恭喜大连理工大学姚曼获国家专利权
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龙图腾网恭喜大连理工大学申请的专利一种在线监测结晶器弯月面附近固液渣膜厚度的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115200527B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210756805.3,技术领域涉及:G01B21/08;该发明授权一种在线监测结晶器弯月面附近固液渣膜厚度的方法是由姚曼;魏子健;王旭东设计研发完成,并于2022-06-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种在线监测结晶器弯月面附近固液渣膜厚度的方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种在线监测结晶器弯月面附近固液渣膜厚度的方法,属于钢铁冶金工业中连铸生产质量控制领域。本发明基于有限元仿真建立初始凝固与渣渗入二维模型,捕捉弯月面附近瞬态结晶器壁面温度、热流密度以及坯壳表面温度等物理量的变化,通过正算对弯月面附近固液渣膜厚度进行预测。理论模型指导实际连铸结晶器弯月面附近周向温度传感器的排布,获取温度信号后导入反算模块得到热流密度数据,然后进入连铸坯凝固计算模块,最后为固液态渣膜厚度预测模块,进而在线反映结晶器周向弯月面附近保护渣厚度情况。其中正算与反算步骤如图所示。本发明具有较高的工业应用前景,可实现对结晶器周向弯月面附近凝固坯壳与保护渣膜状况的在线监测。
本发明授权一种在线监测结晶器弯月面附近固液渣膜厚度的方法在权利要求书中公布了:1.一种在线监测结晶器弯月面附近固液渣膜厚度的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:基于连铸工艺参数、浇注钢种与保护渣的物性参数,利用有限元软件ANSYS建立等比例的有限元模型,模拟连铸结晶器弯月面附近初始凝固与渣渗入行为,其中初始弯月面为钢液形成初始凝固坯壳的区域;步骤2:根据铸机尺寸建立几何模型,使用ANSYSICEM划分结构性网格;步骤3:根据步骤2划分的结构性网格转为非结构网格后导入ANSYSFluent,采用多相流模型VOF求解单组分连续性、动量和能量方程,预测流体域钢-渣-气三相的界面分布;步骤4:在步骤3基础上输入所需的物性参数与边界条件后,选择求解器进行求解;步骤5:待有限元模型计算稳定后,根据步骤4对有限元模型设置监测点、监测时间与监测时间步长,实时捕捉结晶器壁面温度、热流密度、坯壳表面温度以及固液渣膜厚度的瞬态变化;其中,有限元模型中设置的监测点相当于温度传感器;步骤6:根据步骤5监测得到的监测结果,使用制图软件绘制弯月面到至下100mm的结晶器壁面温度、热流密度、坯壳表面温度以及固液渣膜厚度的变化情况,并验证有限元模型的准确性;通过正算对模型中的固液渣膜厚度进行预测,验证该方法的可行性;步骤7:在步骤6的基础上,根据模型中结晶器壁面温度波动状况指导温度传感器的排布密度,并在结晶器周向弯月面附近位置排布温度传感器,用于在线采集弯月面附近结晶器铜板的温度数据;步骤8:将步骤7温度传感器获取的铜板温度数据,输入到热流密度反算模块中,得到沿拉坯方向,结晶器弯月面至下100mm铜板的热流密度数据;步骤9:将步骤8得到的热流密度数据导入到连铸坯凝固计算模型,得到坯壳表面温度,最后导入在线固液渣膜厚度计算模块,进而实现在线监测固液渣膜厚度。
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