1.本发明涉及连铸加工技术领域，更为具体地，涉及一种表面淬冷模型计算结果的验证方法。
背景技术：2.对连铸坯表面淬冷过程进行精确的模拟，是表面淬冷智能化生产的基础，只有建立对连铸表面淬冷过程铸坯温度场变化的模拟，才能模拟获得淬冷深度、组织变化、淬冷时间等工艺智能化控制的关键工艺参数。在连铸坯表面淬冷计算模拟中，边界条件是一个关键问题，概括起来换热边界的表面综合换热系数代表淬冷能力，也是计算模拟影响最大的条件之一。在淬冷过程，连铸坯与冷却介质之间的表面换热系数对温度场影响很大，表面综合换热情况直接影响温度场的分布，从而对计算结果带来决定性影响。
3.现有文献中的表面淬冷综合换热系数一般通过以下方法获得：(1)表面温度直接求解法；(2)近表面双测点差分求解法；(3)反传热求解法等。这些方法一般都在实验室中测量，并且针对尺寸相对较小的工件展开。
4.将这些从文献中得到的表面淬冷综合换热系数用在连铸坯表面淬冷模拟程序中，对连铸坯表面淬冷过程进行计算，首先由于获得表面淬冷综合换热系数的工件尺寸和工业上连铸坯表面淬冷的尺寸大相径庭，并且工件的表面和连铸坯表面也有巨大的差距，这些会导致边界换热和实际情况相去甚远，计算结果和实际铸坯在淬冷过程中的温度变化肯定存在较大差距。其次，将从文献中得到的表面淬冷综合换热系数用作模型的已知边界来模拟计算连铸表面淬冷肯定存在差距，但目前并没有方法来验证表面淬冷过程的可靠性，即没有方法对连铸坯表面淬冷过程计算结果进行基本的验证。
5.显然，在工业生产环境下，无法对连铸坯在淬冷过程中进行测温，目前只是将进入表面淬冷前和出表面淬冷的铸坯测温来说明计算结果的可靠。显而易见这无法验证连铸坯表面淬冷过程计算温度场的可靠性。实测了连铸坯在进入和出淬冷槽后的铸坯表面温度，两种换热系数情况下计算温度和实测温度都能符合，而两种换热系数情况下，淬冷过程的计算温度却有巨大的差别，这说明通过测淬冷前后铸坯温度来验证模型是不可靠的，无法验证或者判断模型计算的淬冷过程结果是否可靠。
6.综上，现有文献中得到的换热系数和实际工业环境的表面淬冷存在较大差距，计算结果更缺乏验证，无法保证连铸坯表面淬冷尤其是对淬冷过程温度场的模拟计算的正确性和精度，对后期温度变化分析、淬冷工艺制定、工艺过程实时控制和淬冷组织预测等带来巨大误差甚至错误。
技术实现要素：7.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种表面淬冷模型计算结果的验证方法，以解决目前针对文献中取得的换热系数和实际工业环境下的连铸坯表面淬冷存在较大差距，同时现有连铸坯表面淬冷过程计算结果验证方法存在的空白等问题。
8.本发明提供一种表面淬冷模型计算结果的验证方法，包括如下步骤：
9.s1、根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量；
10.s2、根据所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系数，计算淬冷介质在每个所述预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值；
11.s3、基于每个所述预设时间周期结束后对应的时间点，将所述淬冷介质的温度计算值与温度实测值进行比较；
12.s4、根据所述淬冷介质的温度计算值与温度实测值的比较结果，判断所述温度场计算模型在所述连铸坯淬冷过程中计算的准确性。
13.此外，优选的方案是，在所述根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量之前，还包括：
14.通过温度场计算模型对连铸坯的温度场进行实时的跟踪计算，得到淬冷开始时刻连铸坯温度场；其中，
15.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：
16.传热微分简化公式：
[0017][0018]
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；
[0019]
热焓的计算公式为：
[0020][0021]
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，c
p
(τ)为温度τ下的比热，fs为固相率；
[0022]
转换温度与温度对应关系公式为：
[0023][0024]
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。
[0025]
此外，优选的方案是，所述根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量包括：
[0026]
在预设时间周期内，根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯的表面换热系数，计算所述连铸坯的表面换热数据，得到所述连铸坯的平均热流；其中，所述连铸坯的淬冷表面的换热系数根据所述连铸坯的种类和当前温度确定；
[0027]
根据所述连铸坯的平均热流和淬冷装置中淬冷介质的初始温度，计算所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量。
[0028]
此外，优选的方案是，所述连铸坯的平均热流的计算公式为：
[0029]
fave＝h*(tsurface-twater)，其中，
[0030]
fave为平均热流，h为连铸坯的淬冷表面的换热系数，tsurface为连铸坯表面温度，twater为淬冷介质的上个预设时间周期的温度；
[0031]
其中，当计算连铸坯在第一个预设时间周期内的释放总热量时，淬冷介质的上个预设时间周期的温度为淬冷介质的初始温度。
[0032]
此外，优选的方案是，所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量的计算方法包括：
[0033]
采用接触面积计算公式，计算所述连铸坯与所述淬冷介质的接触面积；
[0034]
其中，所述接触面积计算公式为s＝2*(a+b)*l+2ab；
[0035]
其中，s为连铸坯与淬冷介质的接触面积，a和b分别为连铸坯断面的厚度和宽度，l为连铸坯定尺长度；
[0036]
根据所述连铸坯在淬冷过程中的平均热流和所述连铸坯与所述淬冷介质的接触面积，采用释放总热量计算公式，计算每个预设时间周期内所述连铸坯的释放总热量；
[0037]
其中，所述释放总热量计算公式为q＝fave*s*δt；
[0038]
其中，q为连铸坯的释放总热量，fave为平均热流，s为连铸坯与淬冷介质的接触面积，δt为预设时间周期。
[0039]
此外，优选的方案是，所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量的计算方法包括：
[0040]
根据所述连铸坯与淬冷介质接触的面上划分的表面网格的面积m，采用热量释放公式，计算每个表面网格的释放热量；
[0041]
其中，所述热量释放公式为qi＝fave*m*
△
t；
[0042]
其中，qi为每个表面网格的释放热量，fave为平均热流，m为每个表面网格的面积，
△
t为预设时间周期；
[0043]
统计预设时间周期内所述连铸坯上所有表面网格的释放热量之和，得到所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量。
[0044]
此外，优选的方案是，所述根据所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系数，计算淬冷介质在每个所述预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值包括：
[0045]
根据所述每个预设时间周期内所述连铸坯的释放总热量和预设有效系数，采用淬冷介质温度值计算公式，计算所述淬冷介质在每个预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值；其中，
[0046]
所述淬冷介质温度值计算公式为：
[0047]
t
t
＝t
t
‑△
t
+qw/(cp*w)；
[0048]
qw＝q*η；
[0049]
其中，qw为被冷却淬冷介质系数的总热量，η为预设有效系数；
[0050]
t
t
为本预设时间周期结束时的淬冷介质的计算温度值；t
t
‑△
t
为上个预设时间周期结束时的淬冷介质的温度计算值，如果是进入淬冷第一个预设时间周期，此温度为淬冷介质的初始温度；cp为淬冷介质的比热，w为淬冷装置中淬冷介质的容量。
[0051]
此外，优选的方案是，所述预设有效系数的取值为0.9-1.0；和/或，预设时间周期的取值为0.5-2s；和/或，所述淬冷装置为淬冷槽；和/或，所述淬冷介质为水。
[0052]
此外，优选的方案是，所述淬冷介质的温度实测值的测量方法为：在所述淬冷装置内按照预设位置间隔设置多个温度计，将多个温度计测量值的平均值作为所述淬冷介质的实测温度值。
[0053]
此外，优选的方案是，所述根据所述淬冷介质的温度计算值与温度实测值的比较结果，判断所述温度场计算模型在所述连铸坯淬冷过程中计算的准确性包括：
[0054]
当所述淬冷装置内的冷却介质处于不流通状态时，若所述淬冷介质在每个预设时间周期对应的时间点的温度计算值与温度实测值相等时，则判断所述温度场计算模型在所述连铸坯淬冷过程中计算是准确的，否则，判断为是不准确的；
[0055]
当所述淬冷装置内的冷却介质处于流通状态时，若所述淬冷介质的温度计算值与温度实测值随着所述预设时间周期对应时间点的温度变化趋势相同，则判断所述温度场计算模型在所述连铸坯淬冷过程中计算是准确的，否则，判断为是不准确的。
[0056]
从上面的技术方案可知，本发明提供的表面淬冷模型计算结果的验证方法，通过根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数计算出连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量；再通过连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系数，计算淬冷介质在每个预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值；基于每个预设时间周期结束后对应的时间点，比较淬冷介质的温度计算值与温度实测值，判断温度场计算模型在连铸坯淬冷过程中计算的准确性，能够弥补现有连铸坯表面淬冷过程计算结果验证方法存在的空白的问题，对连铸坯表面淬冷模拟结果做基本的验证，保证计算结果的可靠，从而保证工艺控制的精确性，本发明提供的方法适合工业过程测试，非实验室测量或者计算得到，结果更可靠和实用。
[0057]
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
[0058]
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
[0059]
图1为根据本发明实施例的表面淬冷模型计算结果的验证方法的流程示意图；
[0060]
图2为根据本发明实施例1中的模型计算结果验证数据图。
[0061]
在附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
[0062]
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
[0063]
针对前述提出的目前针对文献中取得的换热系数和实际工业环境下的连铸坯表面淬冷存在较大差距，同时现有连铸坯表面淬冷过程计算结果验证方法存在的空白等问题，提出了一种表面淬冷模型计算结果的验证方法。
[0064]
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
[0065]
为了说明本发明提供的表面淬冷模型计算结果的验证方法，图1示出了根据本发明实施例的表面淬冷模型计算结果的验证方法的流程；图2示出了根据本发明实施例1中的模型计算结果验证数据。
[0066]
如图1结合图2共同所示，本发明提供的表面淬冷模型计算结果的验证方法，包括如下步骤：
[0067]
s1、根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量。
[0068]
温度场计算模型淬冷过程中实时对连铸坯进行淬冷计算，得到连铸坯淬冷过程中的温度数据，为了验证温度场计算模型计算得到的连铸坯温度数据是否准确，将温度场计算模型的计算结果作为条件之一，结合淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量。其中，预设时间周期可根据情况设定。
[0069]
作为本发明的一个优选方案，在根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量之前，还包括：
[0070]
通过温度场计算模型对连铸坯的温度场进行实时的跟踪计算，得到淬冷开始时刻连铸坯温度场；其中，
[0071]
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：
[0072]
传热微分简化公式：
[0073][0074]
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；热焓的单位为kj/kg；
[0075]
热焓的计算公式为：
[0076][0077]
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，c
p
(τ)为温度τ下的比热，fs为固相率；
[0078]
转换温度与温度对应关系公式为：
[0079][0080]
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。
[0081]
建立连铸坯温度场模拟程序时，可通过温度场计算模型对铸坯的温度场进行实时的跟踪计算，从而得到铸坯温度场，对进入淬冷装置之前的连铸坯进行连续跟踪，保证进入淬冷装置前的连铸坯的计算温度和实际连铸坯温度相同，以确保后续的计算结果不受淬冷钱的误差影响。
[0082]
作为本发明的一个优选方案，根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量包括：
[0083]
在预设时间周期内，根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯的表面换热系数，计
算连铸坯的表面换热数据，得到连铸坯的平均热流；其中，连铸坯的淬冷表面的换热系数根据连铸坯的种类和当前温度确定；
[0084]
根据连铸坯的平均热流和淬冷装置中淬冷介质的初始温度，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量。
[0085]
连铸坯进入淬冷装置后，依据已知的淬冷过程连铸坯的表面换热系数进行表面淬冷计算，并且已知淬冷装置内淬冷介质的初始温度以及每个时间周期，计算各时间周期内连铸坯的释放总热量。
[0086]
作为本发明的一个优选方案，连铸坯的平均热流的计算公式为：
[0087]
fave＝h*(tsurface-twater)，其中，
[0088]
fave为平均热流，单位为w/m2，h为连铸坯的淬冷表面的换热系数，单位为w/(m2·
k)，tsurface为连铸坯表面温度，twater为淬冷介质的上个预设时间周期的温度；单位为℃；
[0089]
其中，当计算连铸坯在第一个预设时间周期内的释放总热量时，淬冷介质的上个预设时间周期的温度为淬冷介质的初始温度。
[0090]
作为本发明的一个优选方案，连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量的计算方法包括：
[0091]
采用接触面积计算公式，计算连铸坯与所述淬冷介质的接触面积；
[0092]
其中，接触面积计算公式为s＝2*(a+b)*l+2ab；
[0093]
其中，s为连铸坯与淬冷介质的接触面积，单位为m2；a和b分别为连铸坯断面的厚度和宽度，l为连铸坯定尺长度；单位为m；
[0094]
根据连铸坯在淬冷过程中的平均热流和所述连铸坯与淬冷介质的接触面积，采用释放总热量计算公式，计算每个预设时间周期内所述连铸坯的释放总热量；
[0095]
其中，释放总热量计算公式为q＝fave*s*δt；
[0096]
其中，q为连铸坯的释放总热量，单位为j，fave为平均热流，s为连铸坯与淬冷介质的接触面积，δt为预设时间周期，单位为s。
[0097]
作为本发明的一个优选方案，连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量的计算方法包括：
[0098]
根据连铸坯与淬冷介质接触的面上划分的表面网格的面积m，采用热量释放公式，计算每个表面网格的释放热量；
[0099]
其中，热量释放公式为qi＝fave*m*
△
t；
[0100]
其中，qi为每个表面网格的释放热量，fave为平均热流，m为每个表面网格的面积，
△
t为预设时间周期；
[0101]
统计预设时间周期内连铸坯上所有表面网格的释放热量之和，得到连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量。
[0102]
周期内铸坯释放的总热量的计算有如上的两种方法：一种是可根据换热系数确定铸坯表面的平均热流fave，然后通过接触面积计算得到周期铸坯释放总热量。另一种计算时间周期内连铸坯释释放总热量的方法为计算每个表面网格上时间周期内释放热量，然后将所有表面网格释放量热求和即为时间周期内连铸坯的释放总热量。
[0103]
s2、根据连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系
数，计算淬冷介质在每个预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值。
[0104]
连铸坯的释放总热量绝大部分都会进入淬冷装置内的淬冷介质中，引入有效系数η(取值为0.9～1.0)，从而引起淬冷装置内淬冷介质的提高，因此，可计算每个时间周期结束后淬冷介质的温度，从而获得基于时间周期对应时间的淬冷装置内淬冷介质的变化。其中，在下个时间周期内，用新的淬冷介质来确定换热系数。
[0105]
作为本发明的一个优选方案，根据连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系数，计算淬冷介质在每个预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值包括：
[0106]
根据每个预设时间周期内连铸坯的释放总热量和预设有效系数，采用淬冷介质温度值计算公式，计算淬冷介质在每个预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值；其中，
[0107]
淬冷介质温度值计算公式为：
[0108]
t
t
＝t
t
‑△
t
+qw/(cp*w)；
[0109]
qw＝q*η；
[0110]
其中，qw为被冷却淬冷介质系数的总热量，单位为j；η为预设有效系数；
[0111]
t
t
为本预设时间周期结束时的淬冷介质的计算温度值，单位为℃；t
t
‑△
t
为上个预设时间周期结束时的淬冷介质的温度计算值，单位为℃；如果是进入淬冷第一个预设时间周期，此温度为淬冷介质的初始温度；cp为淬冷介质的比热，水的比热为4200j/(kg
·
℃)；w为淬冷装置中淬冷介质的容量，单位为kg。
[0112]
作为本发明的一个优选方案，预设有效系数的取值为0.9-1.0；和/或，
[0113]
预设时间周期的取值为0.5-2s；和/或，
[0114]
淬冷装置为淬冷槽；和/或，
[0115]
淬冷介质为水。其中，淬冷介质优选为水也可采用冷却油作为冷却水。
[0116]
s3、基于每个预设时间周期结束后对应的时间点，将淬冷介质的温度计算值与温度实测值进行比较。
[0117]
将每个预设时间周期结束后对应的时间点上的淬冷介质的温度计算值与温度实测值进行比较。
[0118]
作为本发明的一个优选方案，淬冷介质的温度实测值的测量方法为：
[0119]
在淬冷装置内按照预设位置间隔设置多个温度计，将多个温度计测量值的平均值作为淬冷介质的实测温度值。
[0120]
测量并得到整个淬冷过程中淬冷介质内淬冷介质温度实际变化值。其中在淬冷装置内的不同位置放置多个温度计来测实时水温，和模型时间周期对应的每个时间周期内多个温度计的水温的平均值作为淬冷装置内淬冷介质的实际温度值。
[0121]
s4、根据淬冷介质的温度计算值与温度实测值的比较结果，判断温度场计算模型在连铸坯淬冷过程中计算的准确性。
[0122]
在水冷槽式表面淬冷模式下，通过模型计算连铸坯表面淬冷过程中水冷槽内水温的变化，和实际测量的连铸坯淬冷过程中水温变化进行比较，如果模型计算的水温上升过程和实测的符合，说明模型计算的表面淬冷过程是可靠的；如果不符合，说明模型模拟的表面淬冷过程结果不可靠。
[0123]
作为本发明的一个优选方案，根据淬冷介质的温度计算值与温度实测值的比较结
果，判断温度场计算模型在连铸坯淬冷过程中计算的准确性包括：
[0124]
当淬冷装置内的冷却介质处于不流通状态时，若淬冷介质在每个预设时间周期对应的时间点的温度计算值与温度实测值相等时，则判断温度场计算模型在连铸坯淬冷过程中计算是准确的，否则，判断为是不准确的；
[0125]
当淬冷装置内的冷却介质处于流通状态时，若淬冷介质的温度计算值与温度实测值随着预设时间周期对应时间点的温度变化趋势相同，则判断温度场计算模型在连铸坯淬冷过程中计算是准确的，否则，判断为是不准确的。
[0126]
实际情况中，水冷槽即淬冷装置内除过具有一定的冷却水即淬冷介质容量以外，还不间断的有一定流量的更换水进入水冷槽内同时以相同流量流出，即水冷槽内冷却水容量不变，但不断地进行更换，这是为了保证水冷槽内冷却水的温度不会一直升高而保持在每个连铸坯进入淬冷时水温基本恒定。
[0127]
此时，为了进行本发明提供的方法，可以在验证过程中将水冷槽内进入和排除的循环水关闭，保证水冷槽内的水不流通，如果循环水开放，则计算的水温和实测的水温肯定不能相符，此时用水温变化的趋势是否一致来验证计算结果。
[0128]
以下示例将对本发明予以进一步的说明，以便本领域人员更好的理解本发明的优点和特征。
[0129]
实施例1：
[0130]
以某厂小方坯连铸水冷槽式淬冷工业生产为例，其中，连铸坯断面为180mm*180mm，定尺长度为12m，钢种为40cr，水冷槽内水量为5t，初始水冷槽内冷却水温度为45℃，整个连铸坯浸入水中的淬冷时间为40s。在水冷槽内的不同位置安装了10个测量水温的热电偶，每个周期取其平均值作为水冷槽内水温的变化。
[0131]
温度场计算模型计算的时间周期为0.814s，表1为40cr为淬冷过程连铸坯表面换热系数，有效系数η取1.0。验证过程中，水冷槽循环水关闭，水冷槽内冷却水不流通。
[0132]
[0133][0134]
表1
[0135]
如图2所示，通过温度场计算模型计算，每个时间周期连铸坯的释放总热量会进入水冷槽内的冷却水中，引起水温的升高，据此，得到水冷槽内水温变化趋势，同时通过测量水温也得到了水冷槽内水温变化趋势。
[0136]
从图2中，可以看出，虽然温度场计算模型，计算中的有效系数η取1.0，即连铸坯所有热量都被冷却水吸收，但计算的水温明显低于实测的水温，这说明表1给出的换热系数和实际表面淬冷过程的传热并不相符，而且整体上偏小，此时计算的淬冷过程连铸坯温度场变化肯定和实际不符。根据图2的结果，可以得到所用的换热系数偏小，需要进行调整。
[0137]
通过上述具体实施方式可看出，本发明提供的表面淬冷模型计算结果的验证方法，通过根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数计算出连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量；再通过连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系数，计算淬冷介质在每个预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值；基于每个预设时间周期结束后对应的时间点，比较淬冷介质的温度计算值与温度实测值，判断温度场计算模型在连铸坯淬冷过程中计算的准确性，能够弥补现有连铸坯表面淬冷过程计算结果验证方法存在的空白的问题，对连铸坯表面淬冷模拟结果做基本的验证，保证计算结果的可靠，从而保证工艺控制的精确性，本发明提供的方法适合工业过程测试，非实验室测量或者计算得到，结果更可靠和实用。
[0138]
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的表面淬冷模型计算结果的验证方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的表面淬冷模型计算结果的验证方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
技术特征：1.一种表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量；s2、根据所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系数，计算淬冷介质在每个所述预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值；s3、基于每个所述预设时间周期结束后对应的时间点，将所述淬冷介质的温度计算值与温度实测值进行比较；s4、根据所述淬冷介质的温度计算值与温度实测值的比较结果，判断所述温度场计算模型在所述连铸坯淬冷过程中计算的准确性。2.根据权利要求1所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，在所述根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量之前，还包括：通过温度场计算模型对连铸坯的温度场进行实时的跟踪计算，得到淬冷开始时刻连铸坯温度场；其中，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，c
p
(τ)为温度τ下的比热，f
s
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。3.根据权利要求1所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，所述根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量包括：在预设时间周期内，根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯的表面换热系数，计算所述连铸坯的表面换热数据，得到所述连铸坯的平均热流；其中，所述连铸坯的淬冷表面的换热系数根据所述连铸坯的种类和当前温度确定；根据所述连铸坯的平均热流和淬冷装置中淬冷介质的初始温度，计算所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量。
4.根据权利要求3所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，所述连铸坯的平均热流的计算公式为：fave＝h*(tsurface-twater)，其中，fave为平均热流，h为连铸坯的淬冷表面的换热系数，tsurface为连铸坯表面温度，twater为淬冷介质的上个预设时间周期的温度；其中，当计算连铸坯在第一个预设时间周期内的释放总热量时，淬冷介质的上个预设时间周期的温度为淬冷介质的初始温度。5.根据权利要求4所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量的计算方法包括：采用接触面积计算公式，计算所述连铸坯与所述淬冷介质的接触面积；其中，所述接触面积计算公式为s＝2*(a+b)*l+2ab；其中，s为连铸坯与淬冷介质的接触面积，a和b分别为连铸坯断面的厚度和宽度，l为连铸坯定尺长度；根据所述连铸坯在淬冷过程中的平均热流和所述连铸坯与所述淬冷介质的接触面积，采用释放总热量计算公式，计算每个预设时间周期内所述连铸坯的释放总热量；其中，所述释放总热量计算公式为q＝fave*s*δt；其中，q为连铸坯的释放总热量，fave为平均热流，s为连铸坯与淬冷介质的接触面积，δt为预设时间周期。6.根据权利要求4所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量的计算方法包括：根据所述连铸坯与淬冷介质接触的面上划分的表面网格的面积m，采用热量释放公式，计算每个表面网格的释放热量；其中，所述热量释放公式为qi＝fave*m*
△
t；其中，qi为每个表面网格的释放热量，fave为平均热流，m为每个表面网格的面积，
△
t为预设时间周期；统计预设时间周期内所述连铸坯上所有表面网格的释放热量之和，得到所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量。7.根据权利要求1所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，所述根据所述连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系数，计算淬冷介质在每个所述预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值包括：根据所述每个预设时间周期内所述连铸坯的释放总热量和预设有效系数，采用淬冷介质温度值计算公式，计算所述淬冷介质在每个预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值；其中，所述淬冷介质温度值计算公式为：t
t
＝t
t
‑△
t
+qw/(cp*w)；qw＝q*η；其中，qw为被冷却淬冷介质系数的总热量，η为预设有效系数；t
t
为本预设时间周期结束时的淬冷介质的计算温度值；t
t
‑△
t
为上个预设时间周期结束时的淬冷介质的温度计算值，如果是进入淬冷第一个预设时间周期，此温度为淬冷介质的
初始温度；cp为淬冷介质的比热，w为淬冷装置中淬冷介质的容量。8.根据权利要求1所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，所述预设有效系数的取值为0.9-1.0；和/或，预设时间周期的取值为0.5-2s；和/或，所述淬冷装置为淬冷槽；和/或，所述淬冷介质为水。9.根据权利要求1所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，所述淬冷介质的温度实测值的测量方法为：在所述淬冷装置内按照预设位置间隔设置多个温度计，将多个温度计测量值的平均值作为所述淬冷介质的实测温度值。10.根据权利要求1所述的表面淬冷模型计算结果的验证方法，其特征在于，所述根据所述淬冷介质的温度计算值与温度实测值的比较结果，判断所述温度场计算模型在所述连铸坯淬冷过程中计算的准确性包括：当所述淬冷装置内的冷却介质处于不流通状态时，若所述淬冷介质在每个预设时间周期对应的时间点的温度计算值与温度实测值相等时，则判断所述温度场计算模型在所述连铸坯淬冷过程中计算是准确的，否则，判断为是不准确的；当所述淬冷装置内的冷却介质处于流通状态时，若所述淬冷介质的温度计算值与温度实测值随着所述预设时间周期对应时间点的温度变化趋势相同，则判断所述温度场计算模型在所述连铸坯淬冷过程中计算是准确的，否则，判断为是不准确的。
技术总结本发明提供一种表面淬冷模型计算结果的验证方法，包括如下步骤：根据温度场计算模型和淬冷过程连铸坯表面换热系数，计算连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量；根据连铸坯淬冷过程中在每个预设时间周期内的释放总热量和预设有效系数，计算淬冷介质在每个预设时间周期结束后对应时间点的温度计算值；基于每个预设时间周期结束后对应的时间点，将淬冷介质的温度计算值与温度实测值进行比较；根据淬冷介质的温度计算值与温度实测值的比较结果，判断温度场计算模型在连铸坯淬冷过程中计算的准确性。利用本发明能够解决目前连铸坯表面淬冷过程计算结果验证方法存在的空白的问题。空白的问题。空白的问题。
技术研发人员：钱亮 谢长川 韩占光 周干水
受保护的技术使用者：中冶南方连铸技术工程有限责任公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
