Q235钢方坯高拉速连铸二次冷却制度的研究

摘要

该文针对具体的铸机结构特点,在一定的边界条件和合理的假设前提下,应用有限差分法对传热微分方程进行离散化,依据有关的冶金准则以及采用变时间步长,充分考虑二冷区存在的四种传热方式(即夹辊传热、喷淋水传热、水聚集蒸发传热和辐射传热),并且在考虑了喷嘴有效喷啉系数与实际喷淋系数之间的差异(喷淋水并非全部喷射在铸坯表面上)以及连铸过程中铸坯内外孤冷却存在差别(喷射在铸坯外弧的冷却水由于重力作用易脱离铸坯表面)的情况下建立了比较精确实用的小方坯高拉速连铸凝固传热数学模型.针对该凝固传热数学模型,使用计算机高级编程语言(Fortran)在PC机上编制出了具有一定通用性的连铸二冷传热仿真软件.通过该仿真软件,对Q235钢150×150mmm<'2>断面的铸坯在二冷区为三段喷水结构和四段喷水结构两种条件下的高效连铸过程分别进行了模拟仿真,并对二者获得的仿真结果进行了比较.

目录

文摘

英文文摘

1 引言

1.1课题的研究意义

1.2课题的研究对象及内容

2 文献综述

2.1高效连铸技术改造

2.2结晶器中的传热

2.3二冷区的传热

2.4二次冷却的控制

2.4.1二次冷却强度的控制原则

2.4.2二次冷却水量的分配原则

2.4.3二次冷却水量的控制方法

2.5连铸凝固传热数学模型及其求解方法

3二冷喷嘴冷态及热态性能的测定

3.1喷嘴型号的选用

3.2喷嘴冷态性能测试

3.2.1测试内容

3.2.2实验设备

3.2.3实验步骤

3.2.4测试结果

3.3喷嘴热态性能测试

3.3.1测试内容

3.3.2测试目的

3.3.3测试设备

3.3.4测试步骤

3.3.5测试原理

3.3.6计算结果

4方坯高效连铸凝固传热数学模型

4.1连铸机的具体条件

4.1.1四段喷水结构

4.1.2三段喷水结构

4.2方坯凝固传热数学模型的理论基础

4.2.1方坯连铸凝固传热的数学描述

4.2.2差分方程

4.2.3边界条件的确定

4.2.4冶金准则的设定

4.2.5变时间步长的选择

4.2.6钢种的热物性参数

4.2.7喷嘴有效喷淋系数的确定

4.2.8数学模型仿真计算软件(程序)的编制

4.3连铸凝固传热数学模型的特点

5 Q235钢高拉速连铸二次冷却制度的确定

5.1二冷区喷淋段为四段的研究结果

5.1.1二冷区各喷淋段二次冷却水量的优化设计

5.1.2模型仿真获得的主要凝固与冷却参数

5.1.3钢水浇注温度与最大拉速的关系

5.2二冷区喷淋段为三段的研究结果

5.2.1二冷区各喷淋段二次冷却水量的优化设计

5.2.2模型仿真获得的主要凝固与冷却参数

5.2.3钢水浇注温度与最大拉速的关系

6 铸坯凝固冷却过程中温度场的模拟仿真

6.1二冷区喷淋段为四段的仿真结果

6.1.1铸坯表面中心温度的分布

6.1.2铸坯的内外弧温差图

6.1.3铸坯断面温度场的分布

6.1.4铸坯凝固壳厚度在拉坯方向上的变化规律

6.2二冷区喷淋段为三段的仿真结果

6.2.1铸坯表面中心温度的分布

6.2.2铸坯的内外弧温差图

6.2.3铸坯断面温度场的分布

6.2.4铸坯凝固壳厚度在拉坯方向上的变化规律

7 研究结果在韶钢方坯铸机高效化改造中的应用

8 结论

致谢

参考文献