(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211197033.0 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路2号 (72)发明人 王旭东　张连东　姚曼　 (74)专利代理 机构 辽宁鸿文知识产权代理有限 公司 21102 专利代理师 许明章　王海波 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) B22D 11/04(2006.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 连铸结晶器过程非均匀性分布的定量评价 方法 (57)摘要 本发明提供一种连铸结晶器过程非均匀性 分布的定量评价方法， 属于钢铁冶金连铸技术领 域。 首先， 对数据进行预处理， 构建的洛伦兹曲 线、 洛伦兹曲线会因分布特点呈现常见形态和两 个极端形态， 分别对应温度的正常分布、 绝对平 均分布和绝对不平均分布， 除常见形态外两个极 端形态只存在理论上的可能性。 其次， 计算非均 匀性分布系数。 最后， 结晶器行为非均匀性评价。 评价方法适用于板坯、 方坯、 圆坯、 异型坯等连铸 坯冶金行为的非均匀性评价。 本发 明评价过程中 数据处理过程本质上是数据归一化过程， 归一化 后有效克服数据均值对评价结果的影 响； 统一评 价“度量标准 ”， 可以定量评价结晶器过程且评价 结果都处于[0,1]之间， 对于复杂多变的结晶器 过程来说， 具有很好 地适应性。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115438503 A 2022.12.06 CN 115438503 A 1.一种连铸结晶器冶 金过程非均匀性分布的定量评价方法， 其特征在于， 首先， 通过安 装传感器， 实时记录连铸结 晶器在冶金过程中铜板/冷却水温度、 冷却水量、 摩擦力和液位 波动， 并记录其他工艺参数， 包括浇铸温度、 拉速、 钢液的液固相线和铸坯尺 寸和其他数据， 获得结晶器冶金过程重要的物理场数据； 以评价连铸结晶器过程中渣道/液渣/固渣厚度的 非均匀性分布进行说明， 结晶器过程其他物理场的非均匀性分布的评价方法与渣道/液渣/ 固渣厚度的非均匀性分布方法相同； 所述的定量评价方法包括以下步骤： 第一步： 渣道/液渣/固渣厚度数据预处 理； 第二步： 构建渣道/液渣/固渣厚度分布的洛伦兹曲线； 第三步： 计算非均匀性分布系数； 第四步： 结晶器渣道/液渣/固渣厚度分布非均匀性评价。 2.根据权利要求1所述的一种连铸结晶器冶金过程非均匀性分布的定量评价方法， 其 特征在于， 包括以下步骤： 第一步： 渣道/液渣/固渣厚度数据预处 理 (1)将铸坯离散化， 在铸坯距弯月面以下某高度h上存在离散的n个渣道/液渣/固渣数 据， 将其定义 为xi， i的取值范围是1,2,3 …n； (2)将xi从小到大排序， 从小到大重新排序的数据定义为yi， 则y1<y2<y3<…<yi‑1<yi< yi+1…<yn； 定义每个数据占所有数据和的比例为zi， 令 则z1<z2<z3<…<zi‑1<zi< zi+1…<zn； 第二步： 构建渣道/液渣/固渣厚度分布的洛伦兹曲线 (1)令si＝z1+z2+…+zi， si＝si‑1+zi， 定义s0＝0； 将点(i， si)绘制于直角坐标系上， 从点 (0， 0)开始， 按i增大的顺序连接每一个点(i， si)， 构成近似曲线， 称之为洛伦兹曲线； 洛伦 兹曲线会因渣道/液渣/固渣厚度的分布特点而 呈现常见形态和两个极端 形态， 极端 形态是 绝对平均分布形态和绝对不平均分布形态， 分别对应渣道/液渣/固渣厚度的正常分布、 绝 对平均分布和绝对不平均分布， 除常见 形态外两个极端形态只存在理论上的可能性； (2)当渣道/液渣/固渣厚度xi绝对平均分布(即x1＝x2＝…＝xi＝…＝xn)时洛伦兹曲线 变形为直线L； (3)当渣道/液渣/固渣厚度xi正常分布时洛伦兹曲线为 正常状态的曲线； (4)当渣道/液渣/固渣厚度xi绝对不平均 分布时洛伦兹曲线变形为折线PolyL， 其中绝 对不平均分布指除了xi中最大值外其 他都为0； 第三步： 计算非均匀性分布系数 (1)定义直线L与折线PolyL构成直角ΔABC， 其中A点坐标为(0,0)即直角坐标系原点， B 点坐标为(n,1)， C点坐标为(n,0)； SΔABC为ΔABC的面积， S阴影为直线L与A⌒B组成的封闭图形 面积； 则非均匀性分布系数计算公式为： 当温度绝对不平均分布， 洛伦兹曲线与折线PolyL重合， 则S阴影的最大值等于SΔABC； 当温 度绝对平均分布， 洛伦兹曲线与直线L重合， 则S阴影的最小值等于0； 即Non ‑uniformindex∈ [0,1]， 其中0表示 绝对平均分布， 1表示 绝对不平均分布；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438503 A 2第四步： 结晶器渣道/液渣/固渣厚度分布非均匀性评价 更改第一步高度h的大小后， 重复第 一步、 第二步和第 三步会得到更改结晶器高度后的 非均匀性分布系数； 重复更改高度h后， 可以得到弯月面下铸坯所有高度的渣道/液渣/固渣 厚度非均匀性分布系数； 非均匀性分布系数的变化表示了渣道/液渣/固渣厚度在浇铸方向 上非均匀性的变化， 达 到评价渣道/液渣/固渣厚度非均匀分布的目的。 3.一种权利要求3所述的评价方法， 其特征在于， 所述的评价方法适用于板坯、 方坯、 圆 坯、 异型坯或其 他连铸坯冶金 行为的非均匀性评价。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438503 A 3