CN113857447A - 一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于双辊铸轧技术领域，具体涉及一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。申请人由双辊铸轧熔池示踪技术明确熔池内发生的关键传输现象，根据这些关键传输现象发生的顺序和所需条件，建立再现实际关键传输过程的具体方法，根据所述具体方法构建再现实际关键传输机制的装置的结构、传热模式、运动模式和数据采集办法。申请人发明了一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。应用该申请文件所提装置和方法，可用极低成本建立双辊铸轧材料成分数据库和工艺参量数据库。

Description

一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法

技术领域

本发明属于双辊铸轧技术领域，具体涉及一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。所述双辊铸轧熔池中的被铸轧材料包括钢铁材料、有色金属材料。首先，根据由申请人等首创的熔池示踪技术明确熔池内发生的传输过程，确定建立成分数据库和工艺参量数据库所需的传输过程的关键方面。第二，根据所述传输过程的所述关键方面的发生顺序和所需条件，构建具体实施方法，根据具体实施方法构建模拟装置的结构、传热模块、运动模式。本发明提供了一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。应用该装置和方法，可凭借极低代价获得双辊铸轧材料成分数据库和工艺参量数据库。

背景技术

双辊铸轧技术的可铸轧金属材料数据库和工艺参量数据库的建立存在诸多困难。典型的实验铸机的铸速一般仅为几米/分钟，熔池内难以实现稳定的动量、热量和质量分布，一次实验的熔融金属质量很难支撑铸轧动态稳定阶段的出现和持续。对于钢铁企业的典型的工业化铸机，探索适合双辊铸轧技术制备的材料成分和相应的工艺参数耗资巨大，周期太长。钢铁企业利用工业铸机获得材料成分数据库和工艺参数数据库代价巨大。

双辊铸轧技术领域内似乎从未有科学技术人员提出过这样一个问题：是否存在一种模拟装置，能够以短平快的模式建立工业化双辊铸轧所需的材料成分数据库和相应的工艺参数数据库，也就是，利用极端朴素的实验去帮助企业迅速拓展双辊铸轧技术的“绿色优势”。所谓的“极端朴素的实验”包括两方面：毋庸置疑的可信度、等同于没有代价的经济性。申请人经过研究认为，由于熔池示踪技术的出现，双辊铸轧关键熔池传输机制得以定义，因此，本段开头部分所提问题的答案显然是存在的。鉴于熔池传输机制得以准确定义，确实可以构建一种模拟装置，去从事“极端朴素的实验”，以短平快的模式建立工业化双辊铸轧机所需的材料成分数据库和相应的工艺参数数据库。研究人员只需要分析出双辊铸轧熔池关键传输机制发生所需的背景条件，构建出产生所述背景条件的具体方法，再根据所述具体方法去搭建实际装置的结构、传热模式、运动模式等，就可以在实验室中再现熔池中关键传输行为。对于不同的材料成分而言，利用双辊铸轧技术能否取得成功的判定标准是确定和可知的，因此，有必要跨过长期以来对于材料物性参数和热-流-力耦合的纠缠。对于不可知也很难确定和左右的材料物性参数演化机理和热-流-力耦合理论，应该是诱使它们在模拟装置中完美发生，就像在实际铸轧中发生的那样，把关切放在结果，而非过程。

本发明优势显而易见，熔池内关键传输机制是申请人根据熔池示踪方法发现的，熔池示踪方法是申请人等在申请号为CN202110122637.8的专利申请文件中首次公开报道的。申请人基于首次发现的熔池分区传输现象，构建出重复这些现象中关键部分的装置和方法，提出一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置和方法。应用本申请书中所述装置和方法，可实现通过“极端朴素的实验”获得对于工业化生产至关重要的双辊铸轧材料成分数据库和工艺参量数据库。

发明内容

申请人等在申请号为CN202110122637.8的专利文件中首次报道了一种可直接研究熔池内实际传输行为的示踪技术。根据熔池示踪结果，出熔池的铸带需要经历若干个关键过程。因此，模拟装置的关键结构和运动模式需要再现所述关键过程。

本发明提供了一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述装置包括移动结晶器、熔融金属供给系统；其特征在于：所述移动结晶器包括一对可移动的冷却基体、冷却基体驱动系统、移动结晶器侧封装置，所述熔融金属供给系统包括至少一个可移动墙体、至少一个熔融金属流出口、移动墙体驱动系统，所述一对可移动的冷却基体和所述移动结晶器侧封装置构成一个两端开口的移动结晶器腔体，所述移动结晶器腔体的一端开口与所述熔融金属供给系统的一个所述熔融金属流出口直接相连或通过管道间接相连，所述熔融金属供给系统通过所述可移动墙体的运动来降低自身的有效容积向所述移动结晶器腔体提供熔融金属，所述熔融金属进入所述移动结晶器腔体的流量通过控制所述熔融金属供给系统的有效容积变化速率实现，所述熔融金属供给系统的有效容积变化速率通过控制所述可移动墙体运动速度实现，所述熔融金属在所述移动结晶器腔体的传输行为由所述可移动墙体运动速度和所述一对冷却基体的运动速度共同决定。特别的，当采用压缩空气将熔融金属从所述熔融金属供给系统转移进入所述移动结晶器腔体时，所述压缩空气应该视为可移动墙体。特别的，当采用活塞将所述熔融金属从所述熔融金属供给系统转移进入所述移动结晶器腔体时，所述活塞应被视为可移动墙体。所述熔融金属供给系统的有效容积可以改变，所述有效容积是指熔融金属的实际占用空间。所述冷却基体驱动系统包括所述冷却基体驱动系统的支撑装置，所述移动墙体驱动系统包括所述熔融金属供给系统的支撑装置，移动结晶器侧封装置包括相应的支撑系统。其它部分需要的支撑部位均可配置相应的支撑装置。所述熔融金属在所述移动结晶器腔体的传输行为包括动量传输、能量传输、质量传输。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述熔融金属储存空间由第一侧封墙、第二侧封墙、第一容器墙体、第二容器墙体、容器底部耐材构成，所述第一侧封墙、第二侧封墙、第一容器墙体、第二容器墙体构成所述熔融金属储存空间的侧面墙体，所述容器底部耐材构成所述熔融金属储存空间的底面墙体，所述熔融金属储存空间有且仅有一个顶部出口供熔融金属流出，所述第一侧封墙、所述第二侧封墙、所述容器底部耐材位置固定，所述第一容器墙体和所述第二容器墙体可在移动墙体驱动系统驱动下运动，所述移动结晶器腔体的一端开口与所述熔融金属供给系统的所述顶部出口直接紧密相连，所述第一容器墙体和所述第二容器墙体的相向运动可降低所述熔融金属储存空间的有效容积，所述有效容积的降低将迫使所述熔融金属储存空间的熔融金属溢出并流入所述移动结晶器腔体。所述移动结晶器腔体的一端开口与所述熔融金属供给系统的所述顶部出口直接紧密相连，所述紧密相连表示在静止或运动过程中，所述移动结晶器腔体的一端开口与所述熔融金属供给系统的所述顶部出口不会发生所述熔融金属的泄露。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体设有冷却水路，所述冷却基体的材料可以是黑色金属材料、有色金属材料、陶瓷、石墨、石英、金属氧化物、非金属氧化物中的任一种或任几种的组合，所述冷却基体工作面可以是平面和/或曲面，所述冷却基体工作面可设置或不设置纹理，所述冷却基体工作面可设置或不设置特意的粗糙度。所述特意的粗糙度是指为改变金属与冷却基体工作面接触状态而根据特殊的方法和/或装置设置的表面形貌。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述冷却基体各由多块冷却单元共同构成，所述冷却单元设置有轧制力检测组件，所述冷却单元可设置热电偶、冷却水路。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述冷却基体设置有测温热电偶，所述热电偶与温度采集装置连接。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述装置包括制动机构。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述所述熔融金属储存空间的侧面墙壁上设置有除渣槽。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述装置包括提供气氛保护的装置。

更进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述装置包括加热系统，所述加热系统可对装置的耐火材料部分进行加热。

一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述装置，所述方法包括：

S1：进行准备工作，设置制动条件、设置热数据采集装置、设置轧制力采集装置、设置水路运行、设置气路运行、设置加热模块运行、设置铸轧速度、冷却基体表面预处理；

S2：将第一冷却基体和第二冷却基体呈一定角度和距离对向放置；

S3：将适宜状态的熔融金属从熔融金属储存空间转入所述移动结晶器；

S4：在部分或全部所述熔融金属即将或已经进入所述移动结晶器部分腔体或全部腔体的任意时刻，利用冷却基体驱动系统驱动所述第一冷却基体和所述第二冷却基体相向运动，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体开始运动时的所述熔融金属尚未完全凝固，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体的所述相向运动在满足所述制动条件时停止；

S5：进行结束工作，关停热数据采集装置、关停轧制力采集装置、关停水路、关停气路、关停加热装置。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，所述S2中，所述第一冷却基体的工作面与所述第二冷却基体的工作面相对，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体可以平行放置，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体可以非平行放置。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，所述S3中，所述熔融金属的注入方式为，所述熔融金属储存空间与所述移动结晶器腔体直接或间接连通，利用所述熔融金属储存空间有效体积的变化，将所述熔融金属逼进所述移动结晶器腔体，所述有效体积是指所述熔融金属占有的体积，在某一所述熔融金属储存空间，所述熔融金属体积的减小意味着所述有效体积的降低。

进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，所述S3中，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体的运动包括平动、转动、振动。

更进一步地，一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，所述S3中，所述熔融金属的注入方式为，所述第一冷却基体下方设置第一容器墙体、所述第二冷却基体下方设置第二容器墙体，所述第一冷却基体和所述第一容器墙体不发生相对运动，所述第二冷却基体和所述第二容器墙体不发生相对运动，所述第一冷却基体和所述第一容器墙体构成第一组件，所述第二冷却基体和所述第二容器墙体构成第二组件，所述第一容器墙体、所述第二容器墙体、所述第一侧封墙、所述第二侧封墙构成所述熔融金属储存空间，将所述第一组件和所述第二组件呈一定角度和距离对向放置，将一定量、适宜温度的所述熔融金属置于所述熔融金属储存空间，所述第一侧封墙、所述第二侧封墙相对地面固定，利用驱动系统驱动第一组件和第二组件相向运动，所述第一组件和所述第二组件的所述相向运动使得所述熔融金属储存空间的有效体积减小，所述有效容积减小使得所述熔融金属液位升高，所述熔融金属液位的不断升高使得所述熔融金属进入所述移动结晶器中。

本发明相对于现有技术，有益效果极为明显。目前，开发一种适合双辊铸轧技术生产的材料成分需要花费大量的测试费用，而测试周期漫长。譬如针对目前的钢种开发，某成功的钢种可能需要数千万元的投入和数年的实验时间。采用本申请文件所描述的系统，研发周期可能缩短为几小时或几天。

附图说明

图1为本发明实施例1初始阶段。

图2为本发明实施例1去除顶部渣层阶段。

图3为本发明实施例1铸轧阶段结束。

图4为本发明实施例1冷却基体工作面形状。

图5为本发明实施例1复层铸带双辊铸轧模拟方法。

图6为本发明实施例2初始阶段。

图7为本发明实施例2去除顶部渣层阶段。

图8为本发明实施例2铸轧阶段结束。

图9为本发明实施例3。

1、制动块；2、滑块；3、丝杠；4、支撑架；5、滑块移动槽；6、残余熔体接触墙；7、第一冷却基体；8、第二冷却基体； 9、第一容器墙体；10、第二容器墙体；11、除渣槽；12、第一侧封墙；13、第二侧封墙（为更清晰的表达，做透明处理）；14、容器底部耐材；15、转轴；16、底座；17、轧制力检测装置；18、构成冷却基体的单元块；19、熔融金属；20、某形式底座；21、净化后的熔融金属；22、进入结晶器的熔体；23、残余熔体；24、进入除渣槽11的熔体；25、固态金属板；26、活塞；27、耐火材料；28、某成分熔融金属。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在幅图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1公开的一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，如图1、图2、图3所示。第一冷却基体7位于第一容器墙体9上方，第二冷却基体8位于第二容器墙体10上方。所述第一冷却基体7、所述第二冷却基体8、第一侧封墙12、第二侧封墙13构成移动结晶器，所述移动结晶器的腔体有两个开口，根据所述两个开口的摆放位置，将在上的开口称为上开口，将在下的开口称为下开口。所述第一容器墙体9、所述第二容器墙体10、所述第一侧封墙12、所述第二侧封墙13构成熔融金属储存空间，所述熔融金属储存空间仅有一个开口，所述熔融金属储存空间仅有的一个开口与所述移动结晶器的腔体的下开口直接相连。

在所示图1、图2、图3中，为便于说明，将所述第一冷却基体7和所述第一容器墙体9称为第一组件，将所述第二冷却基体8和所述第二容器墙体10称为第二组件，丝杠3与驱动设备相连，在本申请文件中，未标注出驱动设备，驱动设备和丝杠3可以驱动冷却基体移动，所述移动包括：平动、转动、振动。

在所示图1、图2、图3中，所述丝杠3与滑块2相连，所述滑块2可在滑块移动槽5内移动。通过设置所述滑块2和所述滑块移动槽5，实现丝杠3在固定高度控制所述第一组件和所述第二组件运动。

在所示图1、图2、图3中，在所述丝杠3驱动下，所述第一组件以相同的角速度运动，所述第二组件以相同的角速度运动。

在所示图1中，所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8所成锐角的角度为60度，所述第一容器墙体9和所述第二容器墙体10所成锐角的角度为60度。

在所示图2中，所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8所成锐角的角度为30度，所述第一容器墙体9和所述第二容器墙体10所成锐角的角度为30度。

在所示图3中，所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8所成锐角的角度为0度，所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8工作面平行，所述第一冷却基体7工作面和所述第二冷却基体8工作面的距离为几个毫米，所述第一容器墙体9和所述第二容器墙体10所成锐角的角度为0度。所述第一容器墙体9和所述第二容器墙体10间的距离很小，可以不足1个毫米，可以是紧密相贴。

本发明实施例1中，可选的，在所述图1、图2、图3中，在所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8内设置热电偶进行温度数据获取。

本发明实施例1中，可选的，在所述图1、图2、图3中，在所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8内设置冷却水路进行水冷。

本发明实施例1中，可选的，在所述图1、图2、图3中，利用在所述第一容器墙体9、所述第二容器墙体10、所述第一侧封墙12、所述第二侧封墙13中埋置加热电阻丝的方式进行预热。

本发明实施例1中，可选的，在所述图1、图2、图3中，向所述移动结晶器和所述熔融金属储存容器施加惰性气体环境。

本发明实施例1中，可选的，在所述图1、图2、图3中，利用在所述第一容器墙体9和所述第二容器墙体10埋置热电偶的方式进行温度采集和相应的温度加热过程控制。

本发明实施例1中，可选的，图1、图2、图3中所示的所述第一冷却基体7和第二冷却基体8的工作面可以是任意的几何形状，所述工作面的几何形状可以如图4所示。

本发明实施例1中，图1、图2、图3中所示的所述第一冷却基体7和第二冷却基体8间可插入固态金属板25，固态金属板25成分可以与熔融金属不同，用于模拟复层金属薄板带制备过程。所述固态金属板25与冷却基体的位置关系如图5所示。在图5中的左图，所述固态金属板25紧贴所述第二冷却基体8的工作面，所述固态金属板25与所述第二冷却基体8以相同速度运动。在图5中的右图，固态金属板25的位置自始至终是固定的，不随冷却基体运动。

下面结合图1、图2、图3详细说明本实施例1。

设置制动块1，所述制动块1避免所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8的过度移动。

利用驱动系统控制丝杠3旋转，所述丝杠3的旋转使得所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体所成角度为60度，如图1所示。由于所述第一冷却基体7、所述第二冷却基体8、所述第一容器墙体9、所述第二容器墙体10的表面均为理想平面，因此，图1中所述第一组件和所述第二组件夹角为60度。

所述第一冷却基体7工作面、所述第二冷却基体8工作面喷涂一层碳粉，也可以喷涂油脂、金属氧化物等。

测试热电偶，确保热电偶工作正常。调试温度采集系统。

所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8内部的冷却水路通水，实施冷却。

利用设置在所述第一容器墙体9、所述第二容器墙体10、容器底部耐材14、第一侧封墙12、第二侧封墙13的电阻丝，对第一容器墙体9、第二容器墙体10、容器底部耐材14、第一侧封墙12、第二侧封墙13进行加热。

向所述第一组件、所述第二组件、所述第一侧封墙12、所述第二侧封墙13构成的半封闭环境喷吹氩气，形成惰性气体环境。

在所述第一容器墙体9、所述第二容器墙体10、所述容器底部耐材14加热到预设温度后，利用布流装置或用坩埚直接向所述第一容器墙体9、所述第二容器墙体10、所述第一侧封墙12、所述第二侧封墙13所形成的所述熔融金属储存空间中注入适宜温度、适宜量的某成分金属熔体，所述金属熔体的液位不应超过除渣槽11入口的下缘。

所述熔融金属储存空间中的所述某成分熔融金属达到合适状态后，利用驱动装置驱动所述丝杠3，使得所述第一组件和所述第二组件缓慢相向运动。

所述第一容器墙体9和所述第二容器墙体10缓慢相向运动过程中，所述熔融金属储存空间中的熔融金属液位逐渐上升，所述液位超过所述除渣槽11入口下缘时，所述熔融金属顶部液面附近的含有较多夹杂物的熔融金属流入所述除渣槽11，以达到净化效果，防止含有夹杂物较多的金属进入所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8间的移动结晶器区域。

在除去所述熔融金属顶部液面附近的含有较多夹杂物的熔融金属后，所述第一组件和第二组件达到图2所示位置，此时除渣槽11的入口浸没在熔融金属中，停留短暂时间。

在图2所示位置短暂停留后，启动驱动系统，以预设速度驱动所述丝杠3，使得所述第一组件、第一组件以预设角速度运动，直至达到图3所示位置。在所述第一组件和所述第二组件的相向运动过程中，所述第一容器墙体9和所述第二容器墙体10的运动会促使熔融金属持续流入结晶器区域。所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8的运动会促使熔融金属在结晶器中的强烈剪切运动。

在所述移动结晶器中，靠近冷却基体工作面的熔融金属率先损失热量并开始凝固，而移动结晶器中部的熔融金属会在所述冷却基体的运动驱动下持续运动，从而，所述移动结晶器中形成与双辊铸轧熔池中相同的运动模式。在所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8靠得足够近时，所述第一冷却基体7工作面的熔融金属边界层和所述第二冷却基体8工作面的熔融金属边界层发生相互直接作用，产生与双辊铸轧工艺中相同的轧制效应。

当所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8达到图3所示位置后，所述结晶器内熔融金属可能的溢出部分会接触到残余熔体接触耐材6。

所述第一侧封墙12和所述第二侧封墙13可与残余熔体接触耐材6侧面完全接触，也就是所述第一侧封墙12和所述第二册封墙13高度更高一些，以与所述残余熔体接触耐材6构成一个容器。

所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8达到图3所示位置后，停止驱动系统，继续通水冷却，停止加热系统。

待至室温后，驱动所述丝杠3，使得所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8回到图1所示状态，取出所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8中的铸件，进行后处理，所述后处理包括但不限于分析测试。

停止温度采集系统。

停止通水冷却。

对实验器材进行清理、整理、更换受损部件。

实施例2

本发明实施例2公开的一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，如图6，图7，图8所示，构成所述移动结晶器的所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8位于熔融金属储存空间上方，所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8平行放置，所述第一冷却基体7和所第一容器墙体9以相同速度平动，所述第二冷却基体8和第二容器墙体10以相同速度移动，所述第一冷却基体7和第二冷却基体8速度大小相等，方向相反，所述第一容器墙体7和所述第二容器墙体8速度大小相等，方向相反。

在图6、图7、图8中，所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8均由若干个单元块18组成，每个单元块18包括但不限于：热电偶、冷却水路、轧制力检测装置17、用于固定的螺丝孔。

下面结合图6、图7、图8详细说明本实施例2。

设置与实施例1相似的相应的制动机构。

设置与相应的热电偶、温度数据收集装置、加热系统、轧制力数据收集系统。

将熔融金属置于图6中的第一容器墙体9和第二容器墙体10中，熔融金属液位不超过除渣槽11入口的下缘。

利用驱动系统，使得第一冷却基体7和第一容器墙体9以相同速度向第二冷却基体8和第二容器墙10运动。

利用驱动系统，使得第二冷却基体8和第二容器墙体10以相同速度向第一冷却基体7和第一容器墙体9运动。

第一容器墙体9和第二容器墙体10的缓慢相向运动使得容器内熔融金属液位缓慢上升，所述缓慢上升的熔融金属液位缓慢经过除渣槽11的入口，使得含有较多夹杂物的熔融金属进入所述除渣槽11。

当第一冷却基体7、第二冷却基体8、第一容器墙体9、第二容器墙体10达到图7所示位置后，利用驱动系统，驱动第一冷却基体7、第二冷却基体8、第一容器墙体9、第二容器墙体10迅速平动至图8所示位置。

在第一冷却基体7、第二冷却基体8、第一容器墙体9、第二容器墙体10达到图8所示位置后，停止驱动系统，继续通水冷却，停止加热系统，待至室温后，利用驱动系统使得第一冷却基体7和第二冷却基体8回到图6所示状态，取出第一冷却基体7和第二冷却基体8中的铸件，进行分析测试。

停止温度采集系统，停止轧制力收集系统。

对实验器材进行清理、整理、更换损坏组件，准备下一次实验。

实施例3

本发明实施例3公开的一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，如图9所示。本实施例3与实施例1最大的不同是，本实施例3利用活塞26推动某成分熔融金属28进入移动结晶器腔体。活塞26应被视为可移动墙体。当采用压缩空气将熔融金属从所述熔融金属供给系统转移进入所述移动结晶器腔体时，所述压缩空气应该视为可移动墙体。特别的，当利用重力使得熔融金属自然流入所述移动结晶器腔体时，此时的重力应当被视为可移动墙体。

第一冷却基体7和第二冷却基体8在部分熔融金属刚进入移动结晶器时开始相向运动，所述活塞26和所述移动结晶器的有效容积的降低使得熔融金属28在所述移动结晶器内液位持续上升，所述移动结晶器内所述熔融金属28的运动直至所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8达到预设位置后停止。在所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8停止后，所述第一冷却基体7和所述第二冷却基体8间的距离为几个毫米。

在本发明实施例3中，某成分熔融金属28如何加入储存熔融金属的容器中并未画出，这是因为本发明实施例3之目的是为了说明，可以采用活塞26精确降低所述熔融金属储存空间有效容积来控制所述熔融金属28进入移动结晶器的流量。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述装置包括移动结晶器、熔融金属供给系统；其特征在于：所述移动结晶器包括一对可移动的冷却基体、冷却基体驱动系统、移动结晶器侧封装置，所述熔融金属供给系统包括至少一个可移动墙体、至少一个熔融金属流出口、移动墙体驱动系统，所述一对可移动的冷却基体和所述移动结晶器侧封装置构成一个两端开口的移动结晶器腔体，所述移动结晶器腔体的一端开口与所述熔融金属供给系统的一个所述熔融金属流出口直接相连或通过管道间接相连，所述熔融金属供给系统通过所述可移动墙体的运动来降低自身的有效容积向所述移动结晶器腔体提供熔融金属，所述熔融金属进入所述移动结晶器腔体的流量通过控制所述熔融金属供给系统的有效容积变化速率实现，所述熔融金属供给系统的有效容积变化速率通过控制所述可移动墙体的运动速度实现，所述熔融金属在所述移动结晶器腔体的传输行为由所述可移动墙体运动速度和所述一对冷却基体的运动速度共同作用。

2.根据权利要求1所述一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述熔融金属储存空间由第一侧封墙、第二侧封墙、第一容器墙体、第二容器墙体、容器底部耐材构成，所述第一侧封墙、第二侧封墙、第一容器墙体、第二容器墙体构成所述熔融金属储存空间的侧面墙体，所述容器底部耐材构成所述熔融金属储存空间的底面墙体，所述熔融金属储存空间有且仅有一个顶部出口供熔融金属流出，所述第一侧封墙、所述第二侧封墙、所述容器底部耐材位置固定，所述第一容器墙体和所述第二容器墙体可在移动墙体驱动系统驱动下运动，所述移动结晶器腔体的一端开口与所述熔融金属供给系统的所述顶部出口直接紧密相连，所述第一容器墙体和所述第二容器墙体的相向运动可降低所述熔融金属储存空间的有效容积，所述有效容积的降低将迫使所述熔融金属储存空间的熔融金属溢出并流入所述移动结晶器腔体。

3.根据权利要求1所述一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体设有冷却水路，所述冷却基体的材料可以是黑色金属材料、有色金属材料、陶瓷、石墨、石英、金属氧化物、非金属氧化物中的任一种或任几种的组合，所述冷却基体工作面可以是平面和/或曲面，所述冷却基体工作面可设置或不设置纹理，所述冷却基体工作面可设置或不设置特意的粗糙度。

4.根据权利要求1所述一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述冷却基体各由多块冷却单元共同构成，所述冷却单元设置有轧制力检测组件，所述冷却单元可设置热电偶、冷却水路。

5.根据权利要求1所述一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述冷却基体设置有测温热电偶，所述热电偶与温度采集装置连接。

6.根据权利要求1所述一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述装置包括制动机构。

7.根据权利要求1所述一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述所述熔融金属储存空间的侧面墙壁上设置有除渣槽。

8.根据权利要求1所述一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述装置包括提供气氛保护的装置。

9.根据权利要求1所述一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的装置，其特征在于，所述装置包括加热系统，所述加热系统可对装置的耐火材料部分进行加热。

10.一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述装置，所述方法包括：

S1：进行准备工作，设置制动条件、设置热数据采集装置、设置轧制力采集装置、设置水路运行、设置气路运行、设置加热模块运行、设置铸轧速度、冷却基体表面预处理；

S2：将第一冷却基体和第二冷却基体呈一定角度和距离对向放置；

S3：将适宜状态的熔融金属从熔融金属储存空间转入所述移动结晶器；

S4：在部分或全部所述熔融金属即将或已经进入所述移动结晶器部分腔体或全部腔体的任意时刻，利用冷却基体驱动系统驱动所述第一冷却基体和所述第二冷却基体相向运动，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体开始运动时的所述熔融金属尚未完全凝固，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体的所述相向运动在满足所述制动条件时停止；

S5：进行结束工作，关停热数据采集装置、关停轧制力采集装置、关停水路、关停气路、关停加热装置。

11.根据权利要求10所述的一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，所述S2中，所述第一冷却基体的工作面与所述第二冷却基体的工作面相对，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体可以平行放置，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体可以非平行放置。

12.根据权利要求10所述的一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，所述S3中，所述熔融金属的注入方式为，所述熔融金属储存空间与所述移动结晶器腔体直接或间接连通，利用所述熔融金属储存空间有效体积的变化，将所述熔融金属逼进所述移动结晶器腔体，所述有效体积是指所述熔融金属占有的体积。

13.根据权利要求10所述的一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，所述S3中，所述第一冷却基体和所述第二冷却基体的运动包括平动、转动、振动。

14.根据权利要求10所述的一种模拟双辊铸轧熔池关键传输机制的方法，其特征在于，所述S3中，所述熔融金属的注入方式为，所述第一冷却基体下方设置第一容器墙体、所述第二冷却基体下方设置第二容器墙体，所述第一冷却基体和所述第一容器墙体不发生相对运动，所述第二冷却基体和所述第二容器墙体不发生相对运动，所述第一冷却基体和所述第一容器墙体构成第一组件，所述第二冷却基体和所述第二容器墙体构成第二组件，所述第一容器墙体、所述第二容器墙体、所述第一侧封墙、所述第二侧封墙构成所述熔融金属储存空间，将所述第一组件和所述第二组件呈一定角度和距离对向放置，将一定量、适宜温度的所述熔融金属置于所述熔融金属储存空间，所述第一侧封墙、所述第二侧封墙相对地面固定，利用驱动系统驱动第一组件和第二组件相向运动，所述第一组件和所述第二组件的所述相向运动使得所述熔融金属储存空间的有效体积减小，所述有效容积减小使得所述熔融金属液位升高，所述熔融金属液位的不断升高使得所述熔融金属进入所述移动结晶器中。

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