彭尊等：小方坯结晶器水温水速对传热过程影响 895 [5]Zhang H W,Wang E G,He J C.Coupled numerical simulation 420 =l1.70ms on fluid flow,solidification,and solute transport in billet continu =12.19ms ous casting process.Acta Metall Sin,2002,38(1):99 一=12.68ms (张红伟，王恩刚，赫翼成.方坯连铸过程中钢液流动，凝固 390 -=13.17m·-4 -0.67MPa下水沸点 及溶质分布的耦合数值模拟.金属学报，2002,38(1)：99) 6]Feng K,Xu CS,Chen D F.The 3D numerical simulation of con- 360 jugated fluid flow and heat transfer of billet continuous casting.Ac- ta Simul Syst Sin,2004,16(8):1665 系330Y (冯科，徐楚韶，陈登福.方坯连铸流动传热的三维福合数值 仿真.系统仿真学报，2004,16(8)：1665) [7]Bao Y P,Zhu JQ,Jiang W,et al.Three-dimensional mathemati- 300 0.3 0.6 0.9 cal model study on fluid flow in thin slab continuous caster mold. 距结晶器上口距离m JUniv Sci Technol Beijing,0.22(5):409 图9冷却水流速对铜管冷面温度的影响 (包燕平，朱建强，蒋伟，等.薄板坯连铸结品器内流场的三 Fig.9 Influence of water velocity on mould cold face temperature 维数值模拟.北京科技大学学报，2000,22(5)：409) 8] Bao Y P,ZhangT,Jiang W,et al.Three-dimensional mathemati- 保护渣和气隙对传热的影响.将现场工艺参数和其他 cal model study on fluid flow in slab continiuous caster mold.I 研究成果也与本模型结果进行了对比验证，显示出本 Unir Sci Technol Beijing,2001,23(2):106 模型的准确性和合理性. (包燕平，张涛，蒋伟，等.板坯连铸结品器内钢液流场的三 (2)本结晶器热流和铜管冷面温度的最大值都出 维数学模型.北京科技大学学报，2001,23(2)：106) 现在弯月面以下20mm处，结晶器出口中心过热度降 [9]Cho J W,Emi T,Shibata H,et al.Heat transfer across mold flux film in mold during initial solidification in continuous casting of 低了约20K. steel..SJIt,1998,38(8):834 (3)当结晶器冷却水入口温度从313K降低到 [10]Cho J,Shibata H,Emi T,et al.Thermal resistance at the inter- 303K时，铜管冷面最高温度随之有相同幅度的下降： face between mold flux film and mold for continuous casting of 当入口水温从303K降低到298K时，铜管冷面最高温 steels.1S0m,1998,38(5):440 度基本保持稳定：当入口水温达到313K时，铜管冷面 [11]Meng Y,Thomas B G.Heat-transfer and solidification model of 最高温度会超出结晶器冷却水的沸点. continuous slab casting:CONID.Metall Mater Trans B,2003, 34(5):685 (4)水速在11.7~13.17m·s区间时，结晶器冷 [12]Meng Y,Thomas B G.Modeling transient slag-ayer phenomena 却水流速每升高0.49m·s,铜管冷面各处的温度降 in the shell/mold gap in continuous casting of steel.Metall Mater 低3.5~3.8K.水速提高0.49m·s能够基本消除入 Trans B,2003,34(5):707 口水温升高4K对铜管温度的影响.通过控制结晶器 [13]Cai KK.Continuous Casting Mold.2nd Ed.Beijing:Metallur- 冷却水的入口温度和回水压力，目前该连铸机的小方 gical Industry Press,2008 坯产品基本消除了脱方缺陷 (蔡开科.连铸结品器.2版.北京：治金工业出版社，2008) 14] Ho Y,Hwang W.The analysis of molten steel flow in billet con- tinuous casting.ISIJ Int,1996,36(8)1030 参考文献 [15]Torres-Alonso E,Morales R D,Garcia-Hemandez S,et al.In- [1]Ruan X M.Continuous casting of atmospheric corrosion-resisting fluence of straight nozzles on fluid flow in mold and billet quality. steel at Baosteel.Iron Steel,2001,36(2):20 Metall Mater Trans B,2008,39(6):840 (阮晓明.宝钢耐候钢连铸实践.钢铁，2001,36(2)：20) 06 Kelly J.Michalek K,O Connor T,et al.Initial development of Kong X T,Zhou D,Chen H,et al.The practice of continuous thermal and stress fields in continuously cast steel billets.Metall casting production technologic making SWRH82B billet.Contin Mater Trans A,1988,19(10):2589 Cast,2011 (Suppl 1):54 [17]Li C,Thomas B G.Maximum casting speed for continuous cast (孔祥涛，周德，陈宏，等.小方坯连铸生产SWRH82B工艺 steel billets based on sub-mold bulging computation /Proceed- 实践.连铸，2011（增刊1）：54) ings of Steelmaking Conference.Warrendale,2002.85:109 B]Nie D M,Sun Y H,Song Z Q.How to reduce cracking in steel 18] Pinheiro CA M.Mould Thermal Response,Billet Surface Quality plates.J Wuhan Eng Inst,2005,17(1)1 and Mould-Flux Behariour in the Continuous Casting of Steel Bil- (聂冬梅，孙云虎，宋泽启.中厚板裂纹的控制与实践.武汉 lets with Powder Lubrications [Dissertation].Vancouver:Uni- 工程职业技术学院学报，2005,17(1)：1) versity of British Columbia,1997 4]Shi C X.Quality of Continuous Casting Products.Beijing:Metal- [19]Zheng X S,Sha M H,Jin JZ.Experimental research and nu- lurgical Industry Press,1980 merical simulation of mold temperature field in continuous casting (史宸兴.连铸钢坯质量.北京：治金工业出版社，1980) of steel.Acta Metall Sin Engl Lett,2006,19(3):176彭 尊等: 小方坯结晶器水温水速对传热过程影响 图 9 冷却水流速对铜管冷面温度的影响 Fig． 9 Influence of water velocity on mould cold face temperature 保护渣和气隙对传热的影响． 将现场工艺参数和其他 研究成果也与本模型结果进行了对比验证，显示出本 模型的准确性和合理性． ( 2) 本结晶器热流和铜管冷面温度的最大值都出 现在弯月面以下 20 mm 处，结晶器出口中心过热度降 低了约 20 K． ( 3) 当结晶器冷却水入口温度从 313 K 降低到 303 K 时，铜管冷面最高温度随之有相同幅度的下降; 当入口水温从 303 K 降低到 298 K 时，铜管冷面最高温 度基本保持稳定; 当入口水温达到 313 K 时，铜管冷面 最高温度会超出结晶器冷却水的沸点． ( 4) 水速在 11. 7 ～ 13. 17 m·s － 1区间时，结晶器冷 却水流速每升高 0. 49 m·s － 1，铜管冷面各处的温度降 低 3. 5 ～ 3. 8 K． 水速提高 0. 49 m·s － 1能够基本消除入 口水温升高 4 K 对铜管温度的影响． 通过控制结晶器 冷却水的入口温度和回水压力，目前该连铸机的小方 坯产品基本消除了脱方缺陷． 参 考 文 献 ［1］ Ｒuan X M． Continuous casting of atmospheric corrosion-resisting steel at Baosteel． Iron Steel，2001，36( 2) : 20 ( 阮晓明． 宝钢耐候钢连铸实践． 钢铁，2001，36( 2) : 20) ［2］ Kong X T，Zhou D，Chen H，et al． The practice of continuous casting production technologic making SWＲH82B billet． Contin Cast，2011( Suppl 1) : 54 ( 孔祥涛，周德，陈宏，等． 小方坯连铸生产 SWＲH82B 工艺 实践． 连铸，2011( 增刊 1) : 54) ［3］ Nie D M，Sun Y H，Song Z Q． How to reduce cracking in steel plates． J Wuhan Eng Inst，2005，17( 1) : 1 ( 聂冬梅，孙云虎，宋泽启． 中厚板裂纹的控制与实践． 武汉 工程职业技术学院学报，2005，17( 1) : 1) ［4］ Shi C X． Quality of Continuous Casting Products． Beijing: Metal￾lurgical Industry Press，1980 ( 史宸兴． 连铸钢坯质量． 北京: 冶金工业出版社，1980) ［5］ Zhang H W，Wang E G，He J C． Coupled numerical simulation on fluid flow，solidification，and solute transport in billet continu￾ous casting process． Acta Metall Sin，2002，38( 1) : 99 ( 张红伟，王恩刚，赫冀成． 方坯连铸过程中钢液流动，凝固 及溶质分布的耦合数值模拟． 金属学报，2002，38( 1) : 99) ［6］ Feng K，Xu C S，Chen D F． The 3D numerical simulation of con￾jugated fluid flow and heat transfer of billet continuous casting． Ac￾ta Simul Syst Sin，2004，16( 8) : 1665 ( 冯科，徐楚韶，陈登福． 方坯连铸流动传热的三维耦合数值 仿真． 系统仿真学报，2004，16( 8) : 1665) ［7］ Bao Y P，Zhu J Q，Jiang W，et al． Three-dimensional mathemati￾cal model study on fluid flow in thin slab continuous caster mold． J Univ Sci Technol Beijing，2000，22( 5) : 409 ( 包燕平，朱建强，蒋伟，等． 薄板坯连铸结晶器内流场的三 维数值模拟． 北京科技大学学报，2000，22( 5) : 409) ［8］ Bao Y P，Zhang T，Jiang W，et al． Three-dimensional mathemati￾cal model study on fluid flow in slab continiuous caster mold． J Univ Sci Technol Beijing，2001，23( 2) : 106 ( 包燕平，张涛，蒋伟，等． 板坯连铸结晶器内钢液流场的三 维数学模型． 北京科技大学学报，2001，23( 2) : 106) ［9］ Cho J W，Emi T，Shibata H，et al． Heat transfer across mold flux film in mold during initial solidification in continuous casting of steel． ISIJ Int，1998，38( 8) : 834 ［10］ Cho J，Shibata H，Emi T，et al． Thermal resistance at the inter￾face between mold flux film and mold for continuous casting of steels． ISIJ Int，1998，38( 5) : 440 ［11］ Meng Y，Thomas B G． Heat-transfer and solidification model of continuous slab casting: CON1D． Metall Mater Trans B，2003， 34( 5) : 685 ［12］ Meng Y，Thomas B G． Modeling transient slag-layer phenomena in the shell /mold gap in continuous casting of steel． Metall Mater Trans B，2003，34( 5) : 707 ［13］ Cai K K． Continuous Casting Mold． 2nd Ed． Beijing: Metallur￾gical Industry Press，2008 ( 蔡开科． 连铸结晶器． 2 版． 北京: 冶金工业出版社，2008) ［14］ Ho Y，Hwang W． The analysis of molten steel flow in billet con￾tinuous casting． ISIJ Int，1996，36( 8) : 1030 ［15］ Torres-Alonso E，Morales Ｒ D，Garcia-Hernandez S，et al． In￾fluence of straight nozzles on fluid flow in mold and billet quality． Metall Mater Trans B，2008，39( 6) : 840 ［16］ Kelly J，Michalek K，O Connor T，et al． Initial development of thermal and stress fields in continuously cast steel billets． Metall Mater Trans A，1988，19( 10) : 2589 ［17］ Li C，Thomas B G． Maximum casting speed for continuous cast steel billets based on sub-mold bulging computation / / Proceed￾ings of Steelmaking Conference． Warrendale，2002，85: 109 ［18］ Pinheiro C A M． Mould Thermal Ｒesponse，Billet Surface Quality and Mould-Flux Behaviour in the Continuous Casting of Steel Bil￾lets with Powder Lubrications ［Dissertation］． Vancouver: Uni￾versity of British Columbia，1997 ［19］ Zheng X S，Sha M H，Jin J Z． Experimental research and nu￾merical simulation of mold temperature field in continuous casting of steel． Acta Metall Sin Engl Lett，2006，19( 3) : 176 · 598 ·