Vol.17 No.3 韩郁文等：单辊薄带连铸凝固传热数学模型 227, 表1 热物性参数的选定 p2-4kg·cm-3 H5.6 C Kis.6] 钢种 液相固相两相区 kJ/kg Jkg·KWm·K 3# 71007800见注 370 468 27.17 20*70877800见注 332.6 468 23.408 1Gr18Ni9Ti72007800见注 250.8 501.6 16.3 灰口铁78007800见注 752.5 94.85 注：p=￡p,+(I-) 1.4.1两相区导热系数 按式K+s=K·+K,·=Ks(7-6)m计算.式中：分别为固相分率及液相分 率，=1-[(T-TD/(T-Tw-”,P'为分配系数，取0.84 1.4.2对流传热系数 (I)钢液与结晶辊间的对流传热系数h1·辊内表面有涂层的h1计算：h,=K, 1为涂层厚度，K为导热系数；辊内表面无涂层时，由文献[1,10]知，钢液与灰口铁 间的对流传热系数值为(1.1704~2.926)×10-4W/m2·K. (2)钢液与空气间的对流传热系数h12例： h12=0.22×1.35×[1.8(T-T)月3 (3)结晶辊与空气之间对流传热系数h2”,取798Wm2·K (4)结晶辊与冷却水间的对流传热系数h2w.1o: h2w=124.6W09100o14T5 1.4.3结晶辊及钢液的辐射传热系数9： hr=(e'/100)C(T4-T2】/(T,-T);C。=5.67w/m2·K4 e2'=1/1/e,)+p2(1/e,)-1]};e,=0.42e2=0.7 1.4.4两相区等效比热C+5 C+s=C+Hwf△T, △T=T-Ts为两相区温差. 6如2 = 63 1.5计算程序 温度场计算采用显式有限差分形式，差 分网格如图1所示.该网格图是由矩形网格 和三角形网格组成的. 1.6模型验证 图1差分网格图 由数学模型计算的薄带厚度与热态试验实测值的比较如表2所示.最大误差为8.5%， 说明数学模型是可靠的，V6 1 . 17 N O . 3 韩郁 文 等 : 单辊 薄带 连铸 凝 固 传热数 学模 型 · 2 2 7 · 表 1 热物 性参 数的选 定 钢 种 户 [ , 一 4 , 8 ] k/ g · e m 一 ’ 液相 固 相 两相 区 7 l 0() 7 80 0 见注 7 0 8 7 7 80 0 见注 7 20 0 7 80 0 见 注 7 800 7 80 0 见 注 H { 5 · 6 j k J / k g 3 70 3 32 . 6 2 50 . 8 C { { , , 3 # 2沪 IG r l 8N i g T i 灰 口 铁 K f s · 6 ] w/ m · K 27 . 17 23 . 40 8 1 6 . 3 94 . 8 5 业501752468 注 : p = 工户 , + ( l 一 芳) p L 1 . 4 . 1 两相 区 导热 系 数 按 式 K L + , = K , · 天+ K 。 · 人= K s (7 一 6关v)[] 计算 . 式 中fs 、 人: 分 别 为 固相 分率及液 相分 率 , 关二 1 一 【(sT 一 乃(/ 几一 双)] ’ (P/ 一 ’ ) , 尸 ’ 为分配 系 数 , 取 0 . 84 . 1 . .4 2 对流传 热 系数 ( l) 钢 液 与 结 晶 辊 间 的 对 流 传热 系 数 h : 1 . 辊 内 表 面 有 涂 层 的 h , , 计 算 : h l l = K / l , l 为 涂 层 厚 度 , K 为 导 热 系 数 ; 辊 内 表 面 无 涂 层 时 , 由 文 献 【1 , 10 』 知 , 钢 液 与 灰 口 铁 间 的对流 传热 系 数值 为 ( 1 . 1 7 0 4 一 2 . 9 2 6 ) x 10 一 4 W /m , · K . (2 ) 钢 液 与 空 气 间 的 对 流传 热 系 数 h l尸: h l : = O · 2 2 x 1 . 3 5 x 【1 . 8 ( T 一 aT )』 , / , (3 ) 结 晶 辊 与 空 气 之 间 对流 传热 系 数 h : 尸 , 取 7 98 w /m , · K (4) 结 晶辊 与冷 却 水 间 的 对流 传热 系 数 h Zw .l ’ :0] h Z w 一 1 2 4 , 6 W0 ” , 10 一 “ o , , ` sT 1 . 4 . 3 结 晶 辊及 钢 液 的辐 射 传 热 系数 9[J : h a ; r = 【( 。 , 2 ` / 10 0 4 ) C 。 (刀一 刀)」/( T I一 兀) ; C 。 = 5 . 6 7W /m , · K 4 。 , 2 ’ = l /{( l / 。 l ) + 甲 2 1【( l / 。 2 ) 一 1 1} ; .4 4 两相 区 等 效 比热 C卜 + “ ￡一 0 . 4 2 ￡2 = O C +LP “ 二 C卜十 H , /△ T, △ T二 双一 爪 为两 相 区 温 差 .5 计算程 序 温 度 场 计 算 采 用 显 式 有 限 差 分 形 式 , 差 分 网格 如 图 1 所 示 . 该 网格 图是 由 矩 形 网 格 和三 角 形 网 格组 成 的 . .6 模型 验 证 图 1 差分 网格 图 由数 学模 型计 算 的薄 带厚 度 与热 态 试 验 实 测 值 的 比 较 如 表 2 所 示 . 最 大 误 差 为 8 . 5 % 说 明 数学 模 型是 可 靠 的