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连铸喷嘴性能检测系统及二冷仿真软件的开发

齐彦峰  
【摘要】: 二冷过程对连铸坯质量有很重要的影响。寻求合理的二冷制度是板坯连铸生产过程中所需解决的主要问题,以使不仅可以满足铸坯冷却的要求,并且能够保证铸坯质量。目前,通过计算机仿真对二冷凝固过程进行解析已成为研究二冷制度的重要手段。  本论文首先研制了新型的二冷喷嘴性能测试系统,系统采用移动喷嘴,定测试点的方法来测试不同喷射位置的水流密度和冲击压力,测试过程在计算机上控制进行,提高了测试效率和精度。对喷嘴的冷、热态性能进行了测试,得到喷嘴的水流密度分布和传热系数关系式,为计算机仿真提供了较精确的边界条件。 另外,本文对实验室已有的连铸二冷计算机仿真软件进行了完善。实现对二冷区各冷却段冷却水量的自动计算。根据不同拉速下计算出的冷却水量,回归得到了拉速相关配水关系式中的各项参数。应用简单梁、板的弯曲理论,建立了连铸板坯应变分析模型,计算铸坯凝固前沿鼓肚应变、矫直应变和错位应变沿拉坯方向的分布。应用仿真软件,对南钢的铸机浇铸20g钢时的应变分布进行了模拟,分析了拉速、钢水过热度和二冷制度等工艺参数对铸坯凝固前沿应变的影响。  仿真软件实现了对二冷非稳态过程的模拟。非稳态过程的二冷配水采用平均拉速的参数配水法,避免水量随拉速突然变化而使铸坯表面温度产生大的波动。模拟的结果表明,非稳态过程采用平均拉速配水能满足铸坯的冷却要求。 


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