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化工进展

·1698·CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2011年第30卷第8期

研究开发

连铸板坯二冷喷嘴的特性

刘兵，王定标
（郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001）

摘要：连铸钢坯的质量直接受到二次冷却的影响，二冷段喷嘴的冷却效果受喷嘴的种类、喷水压力、水流密
度等因素的影响。本文设计了测试连铸二冷喷嘴性能的实验方案。实验测定了不同喷水条件下喷嘴的压力和水
流量的关系、喷水密度的分布、不同喷嘴对喷水效果的影响，分析了不同喷嘴的性能曲线，实验结果为合理布
置二冷段喷嘴、优化二冷制度提供一定的依据。
关键词：钢坯连铸；喷嘴；性能测试
中图分类号：TK3文献标志码：A文章编号：1000–6613（2011）08–1698–05

Experimentalstudyonnozzle’scharacteristicsinsecondarycoolingzoneof
slabcontinuouscasting

LIUBing，WANGDingbiao
（SchoolofChemicalEngineeringandEnergy，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，Henan，China）

Abstract：Thesecondarycoolingofslabcontinuouscastingisveryimportanttothequalityofslab.The
nozzle’scoolingeffectofthesecondarycoolingzoneisdecidedbynozzletype，waterpressure，water
densityandotherfactors.Anexperimentalprogramwasdesignedtotestthenozzlefeaturesinthe
secondarycoolingzone.Therelationshipbetweenwaterpressureandwaterflow，thedistributionof
waterdensity，andtheeffectofdifferentspraynozzlesonsprayingperformanceweredeterminedat
differentwaterspraynozzles.Theresultscouldprovideascientificbasisforoptimizationofthe
secondarycoolingsystem.
Keywords：steelcasting；nozzle；charactertest

连铸二冷区钢水的凝固直接影响着钢坯的质果[4]，因此，本文作者在实验室条件下全面研究了
量，钢坯连铸二冷区存在多种传热方式，其中最主不同喷水条件下扁喷嘴和气化喷嘴的性能，通过
要的冷却方式是喷嘴的喷水冷却，通过在二冷段布对喷嘴性能的测试，为连铸二冷区合理选择喷嘴
置合理的喷嘴，实现加速钢坯内部热量传递的目及布置喷嘴、优化连铸二冷区的冷却制度提供科
的[1-2]。在连铸工艺以及设备一定的情况下，二冷段学依据。
喷嘴的性能不但能够影响钢坯的传热，同时也是二1研究方法
冷制度合理设计的主要依据。因此，根据喷嘴的性
实验方法和装置
能，保证连铸二冷段的冷却要求，对于钢坯的生产1.1
和质量都有重要的作用。事实上，连铸二冷喷嘴性测定喷嘴性能的装置主要包括了水路系统、气
[3]
能的研究一直是国内外学者研究的热点。收稿日期：2011-02-15；修改稿日期：2011-03-03。
由于连铸二冷段水滴和钢坯直接传热过程是第一作者：刘兵（1984—），男，博士研究生，主要从事化工设备的
一个非常复杂的过程，喷嘴的种类、喷水压力、节能与优化等方面的研究。[e-mail]。联系人：王
定标，博士，教授，博士生导师，主要从事化工设备的节能与优化、
水流密度等都直接影响着连铸二冷喷嘴的冷却效
系统节能、高效换热器的开发与研究等。[e-mail]。

第8期刘兵等：连铸板坯二冷喷嘴的特性·1699·

路系统、喷嘴的支撑构架、传感器（压力传感器和表1实验所用仪器仪表参数表
水重量传感器），实验装置如图1所示。实验过程中，仪器名称测试范围型号和精度

通过移动喷嘴，模拟实际生产过程中板坯的运动，离心泵流量12.5m3/h型号：50-32-125

测试在不同的喷水位置喷嘴的水流密度和冲击压压力计0～1MPa0.05MPa

力。在仪器中，沿水流喷射的方向在两端固定压力风机流量873m3/h型号：T35型轴流通风机

传感器和重量传感器，步进电动机驱动喷嘴在这两喷