D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2000.05.014 第22卷第5期 北京科技大学学报 VoL22 No.5 2000年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2000 碳含量对宝钢结晶器平均热流影响 朱志远》王新华)王万军)张立 史国敏) 1)北京科技大学冶金学院，北京1000832)上海宝山钢铁集团公司炼钢部，上海200941 摘要研究了碳含量对板坯结晶器平均热流的影响.结果表明结晶器宽边平均热流和窄边平 均热流与钢的碳含量之间均存在着明显关系，但分别对应宽边和窄边平均热流，其出现最高和 最低点的碳含量不同， 关键词连铸：结晶器：平均热流：碳含量 分类号T℉777.1 文献标识码：A 连铸过程钢水在结晶器内的冷却、传热、凝 处的热流，但仍能从总体上反映结晶器的冷却 固对连铸的产量和质量有非常大的影响，实际 传热效能，且9.的测定较局部热流q要方便得 上几乎所有的铸坯表面缺陷均生成于结晶器 多，很容易应用于连铸实际生产，因此有必要对 内.近年来随着拉速的增加及对铸坯表面质量 9进行系统的分析研究. 要求的提高，有关结晶器冷却、传热对钢水的初 结晶器每个面的平均热流由(1)式得出，式 始凝固及表面纵裂纹影响的研究成为有关连铸 中：g.为结晶器平均热流，Wm子；p为冷却水密 科学研究的重点， 度，kgm;Cw为冷却水比热容，J/kgK):为冷 却水流量，ms:Tm为冷却水入口温度，K;T为 1结晶器平均热流 冷却水出口温度，K;F为结晶器铜板有效面 对结晶器内钢水的冷却、传热通常用热流 积，m2 即单位面积单位时间向结晶器传递的热量加以 q.-escQ(T-T) F (1) 描述.由于结晶器不同位置处的热流是变化的， 本研究中板坯连铸机的工艺参数如下：垂 因此将结晶器某一位置热流称为热流9Heat 直段长度为2.55m:基本半径为9.55m:弯曲方 Fux)或局部热流q(Local Heat Flux),把整个结 式为5点弯曲，矫直方式为4点矫直；机长为 晶器平均起来的热流称为平均热流9。. 39.39m;板坯断面尺寸为250mm×(900~1930) 结晶器局部热流的测定主要有2种方法： mm;定尺坯长为8~12m;结晶器振动方式为正 (1)在结晶器铜板内某一位置同一高度的不同厚 弦振动 度处布置2根热电偶，通过直接测得的不同结 晶器铜板厚度处的温度由傅立叶热传导公式得 2结果分析讨论 出该位置的热流.该方法的优点是测定精度较 由于拉速对结晶器平均热流影响显著，因 高，缺点是需要在结晶器内埋设百余只热电偶， 此在讨论钢的碳含量对平均热流的影响时，将 因此很难用于实际生产的铸机.(2)通过数学模 拉速分为低于0.9m/min、在0.9~l.19mmin之间 型计算结晶器铜板温度分布由此得出热流9， 和高于1.2mmin3种情况加以讨论. 这一方法较简便，但由于模型中假设较多，研究 2.1宽面平均热流 结果在精度上还有许多问题. 图1(a)为拉速低于0.9m/min时1#流结晶 目前大多数铸机都具备有结晶器冷却水流 器的平均热流随钢碳含量的变化，图1(b)为拉 量和水温在线记录功能，可以很方便地计算出 速在0.9-1.19m/min时1#流结晶器的平均热流 结晶器的总传热量，得到结晶器的平均热流9。· 随钢碳含量的变化，图1(c)为拉速高于1.2m/min 尽管平均热流不能精确地描述结晶器不同位置 时1#流结晶器的平均热流随钢碳含量的变化 1999-12-27收稿朱志远男，26岁，博士生 情况.第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 扮 艳 、 碳含量对宝钢结晶器平均热流影响 朱志远 ‘， 王新华 ” 王 万军 ” 张 立 ” 史国敏 ， 北京科技大学冶金学院 ， 北京 上海宝 山钢铁集团公司炼钢部 ， 上海 摘 要 研 究 了碳含量对板坯 结 晶器平 均热流 的影 响 结果 表 明结晶器 宽边平 均热 流和 窄边平 均热流与钢 的碳含量之 间均 存在着 明显关 系 但 分别对应 宽边和 窄边平均热 流 ， 其 出现最高和 最低 点 的碳含量 不 同 关键词 连铸 结 晶 器 平 均热 流 碳含 量 分 类号 文献标识码 连铸过程钢 水在 结 晶器 内的冷却 、 传 热 、 凝 固对连铸 的产 量和 质 量 有非 常大 的影 响 ， 实际 上 几 乎 所 有 的铸 坯 表 面 缺 陷均 生 成 于 结 晶器 内 近年来 随着拉速 的增 加 及 对铸坯表 面质量 要 求 的提高 ， 有关 结 晶器冷却 、 传热 对钢 水 的初 始凝 固及表面 纵裂纹影 响 的研究成 为有关连铸 科学研 究 的重 点 结晶器平均热流 对 结 晶器 内钢 水 的冷却 、 传热 通常用 热流 即单位面积 单位 时 间 向结 晶器传递 的热量加 以 描述 由于 结 晶器不 同位置 处 的热 流是变化 的 ， 因此将 结 晶器 某一 位 置 热 流称 为热 流 或局 部 热流 ， ， 把整个结 晶器平 均 起 来 的热 流称 为平 均 热 流 。 结 晶器 局 部 热 流 的测 定 主 要 有 种 方法 在结 晶器铜 板 内某一位置 同一 高度 的不 同厚 度 处 布 置 根热 电偶 ， 通过直接测 得 的不 同结 晶器铜板厚度 处 的温度 由傅 立 叶热传 导 公 式得 出该 位置 的热流 该方 法 的优 点是 测 定精度较 高 ， 缺点是需要在结 晶器 内埋 设百余只 热 电偶 ， 因 此很 难用 于 实际 生产 的铸机 通过 数 学模 型 计 算 结 晶器 铜 板温度 分 布 由此 得 出热 流 ，， 这一 方法较简便 ， 但 由于模型 中假设 较多 ， 研究 结 果 在 精 度 上还 有许 多 问题 目前大 多数铸机都具备 有 结 晶器冷却 水流 量 和 水温在线记 录 功 能 ， 可 以很 方便地计 算 出 结晶器 的总传热量 ， 得到结 晶器 的平均热流 二 尽 管平均热流不 能精确地描述 结 晶器不 同位置 一 收稿 朱志远 男 ， 岁 ， 博 士 生 处 的热 流 ， 但 仍 能从 总 体上 反 映结 晶器 的冷却 传 热 效 能 ， 且 的测 定较 局 部热流 要 方 便得 多 ， 很容易应用于连铸实际 生产 ， 因此有必 要对 进行系统 的分析研 究 结 晶器每个面 的平 均热 流 由 式得 出 ， 式 中 为结 晶器平 均热 流 ， ， 为冷却 水密 度 ， 为 冷却 水 比 热 容 ， 为 冷 却 水流量 ， 几 为冷却 水入 口 温度 ， 为 冷却 水 出 口 温度 ， 为结 晶器 铜 板 有 效 面 积 ， 。 价 一 色丛巡几三盆 岸一竺 本研 究 中板坯连铸机 的工 艺参 数 如下 垂 直段长度 为 基本半径为 弯 曲方 式 为 点 弯 曲 ， 矫直方式 为 点矫直 机长 为 板坯 断面 尺 寸为 一 定 尺坯 长 为 一 结 晶器振动方 式 为 正 弦振动 结果分析讨论 由于 拉速对 结 晶器平均热流影 响显 著 ， 因 此在 讨论 钢 的碳含 量 对平均热 流 的影 响时 ， 将 拉 速分 为 低 于 订 、 在 一 亡 之 间 和 高于 岁 种情况加 以讨 论 宽面平均热流 图 为拉速低 于 时 流 结 晶 器 的平均 热 流 随钢 碳含 量 的变化 ， 图 伪 为拉 速在 一 汀 时 流结 晶器 的平 均热 流 随钢碳含量 的变化 ， 图 为拉速高于 岁 时 流 结 晶器 的平均 热 流 随钢 碳含 量 的变化 清况 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2000．05．014