基于热流密度分布模型的连铸倒角结晶器温度分布研究

基于热流密度分布模型,建立了全弧形板坯连铸机倒角结晶器窄面冷却水流动和铜板传热耦合的数学模型。采用多元回归的方法拟合得到描述连铸结晶器热流密度对结晶器高度的函数表达式。铜板表面沿拉坯方向的热流密度呈非线性分布,弯月面附近的热流密度先急剧增加然后迅速减小,在距离弯月面0.1 m处的热流密度达到最大值。模型计算结果表明,在结晶器距上口150～200 mm的铜板表面温度最高达到608～678 K,低于723 K的铬锆铜再结晶软化温度;尽管该区域铜板水缝的最高表面温度近420 K,但不影响整体传热。计算的铜板温度与热电偶测量值相吻合。     

倒角结晶器铜板实际温度场数值仿真

 以首钢京唐实际生产过程中倒角结晶器的铜板尺寸、水道布置、铜板实测温度、宽窄面水量和进出水温差为基础,运用商业软件ANSYS模拟了实际生产过程中倒角结晶器铜板温度分布。计算结果表明：距弯月面0～300 mm,倒角结晶器窄面横向温度分布呈W型,和直角结晶器倒U型温度分布有很大差别;距弯月面300～800 mm,角部温度迅速降低,温度分布呈倒U型,和直角结晶器温度分布基本一致;此外,倒角结晶器倒角面的温度梯度较大,倒角面上坯壳与铜板之间的换热热流波动较大,这说明倒角坯的缺陷主要出现在倒角面,这与实际是相符合的。     

ASP连铸结晶器铜板热流和温度的研究

根据在线实测的铜板温度以及ASP(Angang Strip Production)板坯连铸机冷却参数,建立了ASP板坯结晶器(高1 000 mm,铸坯断口面170 mm×2 000 mm)铜板传热模型以计算结晶器热流密度的分布函数和得出结晶器热流密度与结晶器高度的关系式。结果表明,铜板温度和热流密度的分布具有相似的规律性,结晶器内、外弧铜板宽度方向上中心和角部的热流波动分别约为400 kW/m²和200 kW/m²,其温度差分别约为30℃和20℃。     

保护渣对结晶器热流的影响

分析了5种中碳钢保护渣对结晶器热流的影响,结晶器热流过大或热流稳定性越差时连铸坯表面纵裂出现的几率越大.对渣膜取样研究表明,保护渣对结晶器热流的控制是通过渣膜结构来实现的,要得到控制热流好的渣膜结构必须保证渣膜的高结晶率,找出了适合邯钢中碳钢连铸坯的保护渣组成.     

水平连铸结晶器动态热流分布的实验研究

介绍了水平连铸结晶器动态热流分布的测试方法和数据处理，并对测试结果进行了讨论，认为Ｄ１２０圆坯结晶器平均拉速２．３６ｍ／ｍｉｎ、平均水量２６．１ｔ／ｈ、平均水温差３０．９℃的测试工况比较好，这时沿结晶器长度过热度不很大，在较长的距离内能比较稳定地发展过冷沸腾，提高了结晶器的传热能力，使平均热流密度升高．     

板坯结晶器温度场的数值实验

结合连铸机实际操作参数，本文建立了二维非稳态传热的数学模型，采用数值实验，通过计算机研究和模拟板坯结晶器铜板的温度分布。研究结果表明影响结晶器铜壁温度场的两个主要参数是铸坯拉速和冷却水流速。     

影响弧形小方坯结晶器温度场的因素分析

根据现场实际工艺条件，建立弧形小方坯结晶器二维非稳态传热的数学模型，采有限单元法求解温度场；并分析、讨论钢水含碳量、冷却水的流带和温度以及铜壁厚度对温度分布的影响。     

拉速对结晶器平均热流的影响

通过计算8088块板坯的平均热汉研究了拉速对板坯结晶器平均热流的影响结果表明：拉速对结晶器宽边的平均热流有显的影响,拉速在0．6－1．2m/min范围内,结晶器宽边平均热流随拉速提高而增加,当拉速超过1．2m/min后,结晶器宽边平均热流随拉速增加而提高的幅度变得很小;结晶器窄边的平均热流较宽边的热流约低0．2MW／m^2,当拉速超过1．2m/min后,结晶器窄边的平均热流仍可随拉速的进一步提高而增加。     

板坯连铸结晶器冷却铜板的温度场分析及结构优化

采用结构分析有限元软件ABAQUS对具有不同冷却系统的两种结晶器在工作过程中的稳态温度场进行了模拟。在所采用的热材料参数和边界条件尽町能符合实际条件下。证明了采用新的设计可获得较理想的温度场分布。其结果对连铸结晶器的设计及优化、提高结晶器寿命和改善板坯质量具有指导作用。     

浸入水口对结晶器内温度场的影响

通过对南钢板坯浸入式水口侧孔出口角度、开口面积及150 mm×3250 mm结晶器内温度场进行的数值模拟,分析了浸入口角度、开口面积、插入深度、拉坯速度等因素对于结晶器内温度场的影响。     

薄板坯连铸结晶器三维流场和温度场的数值模拟

针对ＩＳＰ型薄板坯连铸结晶器，利用数值模拟的方法，计算结晶器的内流体的三维流场和温度场，比较和分析水口结构形状，插入深度及拉坯速度对结晶器内流场和温度场的影响，为薄板坯连铸结晶器以及相适应的伸入式水口结构形状选型提供参考。     

保护渣对结晶器铜板热流影响的试验研究

结合邯钢CSP生产实践,通过现场试验研究了结晶器保护渣渣膜结构与结晶器热流密度和铸坯表面纵裂发生率之间的关系,结果表明,对CSP浇铸中碳钢,渣膜结晶率控制在40%,结晶器宽面热流控制在2.05×106W/m2,可使纵裂发生率减少约一半。     

在线计算结晶器内铸坯表面热流密度的方法

通过在结晶器铜板上建立二维温度场模型，用系统辨别的方法，求解热传导反问题，在结晶器铜板的一个层面完整的确定铸坯表面热流密度分布。试验数据显示算法是有效的。     

小方坯连铸机结晶器平均热流影响因素的分析

对新疆八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂(以下简称八钢)120 mm断面结晶器平均热流与拉速、结晶器冷却水流量、钢水温度等影响因素进行了分析,并对其传热特点进行了讨论,提出120 mm断面结晶器冷却水流量的最佳范围是95～100 m3/h.     

板坯连铸结晶器内温度场/应力场耦合分析

在考虑结晶器铜板中水槽结构的尺寸和分布的基础上,建立了连铸结晶器内温度场和应力场之间耦合过程的有限元分析模型.通过耦合计算,发现宽窄面方向上的坯壳与结晶器壁间的气隙沿拉坯方向上的变化规律,为分析铸坯在结晶器中产生的质量问题以及设计有关结晶器工艺和结构参数提供了理论研究的手段.     

包晶钢宽厚板坯连铸结晶器的热流密度与热行为

基于热电偶实测温度,建立了包晶钢宽厚板坯连铸结晶器有限元传热模型和热流密度非线性估算模型.应用模型反算获得包晶钢宽厚板坯结晶器的热流密度,在与热平衡计算得到的平均热流密度进行比较后,阐述了模型的有效性,并分析了实际生产条件下结晶器铜板的温度分布规律.结晶器宽面和窄面的平均热流密度分别为1.141和1.119 MW·m^-2.温度在靠近结晶器背面呈波浪形分布,最大温差为29.6℃,然而在远离背面位置,温度变化平缓.随距弯月面距离的增加,温度呈降低趋势,然而在距结晶器出口附近出现回温现象.同时宽厚板坯连铸结晶器的热流密度和温度分布均有别于传统板坯连铸.     

连铸结晶器温度场及热变形的数值模拟

利用MARC有限元软件建立了圆坯结晶器的三维温度场与应力场耦合的热弹性模型，并在此基础上研究了结晶器厚度、冷却水流速以及拉坯速度对结晶器温度场和铜管变形的影响规律．模拟结果表明：拉速提高时，结晶器的温度和变形量都增大，但影响不显著；结晶器厚度增大时，铜管冷面温度降低，热面温度升高，同时变形增大；冷却水流速对铜管温度分布和变形量有较大影响，增大冷却水流速，铜管温度和变形量均下降．     

关于对我国连续铸管生产现状和发展的几点分析

本文通过分析我国连续铸管产品结构不合理、工艺技术设备落后、组织机构不健全的生产现状，提出我国连续铸管行业今后发展的设想。     

连续铸钢过程中结晶器的传热研究

 为了研究结晶器内壁温度的分布,设计了模拟结晶器工作过程的实验装置,并进行了实验。实验结果表明,结晶器内壁温度趋近于冷却水温度。基于实验,推导了结晶器边界等效导热系数。该系数用于解决金属和冷却水之间的传热,即反映结晶器的传热能力。用等效导热系数处理结晶器的边界传热,对包括结晶器在内的连铸凝固进程温度场进行数值模拟既简单又方便,并且计算结果与实验结果符合。还讨论了拉坯速度和冷却水流量对结晶器温度场的影响。     

方坯连铸连续锥度结晶器的设计与选择

设计了两种方坯连铸连续锥度结晶器，并对其结果进行了推广与讨论，分析了连续锥度结晶器选择的技术原则。