寶鋼連鑄結(jié)晶器傳熱研究

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1、摘要連鑄結(jié)晶器的傳熱(常稱一冷傳熱)研究是卉清鋼水發(fā)生液i捌轉(zhuǎn)變的重要環(huán)肖。本文采用現(xiàn)場數(shù)據(jù)采分類數(shù)據(jù)處理、解析及數(shù)學(xué)模瓔筲方法對寶鋼連鑄結(jié)晶器的傳熱行為進行了洋細的研究。分析了各種]：藝參數(shù)(拉速、碳含墻、過熱度、保護渣及冷卻水溫著等)對連鑄結(jié)晶器傳熱及連鑄坯質(zhì)量的影響。在寶鋼一冷傳熱的研究中，對寶鋼結(jié)晶器的換熱系數(shù)(拔熱量)進行丁詳細的推導(dǎo)，并對實際生產(chǎn)結(jié)晶器銅板溫度進行了測定，應(yīng)用實測的銅板溫度數(shù)據(jù)，并與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，計算了結(jié)品器壁的熱流量和彎液面處的渣圈厚度。寶鋼結(jié)晶器的換熱系數(shù)計算公式是在一些假定條件的基礎(chǔ)上．經(jīng)過無培綱

2、化后，采用解析法推導(dǎo)出。同時給出了結(jié)晶器出口處凝同殼厚度的計算公式，該公式計算結(jié)果與日本新日鐵的數(shù)據(jù)非常接近。換熱系數(shù)及凝同殼厚度的計算公式對寶鋼實際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義?！?、、、≮寶鋼一冷傳熱研究表明，拉速對結(jié)品器寬邊平均熱流有顯著的影響．當拉速超過1．2m／min后，結(jié)晶器寬邊平均熱流隨拉速增加而提高的幅度變得很小，表明如拉速進一步提高，結(jié)晶器的冷卻能力可能不足，其它I．藝因素對結(jié)晶器壁的平均熱流影啊相對較小。結(jié)晶器寬面銅板溫度偏高，兩寬面的銅板溫度、熱流量相芹較大，而兩窄面銅板溫度、熱’流量相差較小。由于拉速頻繁變化，結(jié)

3、晶器各面銅板溫度隨澆注時間變化較人，隨著拉速的提高，結(jié)晶器銅板溫度及結(jié)晶器鼙各面的熱流簧都有所提高，其他-I=藝因素對結(jié)晶器銅扳溫度的影響不顯著．在距結(jié)晶器項面404mm處鍍Ni層厚凌的突然增加，造成各銅板的熱面溫度有很大的回升。結(jié)晶器的銅板厚度、：令卻水昔和水垢也是影響結(jié)晶器壁熱流量的田素，水垢顯蔫地降低結(jié)晶器墅的熱流量：增加結(jié)品器冷卻水昔，結(jié)晶器肇的熱流昔有所增加，增加銅板厚度，結(jié)晶器壁熱流量也增加。彎液面處結(jié)晶器蹙的渣圈_

4、粵度是由該處結(jié)晶器銅扳的熱流域所決定的，拉速、結(jié)品器冷卻水垢是影響渣罔厚度的兩個重要的i．藝參數(shù)。·其它

5、i：藝參數(shù)對渣圈厚度影響次之。：疑同傳熱的數(shù)學(xué)模型計算表明，住彎月面．F50mm以}上J．坯殼增K很快，硅離開彎月面50mm以下后，坯殼增長的速度減慢，至彎月面以’F300mm處，坯殼厚度大約為9～lOmm。采』{j硫印法測得的結(jié)晶器外弧側(cè)的坯殼厚度明顯火于內(nèi)弧側(cè)坯殼厚度．兩側(cè)的坯殼厚度相差最犬為2．41m．平均相差L45mm。拉速小時，鑄坯表面溫度低，坯殼內(nèi)集中應(yīng)力丈；越速人時．鑄坯表面溫度高，坯殼內(nèi)集中麻力小：且鑄坯角部區(qū)域是溫度綴低的部分，其溫度變化也比其它部位劇烈。角部所受的熱應(yīng)力也最人。莊本研究中，拉速為1Om／min時，

6、鑄坯窄邊在x方向上的收縮域為8．438mm，其窄邊錐度為0．938％：1．tm／min時。鑄坯，i=邊在x方向上的收縮墻為8370mm，其窄讓錐度為o93％，兩種拉速一F計萍弁勺錐度與寶鋼制定的錐皮(0．95％)洪差分)；ij為1．：6％、2i0％。。凡垮熱珀垤對绱品Z；避錐應(yīng)∞分圻表明，j，面結(jié)晶器‘《邊嵌熱系效數(shù)值立；i妒卜jf三j談，示準標示的保護灑甲斷危險R，嗣而婦前寶：i采硝趵耕品囂窿邊、4直邊錐腰育可能偏人。疲玨迕鑄過彈中，結(jié)晶器￡邊趣熱系效(h)it坻l《o襲熱系數(shù)一定數(shù)位．，芏拉迷超過。．．J,m／mn后．它邊與咤越

7、∞h值接近，共至遂過茺也x，-Ⅱ宄纜汁段據(jù)甲．：邊與覽邊

8、約n七渲在70～9,0％^：二：司的鑄坯約l?，墨政∞莉?！?；、二W比虹點90。．以二帕鑄還約f-：主047‘，6以土。也說啊星翁采用的笫晶器窄迎慧，望可能塌兩鼉鋼的碳禽40‘J．】．：0．．1．：：?§時．覃垃乎均抉熱系斂h，與寬邊乎均換熱磊襲h，比值最低，里毋j蕞，?二一，90％：?』二第范周內(nèi)．而在碳含奄為o，002～0．08％,,qL0．：二～0．ijja；j十．n．t區(qū)帽人，R明澆鑄·轟兩處碳含螢范匍鋼種時結(jié)品罌窄邊錐度可能縭人，q此建議莊該兩種碳等奄范同，適當、強

9、低目前所圳錐瘦值。過熱度在JO～30℃之間對縱裂紋發(fā)生犟影“畸不≮。與過熱度餐過或低●這一_：．西嗣．讒坯表面縱裂紋指數(shù)顯著提高。結(jié)品器寬面挾熱系數(shù)1芏1200～1460KcaI／(m：·1C．i1)范帛n時，濤坯縱裂紋發(fā)生率較低。1日兌面換熱系數(shù)高●_￡低，逗一、直j司，濤坯喪面縱裂紋發(fā)生率都會增加。觀澆鑄I．藝_，tV自lJV系刪t罰鑄坯縱裂紋更多地發(fā)生任低．砭面換熱系敵陶情況。芒面換熱系數(shù)在800i100Kcat／(m二·℃·h)之間時，磚坯衷面縱裂紋發(fā)生率艱低。如糶窀面換熱系數(shù)鬲亍jtl氐丁這一范嗣，濤坯表面縱裂紋指數(shù)會迅速

10、提高。與寬面換熱景敷相同，1芏澆簪IV，}

11、l3V系列鋼時．縱裂紋更多地發(fā)生在節(jié)面{氏抉熱系數(shù)f自況。丫＼√、、j、，，／關(guān)鍵詞：結(jié)晶器傳熱換熱系數(shù)垌板溫度蘋均熱流量瞬爵熱流量海周厚度凝固j丕殼厚度灌攫寬窄面換熱系數(shù)比值寬窄面平均熱流