CSP流程结晶器内钢水到冷却水的水平传热热阻模型

摘要

结晶器是连铸机的“心脏”。在连铸过程中为了保证浇铸的顺利进行，要求进入到结晶器内的钢水具有一定过热度，一般要求浇铸温度高于液相线温度 20～50℃，因此，大量的显热和凝固潜热需要通过结晶器散失掉。钢水在结晶器内的凝固传热近似分为通过结晶器的水平传热和拉坯方向传热。钢水在结晶器内停留的时间较短,钢液要在较短的时间内放出大量的热,结晶器内散失的热量大部分是通过水平传热散失的。结晶器的传热的快慢与铸坯的质量密切相关。本文在前人的基础上建立了CSP流程中小漏斗型结晶器内钢水到冷却水的水平传热热阻模型,计算了热阻模型中各部分热阻占总热阻的比例。计算发现:当气隙层厚度为10μm时,保护渣热阻、凝固坯壳热阻、气隙热阻分别占钢水到冷却水总热阻的59.48％、15.28％、10.42％,三者是结晶器水平传热的限制性环节;当气隙层厚度大于58μm时,气隙层热阻将大于保护渣热阻;随着冷却水流速的增加,结晶器铜板到冷却水的综合热阻降低,当水速大于7 m/s时,热阻变化不大。