[发明专利]连铸二冷区传热系数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及板坯连铸二冷技术，更具体地说，涉及一种连铸二冷区传热系数测量方法，该方法能够测量连铸二冷区的综合传热系数。

背景技术

在板坯连铸过程中，为了制定合理的二冷配水制度，以及为连铸凝固传热模型提供准确的热传递边界条件，需要对连铸二冷区传热系数进行测量。公告号为CN86102931A的中国专利公开了一种传热系数测定仪，该专利是先采用加热控温系统对金属试件进行加热，然后通过热电偶对金属试件进行测温并输出电势信号，电势信号经过放大转换后，输入计算机，再通过计算机控制金属试件进行加热至指定温度；然后再通过控制系统启动延时，待金属试件的温度均匀后停止加热，取下保温盖，并开始喷水冷却金属试件，最后由计算机计算出传热系数，整个测定是通过实验的方式进行的。但在实际的连铸过程中，由于二冷区内传热方式有多种，请参阅图1所示，传热方式包括：喷雾水冷却、滞留水加热、夹辊接触传热和铸坯辐射传热，而上述专利通过实验得到的传热系数关系式只反应了喷雾水与铸坯之间的换热关系，缺少了考虑夹辊热传导、辐射和滞留水加热的影响，不能很好的描述铸坯在二冷区的整个换热过程，使得出的传热系数存在片面性，只能定性地反应喷雾水与二冷换热系数之间的关系，与实际生产要求存在一定距离。

发明内容

针对现有技术中存在的上述的测定的传热系数较片面、无法反映整个二冷区综合换热过程的缺点，本发明的目的是提供一种连铸二冷区传热系数测量方法，该测量方法能够测量二冷区的综合传热系数，并提高了测量的准确性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该连铸二冷区传热系数测量方法的具体步骤如下：

A.将热电偶投入结晶器内，并固定在铸坯内，通过铸坯拖动流经二冷区；

B.通过热电偶对铸坯内部两测温点进行温度测量，并输出电信号；

C.采用信号处理单元对所述的电信号进行隔离放大，并转换成数字信号输出；

D.剖开铸坯，测量出铸坯内部两测温点之间的距离以及铸坯内部两测温点中靠近铸坯表面的外侧测温点与相应的铸坯表面之间的距离；

E.采用计算单元记录各测量数据，并进行计算处理，计算出传热系数，计算步骤为：

E1.通过步骤B中的铸坯内部两测温点的温度以及步骤D中的两测温点之间的距离，计算出铸坯热流密度；

E2.通过步骤E1中的铸坯热流密度，计算出相应的铸坯表面温度；

E3.通过相应的铸坯表面温度，计算出传热系数。

所述的步骤A的具体步骤为：

A1.选取两个热电偶设置并固定在一支架上，并将两个热电偶的一端通过导线连接到信号处理单元；

A2.采用一配重块吊置在支架上；

A3.使用耐火材料层对两个热电偶及配重块的外部进行包裹；

A4.对支架进行预热处理；

A5.将设置在支架上的热电偶及配重块投入结晶器内；

A6.使热电偶固定在铸坯内部，并通过铸坯拖动流经二冷区。

所述的步骤E1中的计算铸坯热流密度的计算公式为

其中，q为铸坯热流密度，T₂为铸坯内部外侧测温点的温度，T₁为铸坯内部内侧测温点的温度，λ为铸坯导热系数，Δl为两测温点之间的距离。

所述的步骤E2中的计算铸坯热流密度的计算公式为q＝λ(T₂-T₀)/L，

其中，q为铸坯热流密度，T₂为铸坯内部外侧测温点的温度，T₀为相应的铸坯表面温度，λ为铸坯导热系数，L为铸坯内部外侧测温点与相应的铸坯表面之间的距离。

所述的步骤E3中的计算传热系数的计算公式为q＝h(T₀-T_w)，

其中，q为铸坯热流密度，T₀为相应的铸坯表面温度，T_w为冷却水温度，h为传热系数。