CSP和FTSC工艺结晶器的冷却结构及传热能力

结合实际生产数据,比较和分析了CSP及FTSC工艺结晶器的冷却结构及传热能力,结果表明,热流密度计算模型中,FTSC和CSP结晶器内传热区高度分别为1 200 mm和1 010 mm,相同工况下二者的传热能力相近;CSP结晶器采用42条凹型水道及20条内径11 mm的圆型水道进行组合冷却,FTSC结晶器采用72条内径14 mm的圆型水道进行冷却;弯月面处FTSC结晶器铜板热面温度高于银铜的再结晶温度,铜板将发生局部变形,这是造成镀层龟裂或铜板裂纹的主要原因。     

漏斗型结晶器漏斗形状的设计

分析了ＳＭＳ漏斗型结晶器在使用中过程局部高温，产生热裂纹，寿命低的原因，提出了结晶器漏斗形状的更为合理的设计要求和设计方法。     

薄板坯连铸结晶器铜板温度及热流密度分布

薄板坯连铸结晶器的传热过程直接影响到铜板的寿命,有必要研究薄板坯连铸结晶器的传热特征。为了研究薄板坯结晶器的热流密度,通过开发的结晶器温度监测软件检测了珠钢结晶器铜板的温度。根据在线实测的铜板温度以及薄板坯连铸机冷却参数,建立了薄板坯结晶器铜板传热模型,计算并验证了结晶器热流密度的分布函数,同时通过二次回归得出了结晶器热流密度与结晶器高度的关系式。结果表明,在宽度方向上铜板温度和热流密度的分布具有相似的规律性,距离弯月面越近,热流密度和温度的波动越大。弯月面处热流密度值大于4．2MW／m^2,是造成结晶器铜板被侵蚀的主要原因。     

非均匀冷却型结晶器铜板的传热特性

针对唐钢新型的FTSC非均匀冷却型结晶器,根据连铸结晶器的铜板实测温度、结晶器水量和进出水温差,建立了结晶器热流一维修正计算模型及其分布曲面,分析在生产SS400钢种时不同条件下的结晶器铜板热流分布特点,结果表明,相同条件下热流分布趋势和热面温度分布趋势相似,横向上波动剧烈,在距离铜板中心线400mm处的热流最高,距离弯月面越近波动越剧烈,在结晶器下部,中心部位的热流较低,并且平直段热流比漏斗区域的热流低;沿着结晶器高度方向,热流和热面温度变化梯度较小,在结晶器中部会有一个热流以及热面温度回升趋势;在整个铜板宽面上,热流较高,热面温度较低,这对提高结晶器使用寿命具有积极意义。     

漏斗形薄板坯结晶器内铸坯传热分析

 为了更好地研究FTSC结晶器内铸坯的凝固过程,基于节点温度传递方法建立薄板坯结晶器内铸坯三维瞬态传热数值模型,采用有限元软件ANSYS模拟结晶器内铸坯三维稳态温度场。对比分析平板形及漏斗形结晶器内铸坯传热规律,探讨了漏斗区传热特点。结果表明,漏斗区内钢水存储空间增大,总热容量增加,漏斗区铸坯宽面表面中心温度升高,坯壳厚度减薄。FTSC结晶器宽面出口温度、坯壳厚度连续变化,与漏斗形布置一致。     

漏斗结晶器的分析与研究

用 Algor有限单元处理软件对漏斗结晶器的温度场与热应力进行了分析计算 ,得出了它们的分布规律 ,并找到了一种对结晶器寿命有利的约束方式 ,为以薄板坯连铸机为龙头的薄板坯连铸连轧生产线在我国顺利投产打下基础。     

薄板连铸过程中铜结晶器的传热和机械行为分析

为预测薄板铸机铜结晶器的温度、变形和残余应力，开发了三维有限元热-应力模型。就外形而言，有两种型式的结晶器可实现高速浇涛：即管式结晶器和板式结晶器。薄板铸机结晶器的形状和高的烧铸速度使其铜板的温度较常规板坯结晶器的高，其寿命比常规板坯结晶器的短。本研究的目的在于调查薄板铸机结晶器的热流和形状对变形的影响。应用反向导热模型分析在浇铸现场测定的结晶器壁温度，以此计算出结晶器相应的热流分布，然后再用塑性-粘性-弹性模型分析结晶器的热流，以此计算出结晶器相应的热流分布，然后再用塑性-粘性-弹性模型分析结晶器的热流，以研究不同型式的在役结晶器的高精变形。模型预测到的结晶器温度和变形与实际观察到的相一致。在生产中，结晶器热面温度最高达430℃，使结晶器的铜板朝钢液弯曲，最大弯曲变形的约为0.3mm。这种变形恰好出现在结晶器宽面中心区域，且比常规板坯结晶器的变形量小。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十六讲结晶器传热机制和热流特点

在连铸过程中结晶器的传热速率对铸坯的表面质量和防止漏钢都具有十分重要的影响。介绍了结晶器的传热机制，并对结晶器热流的特点进行了总结和分析。     

薄板坯连铸结晶器热流分布研究

通过结晶器温度检测软件在线采集了武汉钢铁(集团)公司CSP结晶器铜板的温度,根据热电偶实测温度及连铸机冷却参数,计算了浇铸不同断面SPHC钢时不同拉速的热流值,并建立了结晶器热流的二维分布模型。结果表明,结晶器受水口射流影响,热流与温度在宽面横向分布很不均匀,表现出明显的双峰结构。相同工况条件下在铜板宽度方向上温度和热流密度分布具有相似性,距离弯月面越近,热流密度和温度的波动越大,弯月面处热流密度最大值达到4.6 MW/m2。     

薄板坯连铸结晶器内流动传热行为的研究

基于珠钢CSP薄板坯连铸机设备工艺条件和所采用扁平浸入式水口结构,结合铜板测温导出的热流密度分布进行了漏斗形结晶器内钢水流动、自由液面以及传热凝固等冶金现象的综合描述和数值分析.结晶器熔池中以两个上旋涡为主的钢水循环流动局限在漏斗形结晶器内,上旋涡流股冲击和离开熔池液面分别对液面起伏波动有所贡献,弯月面下距窄边100 mm范围内有二次涡形成.除水口下方两侧存在两个具有明显过热的高温区外,熔池中绝大部分钢水的温度在液相线附近保持恒定,铸坯表面温度分布和坯壳发育过程均反映出水口高温射流的影响,铸坯表面最高温区位于熔池液面下方靠近结晶器窄边的地方.     

Numerical Simulation of Fluid Flow and Heat Transfer in Funnel Shaped Mold of Thin Slab Continuous Caster

SymbolList Ab,An———Surfaceareaofbroadfaceandnarrowfaceof moldrespectively,m2;Cp———Effectiveheatcapacity,J·kg-1·K-1;Cp,s———Heatcapacityofsolidphase,J·kg-1·K-1;Cp,l———Heatcapacityofliquidphase,J·kg-1·K-1;Cw———Waterheatcapacity,J·kg-1·     

Prediction of Local Heat Flux and Temperature Distribution in a Mould Copper Plate for Flexible Thin Slab Casting Based on In‐plant Temperature Measurements

A three‐dimensional (3D) numerical model has been employed to predict the local temperature and heat flux distribution on the funnel‐shaped Flexible Thin Slab Casting (FTSC) H2 mould plate®. The modelling was combined with in‐plant temperature measurements from thermocouples installed in the mould. For the measurements the thermocouples are arranged to be adapted to the funnel‐curved shape of the mould such that the spatial locations of measured temperature data sets from the thermocouples can be regarded to form a plane. The method divides the geometry of the mould plate into two computational domains along the measured temperature plane in order to utilize the data as the boundary condition by interpolation. The measured data are compared with those obtained by the average heat flux and one‐dimensional (1D) heat conductivity model in the thermal analysis of the mould plate. It is found that the assumption of average heat flux only along the longitudinal direction, used in conventional billet or slab moulds, is not satisfactory to describe the heat transfer of the complex funnel‐shaped mould in the longitudinal and transverse direction. The heat flux values and hot face temperature in funnel‐shaped mould plates obtained by the 3D model are lower in comparison to the 1D model. The structure of cooling water channels has a significant influence on the uniformity of the heat flux. Some fluctuations of heat flux and temperature occur in the junction between the parallel‐curved and funnel‐curved zone along the longitudinal and transverse direction for the present case. It is expected that by utilizing the measured temperature data, the present model can be helpful to understand the thermal behaviour and define the thermal boundary condition of the funnel‐type mould plate.     

板坯连铸二冷区凝固传热过程与控制

依据安钢板坯连铸机的具体条件,建立了连铸板坯凝固传热数学模型,实现了随铸坯钢种、断面尺寸及拉速变化对各回路水量连续实时控制.经现场应用表明,利用配水模型所制定的二冷配水制度是合理的,效果良好.     

Heat Flux Density and Heat Transfer Coefficient between Steel Melt and Metallic Substrates

The solidification of low carbon (LC) steels on metallic substrates was investigated with a twin roll caster and a model mould. The substrate materials were steel, Ni, and two copper alloys, which are typical for the industrial construction of moulds. Heat flux density, heat transfer coefficient, growth rate, and cooling rate were evaluated.     

蜂窝型蓄热室热交换过程温度场的数学解析

提出了一种蜂窝型蓄热室热交换过程中温度场的计算方法,通过算例得出了模型的解析解,分析了整个过程温度的变化规律,可为理论研究和工程设计提供依据。     

热送热装工艺中板坯连铸过程传热的数学模型

建立了板坯连铸过程传热数学模型，并用实测数据对计算结果进行了验证，证明该模型可用于预报不同操作条件下板坯凝固过程中温度的变化和凝固状态。应用该模型分析了影响板坯出连铸机温度的主要因素：板坯尺寸、拉速、二冷水量及冷却方式等。适当提高拉速、改善二冷制度能提高铸坯出连铸机温度。     

钢的连铸过程结晶器与铸坯之间的传热分析

针对连铸过程中的结晶器传热模型，分析总结了结晶器与坯壳之间的热阻构成，并研究了结晶器壁和坯壳界面热流的影响因素，为传热模型的求解和结晶器锥度的优化设计提供了理论依据。