计算机，计算机根据公式qtot=Keff(ΔT/d)实时计算通过连铸保护渣的传热热流，公式中qtot是通过连铸保护渣的传2热热流，Keff是铜模结晶器的导热系数，为381W/mK，△T是铜模结晶器内两支热电偶间的温度差，d是铜模结晶器内两支热电偶间的距离。2.根据权利要求1所述的连铸保护渣综合传热热流测试方法,其特征在于，所述步骤1）中，连铸保护渣在1300℃下保温5分钟。3.根据权利要求1所述的连铸保护渣综合传热热流测试方法,其特征在于，所述步骤3）中，渣膜在400℃的保温炉中保温4小时。2CN102879130A说明书1/3页一种连铸保护渣综合传热热流测试方法技术领域[0001]本发明涉及一种钢铁生产过程中连铸保护渣的综合传热性能的测试方法。背景技术[0002]在连铸过程中，铸坯的初始凝固点弯月面处是至关重要的地方，因为它既是初始凝固壳的生长点，又是各种表面缺陷的孕育地。为了改善铸坯的表面质量，从连铸技术诞生起，这一区域的传热凝固行为就受到了重视。[0003]但由于这一区域是一个涉及多组元(钢、保护渣、结晶器)，多相(液、固态保护渣，钢水和凝固壳)以及非稳态(结晶器振动，钢水和保护渣不断补充)的复杂物理化学过程，给理论分析和实验带来了极大的困难。结晶器保护渣是钢铁连铸过程中广泛应用的一种材料，具有绝热保温、防止钢液二次氧化、吸收钢液中夹杂物、润滑和控制传热的作用。连铸过程中保护渣的使用率达到80%以上，保护渣在连铸过程中粘度、导热性、矿相、微观组织等系列变化对铸坯质量、能源的利用效率产生重大影响。[0004]由于结晶器中极其严酷的环境:1500℃以上的高温，周期性的振动，瞬间非稳定状态的流动等等，使得对于结晶器弯月面处进行瞬态原位观察非常困难。图1给出了在结晶器内弯月面处，熔融钢液、初始凝固钢壳、熔融保护渣、