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喷嘴测试系统开发及南钢方坯连铸二冷制度优化

靳星  
【摘要】: 连铸二次冷却在连铸生产中占有非常重要的地位,不但关系到铸坯质量,而且还与铸机产量密切相关。因此,建立合理的二冷制度(包括喷嘴选型、布置方式和配水控制模型)具有重要的意义。 本文提出了现有喷嘴检测设备的不足,通过对喷嘴检测系统的完善与改进,开发了新一代连铸喷嘴性能检测设备。对现有测试系统进行一系列改进,有效地提高了测试系统对水流密度测试的准确性,减小了系统的测试误差,提高了喷嘴测试精度。对南钢方坯铸机使用的水喷嘴和气水喷嘴进行了冷态性能测试,得到了喷嘴的流量特性、喷射角、水流密度和冲击压力分布曲线,对四种不同类型的气水喷嘴进行了比较,根据测试结果给出了气水喷嘴在一定工作条件下的最佳气水比,得到了喷嘴的水流密度分布与二冷水量的关系式。 建立了方坯凝固传热数学模型,结合南钢方坯实际情况对模型边界条件进行了优化,并进行了测温和铸坯坯壳厚度验证,结果表明模型的计算与实测结果能够很好地吻合。二冷水量动态控制模型根据拉速的变化来实现二冷段动态配水,在非稳态条件下为了保证配水的合理性,采用矫直点温度反馈的方法,即每隔△t时间将矫直点温度与目标温度进行比较,产生反馈信号,调节水量变化,直至矫直点温度控制在目标温度范围内,从而保证了较好的铸坯质量。 本文结合南钢方坯易切削钢种、中、高、低碳钢铸坯质量缺陷,分析了南钢现有二冷制度存在的问题,根据不同钢种比水量的冷却要求和矫直点目标温度,提出了二冷配水优化方案,并针对低碳钢钢种进行了测温验证和铸坯低倍质量观察,结果表明二冷配水优化后,铸坯质量得到明显改善,有效地解决了与二冷有关的质量问题。


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