CSP薄板坯连铸连轧层流冷却过程温度场数值模拟

摘要

CSP上常用的冷却方式是层流冷却。热轧后的层流冷却过程不仅降低了板带温度，更为重要的是奥氏体的分解基本在此过程中发生。根据冷却制度的不同，热轧后的变形奥氏体可以转变为不同的组织和不同的晶粒尺寸。所以层流冷却过程是CSP生产过程中十分重要的环节。　　本论文针对包头钢铁集团公司的CSP层流冷却生产线的实际情况，综合分析了在层流冷却过程中热轧钢板的换热情况。热轧钢板从精轧机出来到地下卷取机之间的冷却过程可以分成喷淋水冷却段与空冷段两部分分别加以考虑。在喷淋水冷却段根据冷却水与热轧钢板的实际换热情况，又将其细分为冲击区与非冲击区两部分分别加以对待。最终得出各种换热条件下的换热系数经验公式，将其作为温度场数值模拟计算中的边界条件。　　在数值计算中，奥氏体分解所释放的相变潜热采取等价比热容法进行处理。材料的热物性参数，除密度受温度影响不大取为常数之外，其他参数都作为温度的函数进行处理。　　温度场数值模拟计算的结果表明：在层流冷却过程中所释放的相变潜热使轧件卷取温度明显升高；随着轧件厚度的增加，内外冷却不均，轧件内外温差明显增大；轧件的运行速度增加使卷取温度升高的原因主要是冷却时间的减少，而不是换热系数的增大；增大冷却水的水流密度，降低冷却水的温度都会使轧件与冷却水之间的换热系数增大，从而使轧件的卷取温度降低，但相比之下，冷却水温度的降低对换热的影响更为剧烈。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明和关于论文使用授权的说明

引 言

第1章文献综述

1.1国内外薄板坯连铸连轧技术发展概况

1.1.1 CSP工艺流程及特点

1.1.2国内外薄板坯连铸连轧技术应用现状

1.1.3薄板坯连铸连轧的优越性

1.1.4薄板坯连铸技术的发展趋势

1.2薄板坯CSP连轧的工艺特点

1.3控制冷却方式

1.3.1层流冷却

1.3.2水幕冷却

1.3.3喷射冷却

1.3.4喷雾冷却

1.3.5加速冷却

1.4控制冷却设备

1.4.1层流冷却设备

1.4.2水幕冷却设备

1.4.3水—气冷却设备

1.4.4直接淬火设备

1.5柱状管层流冷却形式及其应用优势

第2章主要研究内容及技术路线

2.1主要研究内容

2.2技术路线

2.3课题的研究意义

第3章CSP层流冷却过程的研究

3.1冷床模型的研究

3.2水流状况

3.3沸腾换热

第4章数学模型的建立

4.1包钢CSP生产线层流冷却布置情况

4.2模型的建立

4.3控制方程

4.4初始条件

4.5边界条件

4.5.1空冷状态

4.5.2水冷状态

4.6热物性参数的取值

4.7相变潜热的处理

4.8数值议程的求解过程

4.9时间步长的确定

4.10温度场数值模拟的计算流程

第5章数值模拟结果及其分析

5.1厚度9.5mm规格轧件温度场模拟结果

5.1.1换热系数

5.1.2温度场变化

5.2各种因素对层流冷却过程轧件温度场的影响

5.2.1相变潜热对温度场的影响

5.2.2轧件厚度对温度场的影响

5.2.3轧件在冷床上的输送速度对温度场的影响

5.2.4水流密度对温度场的影响

5.2.5冷却水温度对温度场的影响

5.2.6终轧温度对温度场的影响

结论

参考文献

在学研究成果

致谢