[发明专利]金属枝晶间距预测方法及装置、设备、存储介质

说明书

本发明公开了一种金属枝晶间距预测方法及装置、设备、存储介质，通过获取金属在连铸轻压下过程中连铸机的轻压下量、实时总压下量、实时凝固速度和实时温度梯度，并代入关系模型，获得金属的预测枝晶间距，其中，关系模型用于反映金属枝晶间距与连铸轻压下工艺参数的关系，从而可以反映连铸轻压下过程中金属枝晶间距与工艺参数的关系，进而可以对连铸轻压下过程中金属枝晶间距进行动态预测。

技术领域

本发明属于金属连铸技术领域，具体涉及一种金属枝晶间距预测方法及装置、设备、存储介质。

背景技术

金属的凝固速度、凝固前沿固液两相区的温度梯度(由冷却速度决定)及凝固条件是影响其凝固组织(如枝晶)的重要因素，而枝晶间距是影响连铸钢坯质量的主要指标，即合金成分和凝固速度影响树枝晶细化程度，直接影响枝晶生长和显微偏析，最终影响钢材的机械性能。目前国内外很多学者对传统连铸工艺下金属的枝晶间距进行了不同层次的研究，并形成系统理论，认为一次枝晶间距λ₁与凝固速度、温度梯度有关，二次枝晶间距λ₂与凝固速度有关。

为了获得质量更好的钢材，很多学者探索枝晶间距与凝固速度、温度梯度及凝固条件的关系模型，反映凝固机理(如枝晶间距)与工艺参数的关系，用于确定合理工艺参数以减少缺陷。比如：

雅可彼对无轻压下的连铸坯壳的凝固速度和温度梯度进行测量，得到计算一次枝晶间距和二次枝晶间距的公式:式中：G代表温度梯度，单位是℃·mm-1；R代表凝固速度，单位是mm·s-1；

K.Nagai按照经验公式计算出低碳钢的二次枝晶间距λ₂＝688(60R)-0.36，靠测量低碳钢二次枝晶间距，计算出不同厚度的凝固冷却速度；

Han.Kim等研究高磷钢，得出枝晶间距与冷却速度的关系：λ₁＝0.371ε-0.329，λ₂＝688(60ε)-0.36；

J.E.Spinelli等根据二次枝晶间距与冷却速度的试验关系式，得出304钢的二次枝晶间距λ₂＝68ε-0.45[20]，并靠测量不同位置的二次枝晶间距λ₂，计算出不同厚度的凝固冷却速度。

但是，上述这些研究都是在传统连铸(无轻压下)工艺下进行的，已经不适应近几年发展起来并在国内外得到广泛应用的连铸轻压下新工艺。连铸轻压下新工艺是通过机械压力弥补、避免或焊合中心疏松，减少中心偏析，改善材料性能。其中，关键的工艺参数包括：总压下量、压下位置及指定区域的压下率和压下速率等。在连铸轻压下过程中很多工艺参数会发生变化，而以上模型均为静态模型，受限于技术和认知落后，在当今动态轻压下等新工艺的应用场景下，这些静态模型更显得与现实生产严重脱节，无法对连铸轻压下过程中金属枝晶间距进行动态预测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属枝晶间距预测方法及装置、设备、存储介质，可以对连铸轻压下过程中金属枝晶间距进行动态预测。

本发明实施例第一方面公开一种金属枝晶间距预测方法，包括：

获取金属在连铸轻压下过程中连铸机的轻压下量、实时总压下量和实时冷却水参数；所述实时冷却水参数包括实时凝固速度和实时温度梯度；

将所述连铸机的轻压下量、所述实时总压下量和所述实时冷却水参数代入关系模型，获得所述金属的预测枝晶间距；其中，所述关系模型用于反映金属枝晶间距与连铸轻压下工艺参数的关系。

在其中一个实施例中，所述预测枝晶间距包括一次枝晶间距和二次枝晶间距；所述关系模型通过以下公式表示：