(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 20221087587 7.X (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 中冶南方 连铸技术工程有限责任公 司 地址 430073 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区关南工业园光谷大道51号 (72)发明人 钱亮　韩占光　谢长川　周干水　 (74)专利代理 机构 北京鸿元知识产权代理有限 公司 11327 专利代理师 付丽丽　袁文婷 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) C21D 1/18(2006.01) C21D 11/00(2006.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 连铸表面淬冷换 热系数的确定方法 (57)摘要 本发明提供一种连铸表面淬冷换热系数的 确定方法， 包括如下步骤： 连续测量淬冷过程中 淬冷介质的温度； 根据淬冷介质温度数据， 计算 淬冷装置中在预设时间周期内淬冷介质吸收的 总热量、 连铸坯在预设时间周 期内的释放热量、 预设时间周期内与淬冷介质接触的定尺的连铸 坯表面的释放热量的平均热流； 将平均热流作为 已知条件， 根据温度场计算模型和第三类边界条 件计算得到连铸坯表面温度和相应的换热系数； 根据连铸坯表 面温度和相应的换热系数， 建立连 铸坯表面温度、 淬冷介质、 淬冷介质温度以及换 热系数之间的对应 关系。 利用本发 明能够解决实 验室中得到的测量结果无法满足工业生产条件 下进行表面淬冷综合换热系数测定的要求等问 题。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115408817 A 2022.11.29 CN 115408817 A 1.一种连铸表面淬冷换 热系数的确定方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 在淬冷装置内对连铸坯进行淬冷， 并连续测量淬冷过程中淬冷介质的温度， 得到淬 冷介质温度数据； S2、 根据所述淬冷介质温度数据， 计算所述淬冷装置中在预设时间周期内淬冷介质吸 收的总热量； S3、 根据所述在预设时间周期内所述淬冷介质吸收的总热量和预设有效系数， 计算所 述连铸坯在预设时间周期内的释放热量； S4、 根据所述连铸坯在预设时间周期内的释放热量， 计算所述预设时间周期内与所述 淬冷介质接触的定尺的连铸坯表面的释放热量的平均热流； S5、 将所述平均热流作为已知条件， 根据温度场计算模型和第三类边界条件计算得到 连铸坯表面温度和相应的换 热系数； S6、 根据所述连铸坯表面温度和相应的换热系数， 建立连铸坯表面温度、 淬冷介质、 淬 冷介质温度以及换 热系数之间的对应关系。 2.根据权利要求1所述的连铸表面淬冷换热系数的确定方法， 其特征在于， 所述在淬冷 装置内对连铸坯进行淬冷， 并连续测量淬冷过程中淬冷介质的温度， 得到淬冷介质温度数 据包括： 在所述淬冷装置内部的不同位置均设置温度测量设备， 并使所述淬冷装置 内部的淬冷 介质的量恒定且封闭而不 流通； 将所述温度测量设备测量得到的平均值作为淬冷介质的温度。 3.根据权利要求2所述的连铸表面淬冷换热系数的确定方法， 其特征在于， 所述在淬冷 装置内对连铸坯进行淬冷， 并连续测量淬冷过程中淬冷介质的温度， 得到淬冷介质温度数 据的过程中， 当测量所述淬冷介质的温度时， 搅动或增大 所述淬冷装置内部的淬冷介质的流动。 4.根据权利要求1所述的连铸表面淬冷换热系数的确定方法， 其特征在于， 所述淬冷装 置中在预设时间周期内淬冷介质吸 收的总热量的计算公式为： Qw＝Cp*W*(Tt‑Tt‑△t)； 其中， Qw为淬冷介质吸收的总热量， Cp为淬冷介质的比热， W为淬冷装置内淬冷介质的容量， Tt‑△t为上个预设时间周期结束时的淬冷介质的温度， 当计算第一个预设时间周期内淬冷介 质吸收的总热量时将淬冷介质的初始温度作为上个预设时间周期结束时的淬冷介质的温 度， Tt为本预设时间周期结束时淬冷介质的温度。 5.根据权利要求1所述的连铸表面淬冷换热系数的确定方法， 其特征在于， 所述连铸坯 在预设时间周期内的释放热量的计算公式为： Q＝Qw/ η； 其中， Q为连铸坯的释放热量， η为预设有效系数。 6.根据权利要求1所述的连铸表面淬冷换热系数的确定方法， 其特征在于， 所述预设时 间周期内与所述淬冷介质接触的定尺的连铸坯表面的释放热量的平均热流的计算公式为： Fave＝Q/(S*△t)； S＝2*(a+b)*L+2ab； 其中， Fave为平均热流， S为连铸坯与淬冷介质的接触面积， a和b分别为连铸坯的断面厚度和权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115408817 A 2宽度， L为连铸坯的定尺长度， △t为预设时间周期， Q 为连铸坯的释放热量。 7.根据权利要求1所述的连铸表面淬冷换热系数的确定方法， 其特征在于， 所述温度场 计算模型采用转换温度和转换 热焓法对连铸坯的温度场进行计算， 包括如下计算公式： 传热微分简化公式： 其中， ρ 为连铸坯的密度， t为传热时间， λ0是参考温度 T0下的导热系数， φ为转换温度， H 为热焓； 热焓的计算公式为： 其中， T0是任选的参考温度， H0是对应的参考热焓， L为凝固潜热， cp( τ )为温度τ下的比 热， fs为固相率； 转换温度与温度对应关系公式为： 其中， λ0是参考温度T0下的导热系数； λ(t)为温度t下的导热系数。 8.根据权利要求1所述的连铸表面淬冷换热系数的确定方法， 其特征在于， 所述三类边 界条件为： Fave＝h*(Tsurface ‑Twater)； 其中， h为换热系数， Tsurface为连铸坯的表面温度， Twater为淬冷介质的温度。 9.根据权利要求1所述的连铸表面淬冷换 热系数的确定方法， 其特 征在于， 所述淬冷装置为淬冷槽； 所述淬冷介质为水。 10.根据权利要求1所述的连铸表面淬冷换 热系数的确定方法， 其特 征在于， 所述预设有效系数为0.9 ‑1.0。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115408817 A 3