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400连铸坯二冷制度的研究与实践 （连铸坯二冷制度的研究与实践张?刘义仁（天津钢管集团股份有限公司炼钢厂）摘要通过建立了圆坯凝同数学模型，并使用现场测?数据修正模型中的传热系数，使模型计算结果?加准确；然后应用凝固模型并结合铸坯目标温度曲线，成功开发中铸坯的二冷配水制度。 经检验，生产出的（）铸坯质?符合标准要求。 关键词圆铸坯凝固模型二冷制度质?，前言天津钢管集团股份有限公司（以下简称天管）炼钢厂的主要装备有一座吨超高功率交流电弧炉；一套多功能精炼装置，包括钢包炉、真空脱气装置和铡包喂丝装置；一台六流弧形圆坯连铸机。 产品为无缝钢管用连铸网坯，主要规格为、中、和。 主要钢种为石油专用管用钢、管线管用铡、液压支架管用钢、锅炉管用钢以及石油裂化管、气瓶管用钢等。 根据市场需求变化，天管炼钢厂要开发西连铸坯，其中铸坯二冷制度足巾连铸坯工艺开发的关键。 为此，天管炼钢厂与东?大学合作，共剧研究开发连铸坯的二冷制度。 实践表明开发的连铸坯的冷制度完全满足工艺要求，生产的铸坯质?满足热轧无缝管要求。 弧形圆坯连铸机的主要工艺参数天管炼铡弧形心坯连铸机的主要工艺参数见表。 表连铸机的设备及工艺参数序号项目单位性能与设备参数型式四点矫直弧形圆坯连铸机流数流台弧形半径，铸机冶金长度设计?产坯?吨?万结晶器长度中中设计最大拉速最大设备冷却水，流?连铸机的二冷区是由一个足辊段和三个扇形段组区区域布置参数见表所示。 成的四个独立的冷却区域，喷嘴类型为水喷嘴，二冷表二冷区布置参数区区区区位置足辊段扇形段扇形段扇形段区长】距结晶器液面距离【】水环数水嘴总数最大水?】铸坯凝固模型的建立圆坯从结晶器内钢水的弯月面以一定拉速向切割区移动，热?从圆坯中心向坯壳表面传递，所传递热?的多少决定于金属的热物?性能和圆坯表面边界条件。 本模型计算圆坯中心纵截面的温度场，计算区域如图所示。 图计算区域在建立网坯传热数学模型时，根据连铸生产过程以及文献的报道，提出如下几点假设【】（）忽略拉坯方向传热；（）结晶器钢水温度与浇注温度相同；（）圆坯液相线温度和固相线温度为常数（）圆坯的物?特性为各向同性；（）连铸机二冷区内同一冷却段冷却均匀；（）凝同壳以传导传热占主要地位。 根据以上假设条件，传热方程为域肛署导（詈）蜗肛瓦瓦盯石怕。 “式中丁一温度，密度，一热容，（），矿一有效导热系数，一源项对时间项采用隐式积分，则可得如下离散方程】?（彳一?咒）耳矗（）式中矽（岛尸）?口。 疵胛，（）?口。 疣即矿，。 而。 ，。 名万。 对于源项于旺一，口式中。 一控制体体积；西一计算时间步长。 （）初始条件时，结晶器中钢水温度等于浇铸温度，即（，）（）（）边界条件?结晶器一面石（）?二冷区一詈仃一）州（）也）】?铸坯中心鼍。 二冷制度的制定应用数学模型，采用计算机仿真的方法，确定在一定的浇铸条件下，?同钢种的二冷区各冷却水回?目标水?，即配水表。 目标表面温度的制定铸坯目标表面温度曲线的确定是保证获得良好的铸坯质?、稳定铸坯表面温度分布的前提。 铸坯的目标表面温度分布与该钢种的热物性性质、高温?学性能等因素有关；同时它还受到铸机各冷却段冷却条件的制约。 为此，铸坯目标表面温度的确定应综合考虑多方面因素【】，但主要还是要满足铸坯冷却的冶金准则的要求。 制定目标表面温度曲线只需沿拉坯方向指定?干个温度控制点，确定出这些温度控制点的目标温度。 在铸坯条件下，根据典型钢种的高温延塑性能测试结果，确定了以典型钢种为代表的各钢组的目标表面温度见表表铸坯目标表面温度分布二冷区各距弯月面目标表面温度】控制点冷却区域距离【】钢组钢组】钢组钢组钢组区末端区末端区末端区末端二冷系统换热系数与水?的关系通过试验研究及大?的仿真计算，确定的天管炼钢厂的连铸机二冷段各冷却区的平均换热系数与水?的关系式如下】区内弧（）区内弧形?区内弧形?区内弧?（）（）（）式中一各冷却区的平均换热系数，布。 为了验证模型的准确性，在现场进?了表面温度形一各冷却区单位面积的喷水?，。 凝固模型的验证把传热系数代入凝固模型，根据现场工艺条件，就可以计算出铸坯整个流线的温度场及坯壳厚度分图模型计算值与测?值的比较（圆坯直径哪，钢种）二冷水表的制定二冷配水制度制定的依据是铸坯的目标表面温度、连铸喷嘴的实际喷水能?和连铸机实际现场工艺条件等。 为方?目标水?的反算，在仿真程序中以铸坯凝固传热数学模型的基本功能为基础，利用数值计图铸坯二冷区水?与拉速的关系）（图铸坯二冷区水?与拉速的关系测?，然后与模型计算值比较，见图、所示，由图可以看出，模型计算值与测?值完全吻合，验证了模型的准确性。 图模型计算值与测?值的比较（圆坯直径，钢种）算方法中的二分法思想编制了目标水?反算子程序。 在实际连铸机条件下，利用该程序计算出五个钢组铸坯的二次冷却制度。 图图所示为钢种为。 钢，过热度为、?同拉速下目标水?与拉速的关系，并?图铸坯二冷区水?与拉速的关系图铸坯二冷区水?与拉速的关系把这种关系回归成了线性或二次曲线关系。 通过分析各回?水?与拉速的关系，确定水?与拉速的关系方程，为探索优化连铸机的操作工艺，研究连铸二冷水控制系统提供决策依据。 由目标水?计算结果可以看出，当拉速小于某个值时，各区的水?为安全水?，即喷嘴的最小水流?当拉速大于这个值时，随拉速的增加，二冷区总水?呈线性或二次曲线增加的趋势。 对于这种线性关系，可以回归拟合成线性关系的公式，?于现场的水?控制。 由图、图可以看出，两条拟合曲线是一致的，这是因为二冷、区使用的是一样的喷嘴，而且配水图铸坯表面和中心温度分布曲线图（）图铸坯表面和中心温度分布曲线图（）?也相同造成的。 典型钢种二冷区的铸坯表面温度场及坯壳厚度分布由。 钢的二冷配水得到的铸坯温度场和凝固坯壳厚度分布如图图所示，其中图、图是拉速在，浇铸温度在（时的结果，图、图是拉速在，浇铸温度在时的结果。 由图、图可以看出计算出的表面温度曲线基本与目标温度吻合，说明二冷配水制度是合?的，对于图中、区末端的温度偏低是由于实际拉速低，水?处于安全水?，大于实际需要的水?，造成的过冷。 图铸坯液相线和坯壳厚度曲线图（）图铸坯液相线和坯壳厚度曲线图（）二冷配水制度的应用效果?统计，各级别所占比例如表所示。 对实际生产的铸坯的酸浸低倍评级进?一表）铸醣疆怔倍评级结果酸浸低倍并级所比帆）级缎】“皮裂纹中口“裂净度缩扎虚泡“从低倍椅骑结粜来币，们哪铸“酗浸低倍掘求。 鲒粜，符舟杯准要求等轴晶的匕制选刮诗坯地型陆低倍试样嘲、罔“，衄、十舳叫辟“州，自足轧管二虹。 毒?自一菇?川?结论）用现场删趟的数据修模型巾的传热系数后圆坯凝吲数学摸掣算结粜?加准确，进而为制定音适的连铸回坯挣水制度提供靠的并依据。 （）用冷口铸坯表面目标度浊确定一睁配水制度生产出，台榕的咖铸坯说明该方法是爻用，有效的。 参考文献，“，舢?，（）【】陶史栓女伯忙热学，自立西安交通大学出龋社小?琏铸“原?发数模扭，家庸，匕科学拄求出版杜，橡荣连铸。 挎水热传输厦智能优化模型，海中囤学院癣冶金研究，】李琦埽畦铸连轧进展（），崖铸连轧岛研储班详文集巾囤金槭学台【】赵克丘赵代琼伍兵商蚀扳坏连铸铸机的泞技术钢铁钒铍（）400连铸坯二冷制度的研究与实践作者张露，刘义仁天津钢管集团股份有限公司炼钢厂-300301本文读者也读过(8条)1.赵克文.伍兵.陈永.李茂林.张大明攀钢高效板坯连铸机的二冷技术会议论文-xx2.吴国庆方坯连铸二次冷却计算机辅助分析会议论文-xx3.丁武民.Ding Wumin基于变比水量的二冷控制系统期刊论文-金属世界xx (6)4.邹继新.杨新泉.杨运超.王俊杰武钢宽板坯连铸机配水模型与优化会议论文-xx5.田陆动态二冷配水技术研究会