板坯连铸结晶器铜板与冷却水界面传热数值模拟研究

摘要

结晶器铜板传热对凝固坯壳的均匀生长至关重要.本研究依据反算热流边界条件，建立了结晶器铜板传热-冷却水流动的耦合数值模型，通过热电偶监测和水缝出口实测温度验证了模型的准确性，探讨了铜板厚度和冷却水流速对结晶器传热的影响.研究结果表明：宽面和窄面上的热面最高温度区域出现在距结晶器顶部约120～130 mm的位置.铜板厚度每减薄5 mm,铜板整体温度均下降，宽面和窄面的热面最高温度平均降低21.3℃和28.3℃,这会增加弯月面附近的非均匀传热程度.冷却水流速每增加2 m/s,宽面和窄面热面的最高温度平均下降7℃和6.75℃.另外，结晶器传热分析表明，当铜板磨损到一定程度后，很难通过降低冷却水流量的方式补偿铜板磨损造成的热面温度降低.

关键词

连铸板坯 / 结晶器 / 传热 / 数值模拟