特厚板坯連鑄二冷傳熱特性研究.pdf

1、連鑄技術(shù)的本質(zhì)是傳熱和凝固的關(guān)系。過去十年間，隨著我國(guó)各種不同型號(hào)的連鑄機(jī)成功運(yùn)行，連鑄機(jī)的通鋼量也不斷增加，但是對(duì)于一些特厚坯、特寬板坯、特大方坯、圓坯等“特鋼”的連鑄坯質(zhì)量要求越來越苛刻。本文通過特厚板坯連鑄二冷傳熱特性研究實(shí)驗(yàn)，研究特厚板坯在二冷區(qū)冷卻階段表面熱流密度和換熱系數(shù)與鑄坯表面溫度變化規(guī)律，從而為實(shí)際連鑄生產(chǎn)過程提供理論指導(dǎo)。
　　本文設(shè)計(jì)并建立特厚板坯連鑄二冷區(qū)傳熱特性仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)鋼坯加熱、移動(dòng)、氣霧冷卻、

2、數(shù)據(jù)采集及處理等步驟的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，建成參數(shù)可調(diào)范圍廣的通用性好的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了連鑄坯在二冷區(qū)冷卻過程的實(shí)驗(yàn)室模擬。
　　建立一維、無內(nèi)熱源、非穩(wěn)態(tài)、變物性的導(dǎo)熱反問題數(shù)學(xué)模型，采用多點(diǎn)測(cè)溫、單一未來時(shí)間步長(zhǎng)法求解未知邊界條件；并用FORTRAN語言編寫了反傳熱程序，通過ANSYS有限元分析軟件對(duì)反傳熱程序進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文選用材質(zhì)為16Mn的鋼種，厚度為400mm板坯的一半200mm進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鑄坯的冷卻過程

3、都經(jīng)歷了從“膜態(tài)沸騰-過度沸騰-核態(tài)沸騰”的過程；鑄坯表面熱流密度隨溫度呈現(xiàn)“減小-增大-減小”的趨勢(shì)；在765℃時(shí)，由于16Mn鋼居里點(diǎn)的影響，導(dǎo)致熱容和導(dǎo)熱系數(shù)發(fā)生突變對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，計(jì)算時(shí)忽略居里點(diǎn)的相變。不同工況下，鑄坯表面熱流密度與溫度的曲線形狀相同，由于水量的變化發(fā)生整體偏移，說明水的沸騰物理過程相同，但是外界條件的變化導(dǎo)致物理過程隨溫度的變化發(fā)生了整體的偏移。水量的增加，鑄坯表面熱流密度和換熱系數(shù)逐漸增大，隨溫度的降低