【技术实现步骤摘要】
研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验方法
本专利技术涉及热轧板(坯)层流冷却领域,更具体地说,涉及研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验方法。
技术介绍
随着钢铁市场竞争的日趋剧烈和尺寸控制技术逐渐成熟,金属性能指标越来越成为国际钢铁行业的竞争焦点。世界钢铁产品中板材约占30%的份额,其性能改善无疑具有巨大的经济价值和重要的社会效益。而板(坯)性能取决于金属内部的微观组织,微观组织的形成与分布又与温度的分布、水平和变化梯度密切相关。传热边界特征直接决定着温度的分布规律,因此研究传热边界特征,进而控制金属内部的微观组织对板(坯)性能改善有着决定性影响。工业生产中,为了保证板(坯)在宽度方向、长度方向的冷却均匀性,大多数都采用矩阵式排布方式,即在板(坯)上方布置2排以上,每排布置2个以上的喷嘴。这类喷嘴布置方式对传热过程的影响具有以下特点:喷嘴正下方区域称为冲击区,传热方式以强迫对流为主,冷却强度最大;而在两个相邻喷嘴中间区域为平行流区,此区域蒸汽层将钢板表面和水分开,传热严重恶化,冷却强度变小,该区域内是稳定的膜沸腾。正是由于这些特点,使得板(坯)在移动冷却过程中沿宽度方向和长度方向的传热边界体现出周期性特征。例如,在连铸工艺中的层流冷却过程,钢坯以一定的速度通过各排喷嘴,热流分布依据喷嘴的布置情况出现强、弱变化的规律性分布,此时钢坯内的温度均匀性取决于喷嘴的布置间距,而温度下降速率取决于喷嘴的喷速、高度、角度等。到目前为止,国内外大部分文献对钢坯冷却过程的研究主要使用的是数值模拟方法,利用经验公式或者采取区域简化、均匀化处理的方式获得传热 ...
【技术保护点】
1.研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验方法,其特征在于:使用研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验装置,按照以下步骤进行:a、将钢坯(600)放入加热单元(400)进行均匀加热,并通入保护气氛防止其氧化;b、通过矩阵式排布喷嘴调节单元设置喷嘴(370)的射流高度、射流角度以及喷嘴(370)之间的间距,通过气路单元和水路单元调节喷嘴(370)的射流速度;c、钢坯(600)加热结束时,打开气路单元和水路单元使喷嘴(370)按设定的速度进行射流冲击,调节传动单元(500)使其按设定的速度进行传动;d、钢坯(600)加热结束后,通过出炉单元(410)将钢坯(600)移动至传动单元(500),传动单元(500)带动钢坯(600)以设定速度传动,传动过程中喷嘴(370)进行射流冲击冷却,温度采集单元进行钢坯(600)实时温度的采集;e、当钢坯(600)传送到传动单元(500)末端,一次实验完成,记录实验数据;f、改变喷嘴(370)的射流高度、射流角度、射流速度以及喷嘴(370)之间的间距,进行重复实验,得到影响冲击沸腾换热的各个因素对钢坯表面传热边界的规律,处理分析数据,得出钢 ...
【技术特征摘要】
1.研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验方法,其特征在于:使用研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验装置,按照以下步骤进行:a、将钢坯(600)放入加热单元(400)进行均匀加热,并通入保护气氛防止其氧化;b、通过矩阵式排布喷嘴调节单元设置喷嘴(370)的射流高度、射流角度以及喷嘴(370)之间的间距,通过气路单元和水路单元调节喷嘴(370)的射流速度;c、钢坯(600)加热结束时,打开气路单元和水路单元使喷嘴(370)按设定的速度进行射流冲击,调节传动单元(500)使其按设定的速度进行传动;d、钢坯(600)加热结束后,通过出炉单元(410)将钢坯(600)移动至传动单元(500),传动单元(500)带动钢坯(600)以设定速度传动,传动过程中喷嘴(370)进行射流冲击冷却,温度采集单元进行钢坯(600)实时温度的采集;e、当钢坯(600)传送到传动单元(500)末端,一次实验完成,记录实验数据;f、改变喷嘴(370)的射流高度、射流角度、射流速度以及喷嘴(370)之间的间距,进行重复实验,得到影响冲击沸腾换热的各个因素对钢坯表面传热边界的规律,处理分析数据,得出钢坯(600)表面传热边界条件在复杂强化冷却过程中的换热规律。2.根据权利要求1所述的研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验方法,其特征在于:所述的研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验装置,包括气路单元、水路单元、喷嘴(370)、矩阵式排布喷嘴调节单元和温度采集单元,水路单元与喷嘴(370)相连并用于向喷嘴(370)提供喷射水,气路单元与水路单元相连并用于向水路单元提供气体压力,从而调整喷嘴(370)的喷射速度,喷嘴(370)设置于矩阵式排布喷嘴调节单元上,矩阵式排布喷嘴调节单元用于调节喷嘴(370)的射流高度、射流角度及喷嘴(370)分别在x、y方向之间的间距,温度采集单元用于采集板(坯)(600)温度信息并处理。3.根据权利要求2所述的研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验装置,其特征在于:水路单元包括通过管路相连的储水箱(100)和大水箱(300),大水箱(300)上连接有多个分流水箱(350),每个分流水箱(350)下方设置有软管(360),软管(360)的端部设置有喷嘴(370)。4.根据权利要求3所述的研究矩阵排布喷嘴快速冷却高温板(坯)传热的实验装置,其特征在于:储水箱(100)和大水箱(300)之间的连接管路上设置有水泵(110)、水流量控制阀(120)和流量计(130),大水箱(300)顶部还设置有温度计(310)、压力表(3...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈光,陈德敏,何鑫,包向军,徐靖,李晓丽,
申请(专利权)人:安徽工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。