摘要
作为连铸生产设备中的关键部件,结晶器对高拉速连铸起到了至关重要的作用.通过建立结晶器平均热流密度计算模型,计算结晶器内控制单元中凝固坯壳、糊状区及液态钢水区对应的质量,进一步计算整个控制单元的散热量,从而得到结晶器的平均热流密度.结合低拉速结晶器实际生产工况参数以及数值模拟分析,验证了模型的准确性.在高拉速工况下分析得到:对于160 mm× 160 mm小方坯,在有效结晶器长度为900 mm、拉速为6 m/min的条件下,其结晶器出口处凝固坯壳厚度达到10 mm时,结晶器平均热流密度约为4 200 kW/m2;以模型计算得到的热流密度为边界条件,应用有限元仿真软件进行结晶器内钢液凝固状态模拟,计算结果显示凝固坯壳厚度为10 mm.根据平均热流密度计算模型得到的热流密度,结合管内受迫对流换热模型,设计了 4种不同的结晶器冷却结构并计算其对流换热系数.利用计算得到的对流换热系数,推导出结晶器各种冷却结构对应的热流密度,得到了适用于高拉速的结晶器冷却结构及水流量.
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