Vol.18 No.2 周筠清等：水平连铸二冷区喷水冷却过程数学模拟 181· 和空冷相间隔的缘故.图中的三角形为二冷喷水区的位置和喷水宽度， 从模拟的这二组数据计算结果来看，原生产工艺仍有些不足之处.例如，如何确定较合理 的结晶器导出的平均热流密度，使铸坏表面温度在结晶器内有较小的温度回升，这就要对结 晶器的水量和温差进行适当的调整，此外，铸坯出结品器后虽然马上遇到了喷水冷却，但铸坏 表面温度仍在继续回升，因此有必要适当加强第一环的喷水量，抑制铸坯表面温度的继续回升， 1650 2.2浇注温度对铸坯凝固的影响 1600 AAAAA666 AAAAAAA 150023 浇注温度对铸坯凝固过程的影响见图2.从1400 1:1580℃ 21560℃ 图中可以看出，在浇注温度变化不大的情况下对”， 3:1540℃ 涛还凝固过程影响较小，而这些影响大都集中存/弘 1200 前段，随着过程的进行逐渐趋于一致.浇注温度对 1100叶 WY上 凝壳厚度和液芯长度有较明显的影响.浇注温度 100 每提高10℃，表面温度平均提高3.27℃，中心温 0.01.02.0 3.04.05.06.07.0 距离/m 度平均提高0.835℃，出结晶器时凝壳厚度减少 图？浇铸温度对铸坯表面和中心温度的影响 1.12mm液芯长度增加0.061m. =0.9 m/min;f385.0w/m2·s); =,=1701/min;W,=142 1/min 23拉还速度对凝固过程的影响 L650r 16O0☐Aa6 A0AA AAA A AA 1:0.8m/mi 在其它条件不变的情况下，拉坏速度对铸 1S00 2:0.9m/min 坯凝固过程有较大的影响.随着拉速的提高，心140 3:1.0m/min 铸坏表面温度明显提高，出结晶器时凝壳厚度 F1300 减薄，液芯长度增加，见图3.拉速每增加0.1 1200 m/min,出结晶器时的凝壳厚度减薄0.32mm, 1100 tefA, 1000L 液芯长度增加0.63m.值得注意的是.提高拉 0.01.02.0 3.04.05.06.07.0 速有利于减少铸坏在结品器内的温度回升，从 距高/m 而有利于减少由于热应力而产生裂致的可能性. 图3拉还速度对铸坯表面温度的影响 [=38s.0w/(m2:s头W,=W2=170Vmi; W,=1421/mi血 24二冷喷水量对凝固过程的影响 I600 二冷喷水量对铸坯凝固过程有重大影响，它 I65O白Aaww2EW言 1上：≥0.9，W=W2=170,w,=142 1500 是调节铸坯表面温度，凝壳的生长及液芯长度的 2p=1.0W,=w,=w,=200 01400 3:D=0.8W,=150,W2=130,W,=90 重要手段，并且直接影响铸坯的产量和质量.从图 1300h 4可以看出，在不同的拉速条件下，改变各段的喷 1200y 水量可以得到几乎相同的表面温度变化规律.与 1100 wwwwv 图3相比，可以看出以拉速0.9min时优化的 1000L 铸坯表面温度为基础，当拉速降至0.8mmin时减 .01.02030405060.70 距离/m 少二冷喷水量和拉速提高到1.0mmin时增加喷 图4在不同拉速下喷水量对铸坯表面温度的影响 水量，这样使图3中的3条曲线趋于接近.这就保图中单位：mn,Wm方3850· 证了在拉速和浇注温度发生变化时通过计算机及时调整各段喷水量，使铸坯经常保持较优的状态.V 6 1 . N 1 8 o 周药清等 Z : 水平 连铸 一 冷 区 喷水冷却过程 数学模拟 和 空冷相 间 隔的缘 故 . 图 中的三角形 为二 冷 喷水 区 的位置 和喷水 宽度 . 从模 拟 的这二组数据计算结果来 看 , 原生产工 艺仍有些不足之处 . 例如 , 如 何确定 较合 理 的结 晶器 导 出的平 均热 流密度 , 使铸 坯表 面温度在 结晶 器 内有 较小 的温度 回 升 , 这就 要 对结 晶器 的水 量和 温差进行适 当的调整 . 此外 , 铸坯 出结晶器后虽然 马上遇到 了喷水冷 却 , 但 铸 坯 表面温度仍在继续 回升 , 因此有必要适 当加强第一环的喷水量 , 抑制铸坯表面温 度的继续回升 . .2 2 浇注 温度 对铸坯 凝 固的影响 1 650 ! 6以) l : 1 5日) ℃ 2 1州】℃ 3 : 1 5《 ) ℃ é”H 50403 “ .压. `. 1 浇注温度对铸坯凝固过程的影 响 见 图 2 . 从 图中可以 看出 , 在浇注温度变化不 大 的情 况 下对 竺 铸坯凝固过程影 响较小 , 而这些影 响大都 集 中在 g 前段 , 随着过程 的进行逐渐趋于 一致 . 浇注温度对 凝壳厚度 和液芯 长度有较明显 的影 响 . 浇 注温度 每提高 10 ℃ , 表 面温度平均提 高 32 7 ℃ , 中心温 度平均提高 .0 835 ℃ , 出结晶器时凝壳厚度 减 少 1 . 12 n 们1 , 液芯长度增加 .0 肠l m , 1 2佣 1 10 1 《X减】 0 . 0 1 . 0 2 . 0 3 . 0 4 . 0 5 . 0 6 . 0 7 . 0 图 毛 距离/m 浇铸温度对铸坯表面 和中心温度的影响 二 .09 m 加加 ; 左 奶.o w / m(z · s ;) 伴 一 尸 2 二 170 l m i n ; 尸 , 二 142 l l l l in .2 3 拉坯 速度对 凝 固过程 的影响 在其 它条件 不 变 的情 况 下 , 拉 坯 速 度 对 铸 坯凝 固过程 有较大 的 影 响 . 随 着拉 速 的提 高 , 竺 铸坯 表面 温 度 明显提 高 , 出结 晶 器 时 凝 壳 厚度 ` 减薄 , 液芯长 度增加 , 见 图 3 . 拉 速 每 增 加 0 . 1 m /njI n , 出结 晶 器 时 的凝 壳 厚 度 减 薄 0 . 32 ~ , 液芯 长 度 增加 住 6 3 m . 值 得 注 意 的 是 . 提 高 拉 速 有利于 减少铸 还 在结 况: 器 内的 温 度 回 升 , 从 而有 利于减 少 由于热应 力而 产生 裂纹的 叮 能冷 . L 650 ! 以幻 1 5加 1 4加 1 3X() 1 2的 1 1X() 1 (兀旧 0 . 0 1 . 0 2 刀 3 . 0 4 . 0 5 . 0 距离 /m 图 3 拉坯速度对铸坯表面温度的影 响 训 二冷喷水量对凝 固过程的影响 滩一 筋.o w /耐 · 众 丫 , 一 尸 2 一 170 1/ 咖 ; 仲 , 二 l 牡 , l呱 二冷喷水量对铸坯凝固过 程有重 大影 响 , 它 是调 节铸坯表面温度 , 凝壳的生 长及液 芯长度 的 重要手段 , 并且直接影响铸 坯的产量 和质量 . 从 图 4 可 以看 出 , 在不同的拉速条件下 , 改变 各段 的喷 水量可以 得到几乎相 同的表 面温度 变化 规律 . 与 图 3 相 比 , 可以 看出以拉 速 .0 9 m 的七11 时优化的 铸坯表面温度 为基础 , 当拉速 降至 .0 8 m z针面 时减 少二冷 喷 水 量和拉 速提 高到 1 . O In /m i n 时增 加喷 水量 , 这样使 图 3 中的 3条曲线趋于接近 . 这就保 1 6 5 0 t 6 (用 1 5 0 1 4X() 1 3的 1 2X() 1 1X() 1 0( X) L 。 会 众9, 哄 = 叱 司为 , 机 司42 之 。 = 1 . 。 峨 = 叱 = 机 = 翔 :3 ” = 08 w ! 司幻 , 巩司刃 , 巩 = 卯 习、g 0 . 0 1 . 0 、 2 . 0 3 . 0 4 . 0 距离 /m 3 ~ 咨,一 ~ ~ ~ . 曰 ` - 5 . 0 6D 图中单位 : vl (m · 碗 一 伙尸10 · 俪 一 伙犷 图 4 在不 同拉 速下 喷水量对铸坯表面 证了 在拉 速和浇注温度发生 变化时通过计算机及时调整各段 喷水量 , 使铸坯经常保持较优 的状态