汪成义等：Q420C角钢铸坯凝固传热分析及AN析出控制 1663* 块，可得出Q420C的导热率、密度、热焓以及固相分数 等热物性参数随温度的变化关系，如图2所示.从图 中可看出各物性参数并非随温度产生简单的变化，通 过模型计算相比传统的凝固传热计算结果更为精确. 三 同时，将化学成分输入模块后可计算其液相线温度为 1512℃，固相线温度为1464℃ 学三 表3Q420C的化学成分（质量分数） Table 3 Main chemical composition of Q420C % 图1铸坯切片网格模型划分 Mn Si V Al N Fig.I Mesh division of the billet section 0.181.41 0.0090.0220.0370.0680.0200.008 其主要化学成分如表3所示.利用ProCAST的自带模 45 7800 量一导热率 。一密度 7600 7400 7200 30 7000 25 6800 50075010001250150017502000 6095050075010012501501750200 温度℃ 温度/℃ 1750 1.00 1500 一常变 。一固相分数 1250 0.75 1000 0.50 750 500 0.25 250 950 50075010001250150017502000 00460147014801490150015i0 1520 温度 温度℃ 图2Q420C热物性参数 Fig.2 Thermo-physical parameters of Q420C 2.2模拟计算条件 到连铸运行各阶段冷却作用参数随时间的变化，具体 根据连铸机设备参数和工艺条件的选择，计算得 如表4所示. 表4连铸各段冷却作用参数 Table 4 Cooling parameters of continuous casting 各段 作用 终止 水量1/ 水量2/ 连铸各段 边界参数1 边界参数2 长度/mm 时间/s 时间点/s (h1) (thl） 结品器 900 38.57 38.57 155.0 9。=-1674000Wm-2 155.0 9。=-1674000W-m-2 足辊段 600 25.71 64.28 13.0 h=1011.17Wm-2-K-1 8.8 hi=881.74Wm-2.K-1 二冷一段 2030 151.28 11.0 h1=837.27Wm2.K-1 6.0 h,=580.43Wm-2-K-1 二冷二段 2500 107.14 258.42 8.0 h=607.30Wm2.K-l 0 h=0W.m-2.K-1 空冷段 26000 1114.29 1372.41 ￡=0.8 ￡=0.8汪成义等: Q420C 角钢铸坯凝固传热分析及 AlN 析出控制 图 1 铸坯切片网格模型划分 Fig． 1 Mesh division of the billet section 其主要化学成分如表 3 所示． 利用 ProCAST 的自带模 块，可得出 Q420C 的导热率、密度、热焓以及固相分数 等热物性参数随温度的变化关系，如图 2 所示． 从图 中可看出各物性参数并非随温度产生简单的变化，通 过模型计算相比传统的凝固传热计算结果更为精确． 同时，将化学成分输入模块后可计算其液相线温度为 1512 ℃，固相线温度为 1464 ℃ ． 表 3 Q420C 的化学成分( 质量分数) Table 3 Main chemical composition of Q420C % C Mn S P Si V Al N 0. 18 1. 41 0. 009 0. 022 0. 037 0. 068 0. 020 0. 008 图 2 Q420C 热物性参数 Fig． 2 Thermo-physical parameters of Q420C 2. 2 模拟计算条件 根据连铸机设备参数和工艺条件的选择，计算得 到连铸运行各阶段冷却作用参数随时间的变化，具体 如表 4 所示． 表 4 连铸各段冷却作用参数 Table 4 Cooling parameters of continuous casting 连铸各段 各段 长度/mm 作用 时间/ s 终止 时间点/ s 水量 1 / ( t·h － 1 ) 边界参数 1 水量 2 / ( t·h － 1 ) 边界参数 2 结晶器 900 38. 57 38. 57 155. 0 qm = － 1674000 W·m － 2 155. 0 qm = － 1674000 W·m － 2 足辊段 600 25. 71 64. 28 13. 0 hf = 1011. 17 W·m － 2·K － 1 8. 8 hf = 881. 74 W·m － 2·K － 1 二冷一段 2030 87 151. 28 11. 0 hk = 837. 27 W·m － 2·K － 1 6. 0 hk = 580. 43 W·m － 2·K － 1 二冷二段 2500 107. 14 258. 42 8. 0 hk = 607. 30 W·m － 2·K － 1 0 hk = 0 W·m － 2·K － 1 空冷段 26000 1114. 29 1372. 41 — ε = 0. 8 — ε = 0. 8 · 3661 ·