中厚板连铸坯高压水除鳞换热系数研究

发布时间：2016-11-08 08:54

  本文关键词：中厚板连铸坯高压水除鳞换热系数研究，由笔耕文化传播整理发布。

《燕山大学》 2015年

中厚板连铸坯高压水除鳞换热系数研究

高朋  

【摘要】：中厚板连铸坯在去除氧化铁皮的同时,大量的高压水对连铸坯表面也进行了高强度的冷却,使连铸坯产生温降。在高压水除鳞过程中,高压水与连铸坯之间的对流换热系数是温度场分析的重要参数。只有计算出合理的高压水除鳞换热系数,才能确保建立准确的轧制前温度场模型,因此有必要对高压水除鳞换热系数进行分析研究。本文以国内某中厚板厂轧制前的连铸坯为研究对象,根据计算流体动力学原理,对高压水除鳞多种工况的速度场及温度场进行了模拟计算。得到了高压水除鳞换热系数和高压水喷嘴距连铸坯表面距离、高压水喷嘴出口速度、连铸坯表面温度及高压水冲击到钢板表面的水流密度之间的关系。为了验证计算流体动力学方法计算得到的高压水除鳞换热系数是否正确,本文根据实验获得的高压水除鳞钢板内部温降曲线,通过反传热法计算了实验条件下的高压水除鳞换热系数。然后根据计算流体动力学方法计算出对应实验条件下的高压水除鳞流场、温度场,并求出高压水除鳞换热系数。通过反传热法与计算流体动力学方法计算得到的换热系数的比较,得出两者的计算误差在合理范围内,证明了采用计算流体动力学方法计算高压水除鳞换热系数的方法是可靠的。将计算流体动力学方法计算得到的多种工况高压水除鳞换热系数进行归纳整理,得到了高压水除鳞换热系数与喷射距离、高压水出口速度及连铸坯表面温度的关系。然后通过分段回归的方法,建立了针对国内某中厚板厂特定条件下的高压水除鳞换热系数数学模型。最后利用非线性回归方法回归出高压水除鳞换热系数模型的待定系数。为了建立适用范围更广的高压水除鳞换热系数模型,本文对高压水冲击到钢板表面上的水流密度与换热系数之间的关系进行分析研究,建立了通用条件下的高压水除鳞换热系数数学模型。然后采用了分段回归的方法回归出高压水除鳞换热系数模型的待定系数。针对国内某中厚板厂实际生产情况,使用回归得到的换热系数模型计算出对应工况的高压水除鳞换热系数。然后根据此换热系数利用有限元法对轧制前连铸坯的温度场进行模拟计算,得到了连铸坯粗轧前的温度场。为了验证模拟计算得到的温度场是否正确,对中厚板生产现场粗轧前的连铸坯表面温度进行了测量。通过测量结果和模拟结果的比较,证明两者吻合较好,回归出的高压水除鳞换热系数数学模型合理。最后将此换热系数模型应用到该厂轧制前的温度模型中,提高了成品钢板的厚度精度,取得了较好的效果。

【关键词】：
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.7
【目录】：

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