.180· 北京科技大学学报 199%年No.2 1.2单值性条件 (I)几何条件：0≥r≥R;(2)初始条件：t=0,T=T6,(3)边界条件：从钢水进入结晶器始铸 坯经历着不同的冷却阶段，因此边界条件是不同的. a.在结晶器内 -k879 (9o=A+Br-) 式中：qo为在结晶器内导出的热流密度；n可近似取12；A、B系数根据平均热流密度进行计算. b.二冷喷水区 在二冷喷水区中，由于沿拉坯方向喷嘴布置和喷水张角的关系，使俦坯表面不能完全被喷 水所覆盖.因此，在二冷喷水区中分为喷水覆盖的部分和喷水未覆盖的部分，它们分别为： 喷水覆盖部分： -k9-R=h(T-T)(h。=3.29×10'(wB)°75T,2+116.3) 喷水未覆盖部分： OTl -k-A=8C,(T/10)'-(T,/10)1]+h(T,-T） c.空冷区 式中：W。-喷水热流密度，Jcm2·min;B-流量密度分布系数，该系数考虑喷水流密度的不均 匀性；T,一铸坯表面温度，℃；Tw一喷水温度，℃；T一环境温度，℃；&一系统黑度；C一绝对 黑体辐射系数，Wm2·K. 成都无缝钢管厂直径200m圆坯水平连铸机二冷区一段由9环喷嘴组成，其中1,2环每环6个 喷嘴，其余每环4个喷嘴，二冷二段由4环喷嘴组成，每环4个喷嘴，二冷三段由3环喷嘴组 成，每环4个喷嘴.喷嘴的张角45°.一段和二段相距300mm,二段和三段相距500mm. 结合该厂的具体条件，对上述数学模型进行数值计算.本计算采用显示差分格式，计算结 果稳定. 2计算结果分析 2.1实际生产数据模拟计算结果 总结生产中的实测数据可以大体归纳为二|一AA一 组生产工艺.一组拉速为0.8mmin,另一组拉1500 1上=4042W/ms 2=467.7W加2s 速为0.9m/min,图1为在拉速0.9mmin条140 拉速：Q9m/mim 件下，铸坯表面温度的变化.从图中明显地看1300 1 出，在相同拉速条件下，结晶器热流密度越1200 M 大，出结晶器时的铸坯表面温度越低，同时温1100 wm 度回升也就越大；结晶器内的热流密度不仅影1000 0.01.02.03.04.05.06.07.0 响出结晶器时铸坯表面温度和凝壳厚度，而且 距离/m 对以后在二冷区内的表面温度也有很大的影响. 图中锯齿形的表面温度变化是由于喷水冷却 图1不同热流密度厂下表面温度随距离的变化北 京 科 技 大 学 学 报 1望拓 年 N o . 2 L Z 单值性条件 ( l) 几 何条 件 :0 ) ; ) 凡 (2 ) 初始条件 : : = O , T 二 ;0T (3 )边界条件 : 从 钢水进人结晶器始铸 坯 经历 着不 同的冷 却 阶段 , 因 此边 界条 件是不 同 的 . a . 在结 晶器 内 一 k 绍 一 ( 任。 二 A + B : 一 ” ) 式 中 : q 。 为在结晶器内导出的热流密度 ; n 可近似取 1;z/ , 4 、 B 系数根据平均热流密度进行计算 . b . 二 冷 喷 水 区 在二 冷喷水 区 中 , 由于 沿 拉坯方 向喷 嘴布置和喷水 张角 的关系 , 使铸坯表面不能完全被 喷 水所 覆盖 . 因此 , 在 二冷 喷水 区 中分 为喷水 覆盖 的部分 和喷水 未覆 盖 的部 分 . 它们分 别 为: 喷水覆盖部 分 : , 日拍 , _ _ 、 . _ _ _ _ _ , _ _ , _ 、 。 , ; _ _ 、 , _ _ _ _ 、 一 “ 福万} r 一 R 一 ” 。 LI S 一 “ W ) L九。 一 j · “ , x ` ” ` ( 昨 。 p ) ” ’ ` 了 s ` ` + ’ ` 6 · j ) 喷水未 覆盖 部分 : 一 ” 一 - 一 、 留 , 一 , 一 cq0 ([ lT/ o ) 4 一 ( OT/ lo ’+)1 ” ( : 一 二 c . 空 冷 区 式 中 : 叽一 喷水 热 流密度 , Jz ’nCI 2 · ~ ; 刀一 流量密度分布系数 , 该系数考虑喷水流密度的不均 匀性 ; 工一 铸坯 表面温度 , ℃ ; wT 一 喷水温度 , ℃ ; 0T 一 环境温度 , ℃ ; 悦 一 系统黑度 ; 0C 一 绝对 黑体 辐射 系数 , W /耐 · K 4 . 成都无缝钢管厂 直径2 0 ~ 圆坯水平连铸机二冷区一段由 9 环喷嘴组成 , 其中 l , 2环每环 6个 喷嘴 , 其余 每环 4 个喷嘴 . 二冷二段 由 4 环 喷嘴组成 , 每环 4 个喷 嘴 . 二 冷三段 由3 环喷 嘴组 成 , 每环 4 个 喷 嘴 . 喷 嘴的 张角 45 0 . 一段 和二段 相距 30 m m , 二 段和 三段相 距 50 ~ 结合 该厂 的具体条件 , 对 上述数学模型进行数值计算 . 本计算采 用显示 差分格 式 , 计算 结 果 稳定 . 计算结果 分析 实际生产数 据模拟计 算结果 总结 生产 中 的实测数 据可 以 大体 归纳 为 二 组生 产工 艺 . 一 组 拉 速 为 a s m /m i n , 另 一 组 拉 速为 .0 g nT/ 而 n . 图 1 为在 拉 速 .0 9 m娜 n 条 尸 件下 , 铸坯 表面 温度 的变化 . 从 图 中明显地 看 奋 出 , 在 相 同 拉 速 条 件 下 , 结 晶 器 热 流 密 度 越 大 , 出结晶器时 的铸坯 表面 温度越 低 , 同时温 度 回升也 就越大 ; 结晶器 内的热流 密度不 仅影 响 出结 晶器 时铸 坯 表面温度 和 凝壳厚 度 , 而且 对以后 在二 冷 区内的表面 温度也 有很 大的影 响 . 图中锯 齿形 的表 面 温 度 变 化 是 由于 喷 水 冷却 1 6 50 ! 以幻 1 5佣 14 (旧 1 3X() 1 2佣 1 1X() 1 仪旧 L .j = 似 Z WI 心 · : 之 儿= 467 .7 w 阿 · : 拉速 : .0 9叫双山, . 0 1 . 0 2 . 0 3 . 0 4 . 0 5 . 0 6 . 0 7 . 0 距离 /m 图 1 不同热流密度 儿下表面温度随距 离的变化