圆坯连铸二冷制度研究.pdf

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1、重型机械·45·圆坯连铸二冷制度研究张书岩，刘晓勇(中钢设备有限公司，北京100080)摘要：根据R10．5m弧形圆坯连铸机的现场实际情况，建立了圆坯凝固数学模型。用现场铸坯表面温度的测量数据，修正了模型中的传热系数，使模型计算更加准确。在此基础上，成功地开发了q~400mm圆坯连铸的二冷工艺制度并应用于实际生产。生产的钢种有20#、34Mn5V、26CrMo4等，其铸坯内部质量全部合格。关键词：圆坯；凝固模型；二冷制度中图分类号：TH164；TQ920．5文献标识码：A文章编号：1001—196X(20

2、15)05—0045—05StudyonsecondarycoolingsystemforroundbloomCCZHANGShu-yan，LIUXiao-yong(SinosteelEquipment＆EngineeringCo．，Ltd．，Beijing100080，China)Abstract：Inthispaper，accordingtoactualsituationofroundbilletcaster(R10．5)，thesolidificationmathe—matiealmodelisbu

3、ih．Bymeasuringsurfacetemperatureofstrandonthesite，theheattransfercoeficientofmodelismodified，whichmakesthemodelcalculatingresultmoreaccurate．Onthisbasis，thesecondarycool—ingsystemof400mmroundbilletcasterissuccessfullydevelopedandappliedtoactualproduction．

4、Theproduc—tionofsteel20#，34MnSV，26CrMo4etc．，theinternalqualityofroundbilletisqualified．Keywords：roundbillet；solidificationmodel；secondarycoolingsystem0前言1圆坯连铸凝固模型圆坯连铸机的弧形半径为RIO．5m，冶金长根据圆坯连铸机特点，对圆坯面中心纵向截度为31．5m。浇铸圆坯的最大直径为350面(如图1所示)进行一些简化处理。引，建立描⋯mm。为了适应市场

5、的需求，拟在铸机上生产述圆坯凝固传热的数学模型，然后进行温度场计@400ITIm的圆坯。原有的二冷配水制度没有算和凝固分析。@400mm的冷却水表。为此，本文将建立圆坯描述圆坯凝固传热的微分方程连铸机的凝固模型，然后制定铸坯表面的目标温p。等=立～Or(I托)o(1)度并通过现场测定的温度数据对模型进行修正，最后利用开发的凝固模型制定@400mm圆坯连式中，为温度，℃；P为密度，kg／m。；Cp为热铸的二冷配水制度。容，kJ／(kg。℃)；为有效导热系数，W／In：s。为源项。对时间项采用隐式积分，则可得

6、如下离散方程(Ap—sU)：A∥T+AE+Sc(2)收稿日期：2015—06—17；修订日期：2015—08—02对于离散方程式中的源项作者简介：张书岩(1981一)，男，硕士，中钢设备有限公司工程师。SC=DPT蛆。SU=一DP，DP=pC．Vp／&·46-重型机械2015No．5keal'一=(一)+。＼．／。n[(+298)一(z+298)](5)算区域铸坯中心：31'一kec=0(6)1dn2圆坯二次冷却水量的制定，一—、．二次冷却水量是根据铸坯目标表面温度来设定的，而目标表面温度则由浇铸工艺、钢

7、种特性图1计算区域Fig．1Computationalregion等参数确定。其最终目的是获得表面质量好、无缺陷的铸坯。(1)初始条件。t：0时，结晶器中钢水温度2．1圆坯目标表面温度等于浇铸温度，即铸坯目标表面温度的确定应综合考虑多方面T(，0)=Tc(3)因素加：(1)符合铸坯凝固传热规律，不能出(2)边界条件。现过大的温降或回温；(2)避开钢的低温脆圆坯结晶器：性区。根据典型钢种(20#、26CrMo4、34Mn5V)的一~'PwCww(4斗)J高温热塑性能，将其分成三类，然后确定浇铸圆坯二冷区：q

8、b400mrn圆坯的目标表面温度见表1。表1铸坯目标表面温度分布Tab．1Distributionoftargetsurfacetemperature2．2凝固模型的验证分布。在计算铸坯沿铸机长度方向温度分布及坯壳厚度时，二冷段各冷却区的平均换热系数选取按如下关系式“：I区内弧h=0．3496×’2898(7)Ⅱ区内弧h：0．2951×’3912(8)Ⅲ区内弧h=0．2301ב柳(9)Ⅳ区内弧h：0．1817ב柳(10)式