流射沸腾冷却强化机理.pdf

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2004.02.014 第26卷第2期北京科技大学学报 Vol.26 No.2 2004年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2004 流射沸腾冷却强化机理王邦文李谋渭吴宗健刘国勇李生勇崔乃忠靳哲北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要流射沸腾冷却强化的核心是利用常压水形成的水柱，以一定的速度贯穿水层，与钢板表面直接接触，产生核沸腾区，引起了强烈沸腾，通过对射流出口速度、高度、直径及水柱间距的优化的实验研究，达到了在整个钢板横截面上获得极强冷却区的效果，对于20mm 厚的钢板，冷却速度可达45.2℃s,板形精度可达3mm/m 关键词流射沸腾：冷却能力：优化分类号TG333.71 淬火控冷是提高钢铁材料性能的重要技术，辊道及传动和计算机自动控制系统组成.图1为是冶金行业技术开发的重点之一川.为提高市场淬火系统水系统示意图，淬火后的水由集管流入竞争力，太钢不锈钢热轧厂迫切需要装备一台板地沟、回水坑，经漩流池、过滤器、冷却塔进入净厚h=6~40mm的常化炉后淬火机.但淬火系统的水池，再由高位水箱经低位水箱送至集管，泵站供水能力要达到4000mh才能满足要求. 由于厂方厂房所限，只有原板厚h=6~20mm进口溢流管路压力淬火机的900mh供水系统，该淬火机由于淬火不均匀，有压印，淬火后板形瓢曲严重，难以位水运输和矫直，喷水管经常堵塞，在进行两次大改造失败后，一直废弃没有使用.根据生产的需要，太钢新淬火系统必须满足：(1)强冷低水耗，最低位水好利用900m'h的供水系统就能满足淬火板厚从集管 HHHHHH 20mm提高到40mm,在工艺规定的时间内从刀地沟喷管 1050℃冷却到200℃的要求；(2)板形平直，能顺回水统利通过矫直机；(3)新系统不仅能淬火而且能调图1中厚板无约束淬火系统水循环系统示意图质：(4)装备水平高，造价低，系统稳定，能满足大 Fig.1 Water recycle system in the non-binding quenching 生产的使用. system for steel plates 目前国内外炉后淬火机，无论是压力淬火 1,2流射沸腾冷却强化机理机，还是辊式淬火机，由于水压高，飞溅大，耗水传统的淬火机理认为，只有用高压水才能进多，功能单一，板形控制手段设计不完备，都满足行中厚板淬火，所以国内进口的辊式或压力淬火不了要求.因此，必须从流射沸腾冷却强化机理机均采用0.412Pa水压.但是，从工程和实验上进行研究，开发新型强冷少水耗淬火系统. 中发现，高压水喷射冲击冷却和太钢水资源紧缺 1实验研究情况之间形成了两个矛盾：一是水压高，淬火时水飞溅过大：二是水压高，水在钢板表面流速过 11新型淬火系统的特点大（可达40m/s以上），与钢板热交换时间极短，新型淬火系统由泵站水系统、淬火机本体、水的消耗极大.通过流射沸腾冷却强化机理的实验研究，结合太钢情况，合理设计了管流结构与收稿日期2002-12-30 王邦文男，55岁，教授特性，成功解决了这一问题

第卷第期年月北京科技大学学报血流射沸腾冷却强化机理王邦文李谋渭吴宗健刘国勇李生勇崔乃忠靳哲北京科技大学机械工程学院，北京摘要流射沸腾冷却强化的核心是利用常压水形成的水柱，以一定的速度贯穿水层，与钢板表面直接接触，产生核沸腾区，引起了强烈沸腾通过对射流出口速度、高度、直径及水柱间距的优化的实验研究，达到了在整个钢板横截面上获得极强冷却区的效果对于厚的钢板，冷却速度可达 ℃ ，板形精度可达关键词流射沸腾冷却能力优化分类号淬火控冷是提高钢铁材料性能的重要技术，是冶金行业技术开发的重点之一 ‘ 为提高市场竞争力，太钢不锈钢热轧厂迫切需要装备一台板厚的常化炉后淬火机但淬火系统的泵站供水能力要达到爪才能满足要求由于厂方厂房所限，只有原板厚二砚进口压力淬火机的小供水系统，该淬火机由于淬火不均匀，有压印，淬火后板形瓢曲严重，难以运输和矫直，喷水管经常堵塞，在进行两次大改造失败后，一直废弃没有使用根据生产的需要，太钢新淬火系统必须满足强冷低水耗，最好利用瓜的供水系统就能满足淬火板厚从提高到，在工艺规定的时间内从 ℃ 冷却到 ℃ 的要求板形平直，能顺利通过矫直机新系统不仅能淬火而且能调质装备水平高，造价低，系统稳定，能满足大生产的使用目前国内外炉后淬火机，无论是压力淬火机，还是辊式淬火机，由于水压高，飞溅大，耗水多，功能单一，板形控制手段设计不完备，都满足不了要求因此，必须从流射沸腾冷却强化机理上进行研究，开发新型强冷少水耗淬火系统辊道及传动和计算机自动控制系统组成图为淬火系统水系统示意图淬火后的水由集管流入地沟、回水坑，经漩流池、过滤器、冷却塔进入净水池，再由高位水箱经低位水箱送至集管水塔图中厚板无约束淬火系统水循环系统示意图血一实验研究新型淬火系统的特点新型淬火系统由泵站水系统、淬火机本体、收稿日期一一王邦文男，岁，教授流射沸腾冷却强化机理传统的淬火机理认为，只有用高压水才能进行中厚板淬火，所以国内进口的辊式或压力淬火机均采用一水压但是，从工程和实验中发现，高压水喷射冲击冷却和太钢水资源紧缺情况之间形成了两个矛盾一是水压高，淬火时水飞溅过大二是水压高，水在钢板表面流速过大可达而以上，与钢板热交换时间极短，水的消耗极大通过流射沸腾冷却强化机理的实验研究，结合太钢情况，合理设计了管流结构与特性，成功解决了这一问题 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．02．014

·170 北京科技大学学报 2004年第2期图2~4示出了柱状射流冲击钢板的流动与换表面温度T,、射流出口速度。、射流高度（指喷嘴热特性四.其中，局部热流密度是指某半径R处的距钢板板面的距离)H、射流出口直径D,等.这些局部邻域内的热流密度，即q=q(R):平均热流密因素对平均热流密度的影响分别示于图5~7. 度是指某半径所代表的圆形壁面内的平均热流密度，即=R)-=2 2rRq(R)iR. 25 可以看出，表面热流密度和壁面射流速度沿 20 1:406G 15 o-%=1.0m/s V=1.5m/s %=2.0m/s '=2.5m/s =3.0m/s 0 0.02 0.04 0.06 0.08 R/m 图5不同射流速度下平均热流密度的径向变化曲线图2柱状射流的流线图 Fig.5 Radial variation curve of average heat flux density Fig.2 Flow line diagram of the column flow-jet for different flow-jet velocities 25 4 )/A 3 2 0-D=0.014m 10 0-D,=0.016m D=0.018m D,=0.020m 0 0.02 0.04 0.06 0.08 R/m 0 0.02 0.04 0.06 0.08 图3壁面射流速度径向变化曲线 R/m Fig.3 Radial variation curve of flow-jet velocity on the 图6不同直径冲击射流平均热流密度的径向变化曲线 surface Fig.6 Radial variation curve of average heat nlux density for different flow-jet diameters 30 高部热流密度 25 平均热流密度 9 20 MW)/b 15 10 5 5 10 H=12m H=1.4m 0 e-H=1.6m 0 0.020.040.06 0.08 H=1.8m R/m 图4热流密度沿径向方向变化曲线 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Fig.4 Radial variation curve of heat flux density R/m 图7不同射流高度时平均热流密度的径向变化曲线径向的分布具有极强的相似性，这说明，射流冲 Fig.7 Radial variation curve of average heat flux density 击换热能力的高低，与射流速度密切相关.同时， for different flow-jet heights 柱状射流的平均热流密度存在最大值，这为合理设计管流以追求最大冷却效果提供了依据， 13流射沸腾冷却强化的机理分析柱状射流换热特性的影响因素主要有钢板沸腾分为大容器沸腾（或称池内沸腾）和强

北京科技图示出了柱状射流冲击钢板的流动与换热特性‘ ，其中，局部热流密度是指某半径处的局部邻域内的热流密度，即平均热流密度是指某半径所代表的圆形壁面内的平均热流密度，即。一拟卜奋户斌办可以看出，表面热流密度和壁面射流速度沿大学学报年第期表面温度兀、射流出口速度、射流高度指喷嘴距钢板板面的距离、射流出口直径等这些因素对平均热流密度的影响分别示于图一二，‘ 旦圃习圃全蒙，认一 “ ’ ‘ 一代州一矶残对污矶一叫卜凡州，‘，山，︶亡气百互二介日 · ︾活芝八图柱状射流的流线图吐图不同射流速度下平均热流密度的径向变化曲线玩乎们】幼一一户气一日 · 邑、沙际，‘︸门咤，价息、，图壁面射流速度径向变化曲线 · 纽一吐皿图不同直径冲击射流平均热流密度的径向变化曲线加由如。曲幻代一妞刊口代弓畏口 ‘ 下工心毛－平均热流密度月，一亡卜一月卜 ‘，，盲二二八甘﹄户日 · 、乙渔险，‘，有心二︶︸、︸口价奋匕之︾日图热流密度沿径向方向变化曲线助径向的分布具有极强的相似性这说明，射流冲击换热能力的高低，与射流速度密切相关同时，柱状射流的平均热流密度存在最大值，这为合理设计管流以追求最大冷却效果提供了依据柱状射流换热特性的影响因素主要有钢板巾一一一一一一一司‘ 司图不同射流高度时平均热流密度的径向变化曲线娘纽加沙血肠介一啥流射沸腾冷却强化的机理分析问沸腾分为大容器沸腾或称池内沸腾和强

Vol.26 No.2 王邦文等：流射沸腾冷却强化机理 ·171 制对流沸腾（管内沸腾），加热壁面沉浸在具有自于汽化核心对换热起着决定性影响，这两区的沸由表面的液体中所发生的沸腾称为大容器沸腾腾统称为核沸腾（或称为泡状沸腾）.核沸腾具有 (如图8所示).液体主体温度达到饱和温度，壁温压小、换热强的特点. 温高于饱和温度所发生的沸腾称为饱和沸腾. 通过对流射的出口速度、高度、直径及水柱从起始沸腾点开始，在加热面的某些特定点上间距的优化的实验研究，获取了在整个钢板截面 (称为汽化核心)产生汽泡，开始阶段，汽化核心上尽可能多的核沸腾区，产生的汽泡互不干扰，称为孤立汽泡区，随着流射沸腾冷却强化的核心，就是利用常压水 △1=(t-)进一步增加，汽化核心增加，汽泡互相 (0.1MPa)形成的水柱，以一定速度贯穿水层与影响，并汇和成汽块及汽柱.在这两区中，汽泡的钢板表面直接接触，由于瞬间的急冷，产生“黑扰动剧烈，换热系数和热流密度都急剧增大.由区”，引起强烈沸腾，该沸腾区向半径方向扩展，使流水具有很强的冷却能力.再利用上述柱状射流平均热流密度的最大值，构造高密集管流结稳定暖 1.2 核沸腾过渡沸腾态沸腾构.通过对射流出口速度、高度、直径及水柱间距 1.0 的优化，造成整个钢板横截面的极强冷却区. 0.8 利用冷却过程的核沸腾、过渡沸腾和膜沸腾 0.6 不同阶段的冷却能力，在强冷区中间，辅之以适 0.4 自然对起始沸腾点当的横向吹扫去除老水和汽膜，增强水柱对钢板 0.2 的接触.最后在密集集管沿纵向定位上，采用集 24681010010002000 管前密后疏的布置，削弱膜沸腾的隔热影响，达壁面过热温度△t 到同一水量最大冷却效果，太钢淬火控冷系统首图8饱和水在水平加热面上的沸腾曲线次应用了以上冷却强化技术，取得了理想的效 Fig.8 Boiling curve of saturated water on the level heating 果.表1和表2对比了不同冷却机理的冷却速率 surface 和耗水值，表1不同冷却机理的冷却速率 Table 1 Cooling velocities of different cooling mechanisms 钢板厚太钢淬火 4300mm轧机轧后控冷装置 POSCO汽水冷淬火装置太钢新型淬火控冷系统度/mm 要求 (实测值) (资料值) (实测值) 20 14.17℃s 15.51℃s 21.61℃/s 45.2℃/s 40 9.44℃s 9.52℃1s 10.87℃/s 22.54℃/s 表2不同冷却机理对应8m×2m板当量耗水量 mm的钢板相应的单位耗水量是进口宽板辊式淬 Table 2 Equivalent water consumptions of different cool- 火机的48%，对厚40mm的钢板则是44%. ing mechanisms for plates of 8 mx2 m 宽板辊式淬火机太钢新型淬火控钢板厚度mm 2与当前国内外同类研究、同类技 (实测值) 冷系统（实测值） 20 35.58m 16.96m3 术的综合比较7 40 86.05m3 37.68m 目前中厚板炉后淬火机国内外主要有两种从表中看出，开发的流射沸腾强化冷却技术机型：一种是压力淬火机，另一种是辊式淬火机. 的效果是良好的，冷却速率远远高于太钢工艺的国内投产的淬火机基本是进口产品.在满足太钢要求.对20mm厚的不锈钢板，实测值为要求值淬火机要求条件下（板厚h=640mm,冷却速率的3.18倍，为POSC0的2倍，实测的平均冷却速对板厚h=20mm为14.17℃s,对板厚h=40mm 率也比进口的辊式淬火机高得多.对于薄板，新为9.44℃s,供水系统不大于900mh).以上两种淬火机的冷却速率实测值可达173℃s,对厚20 淬火机和太钢新型淬火技术性能的比较如表3

从，一王邦文等流射沸腾冷却强化机理制对流沸腾管内沸腾加热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾称为大容器沸腾如图所示液体主体温度达到饱和温度九，壁温 ‘ 高于饱和温度所发生的沸腾称为饱和沸腾从起始沸腾点开始，在加热面的某些特定点上称为汽化核心产生汽泡，开始阶段，汽化核心产生的汽泡互不干扰，称为孤立汽泡区，随着一，进一步增加，汽化核心增加，汽泡互相影响，并汇和成汽块及汽柱在这两区中，汽泡的扰动剧烈，换热系数和热流密度都急剧增大由 ‘ · ，津竺掣竺竺竺卜价八自工尹沪薰少起始 “ 户芝︾沐甲壁面过热温度△ 图饱和水在水平加热面上的沸腾曲线 · 于汽化核心对换热起着决定性影响，这两区的沸腾统称为核沸腾或称为泡状沸腾核沸腾具有温压小、换热强的特点通过对流射的出口速度、高度、直径及水柱间距的优化的实验研究，获取了在整个钢板截面上尽可能多的核沸腾区流射沸腾冷却强化的核心，就是利用常压水形成的水柱，以一定速度贯穿水层与钢板表面直接接触，由于瞬间的急冷，产生 “ 黑区 ” ，引起强烈沸腾，该沸腾区向半径方向扩展，使流水具有很强的冷却能力再利用上述柱状射流平均热流密度的最大值，构造高密集管流结构，通过对射流出口速度、高度、直径及水柱间距的优化，造成整个钢板横截面的极强冷却区利用冷却过程的核沸腾、过渡沸腾和膜沸腾不同阶段的冷却能力，在强冷区中间，辅之以适当的横向吹扫去除老水和汽膜，增强水柱对钢板的接触最后在密集集管沿纵向定位上，采用集管前密后疏的布置，削弱膜沸腾的隔热影响，达到同一水量最大冷却效果太钢淬火控冷系统首次应用了以上冷却强化技术，取得了理想的效果表和表对比了不同冷却机理的冷却速率和耗水值表不同冷却机理的冷却速率到血钢板厚太钢淬火轧机轧后控冷装置汽水冷淬火装置太钢新型淬火控冷系统度要求实测值资料值实测值 ℃ ， ℃ ℃ ℃ ， ℃ ℃ ℃ ℃ 表不同冷却机理对应板当量耗水量的钢板相应的单位耗水量是进口宽板辊式淬火机的，对厚们的钢板则是钢板厚度宽板辊式淬火机太钢新型淬火控实测值冷系统实测值〕与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较‘ ，，从表中看出，开发的流射沸腾强化冷却技术的效果是良好的，冷却速率远远高于太钢工艺的要求对厚的不锈钢板，实测值为要求值的倍，为的倍，实测的平均冷却速率也比进口的辊式淬火机高得多对于薄板，新淬火机的冷却速率实测值可达 ℃ ，对厚目前中厚板炉后淬火机国内外主要有两种机型一种是压力淬火机，另一种是辊式淬火机，国内投产的淬火机基本是进口产品在满足太钢淬火机要求条件下板厚卜，冷却速率对板厚二为 ℃ ，对板厚为 ℃ ，供水系统不大于瓜以上两种淬火机和太钢新型淬火技术性能的比较如表

◆172· 北京科技大学学报 2004年第2期表3淬火机技术性能比较表 Table 3 Comparison of the technical characteristics of quenching machines 项目压力淬火机辊式淬火机太钢新型淬火机喷射冲击冷却（水强喷射冲击冷却（水压为04 淬火冷却机理流射沸腾冷却强化（水压0.1MPa) 压≥0.4MPa) -1.2MPa) 水飞溅大很大水利用淬火钢板之间间隙时间的水不能不能能（采用高低位水箱储水）跟踪钢板下水能力同时下水弱强（计算机跟踪下水）进口淬火机对应板长8m、板对应板长8m、板宽2m当量耗水量实测值：耗水量宽2m当量耗水量实测值： h=20mm,Q=35.58m'; h=20mm,Q=16.96m'; h=40mm,Q=86.05m3 h=40mm,Q=37.68m3 900mh供水能否不能，需4000mh 不能，需4000m'h 能满足要求有（强适应横向冷却曲线、边部遮横向均匀冷却控制无无蔽装置、阻尼反抑制和多级阻尼均匀水分布技术) 上下板面冷却水的较低（一阀控制多排较低（一阀控制多排喷管）控制精度喷管) 高（上下集管一对一单独控制）沿板纵向冷却控制同时下水一般灵活易堵塞（一般孔径为易堵塞（一般孔径为2.5-4.0 喷嘴堵塞情况 2.54.0mm) 不易堵塞（一般孔径大于9.0mm) mm) 板形调控结果一般（淬火后钢板有一般较好，一般在10mm/m以内，精度压印，瓢曲严重) 可达3mmm以内没有类似太钢的专没有类似太钢的专用控制模较高，二级计算机控制，有模拟淬自动控制水平用控制模块块火、快速冷却、跟踪节水模块和自学习修正控制，可全自动淬火一般一般有人工智能终冷温度预报和组织数学模型性能预测功能淬火淬火淬火和调质淬火质量均匀性较一般（有压印）较好较好多目标决策能力一般一般有灰色局势多目标决策，能确定钢板性能、板形和耗水量之间的关系结构较复杂（有上辊升降较复杂（有上辊升降传动机相对简单（无上辊升降机构），价格机构) 构) 约为进口淬火机1/5 3 结论 (2)对板厚20mm的不锈钢，冷却速率可达45 ℃s以上；对板厚40mm的不锈钢，冷却速率可由我国自行设计制造的新型淬火系统一次达22℃s以上. 投产成功.弱冷系统2000年8月投入生产，强冷 (3)出口钢板温度可达到后面抛丸机需要的系统2001年3月投入生产.技术指标达到或超过 50℃左右. 合同的要求，数学模型及系统经受了生产的考 (4)1Cr18Ni9Ti一次性能合格率提高16.34%，验，设备运转正常，通过工程验收，应用效果良 16MnR一次性能合格率提高29%，不锈钢一次性好，已申请专利2项，取得较大的经济效益和社能合格率平均稳定在98%以上，0Cr18Ni9一次性会效益. 能合格率达99.88%. (1)自淬火机投产后统计，作业线月产量增加 (5)系统具备淬火和调质两种功能，扩大了热 1倍以上. 轧厂品种

北京科技大学学报年第期表淬火机技术性能比较表项目淬火冷却机理压力淬火机喷射冲击冷却水压歹大辊式淬火机强喷射冲击冷却水压为很大太钢新型淬火机流射沸腾冷却强化水压水飞溅利用淬火钢板之间间隙时间的水跟踪钢板下水能力不能不能能采用高低位水箱储水同时下水强计算机跟踪下水耗水量进口淬火机对吵长 ”孤板对应板长 “孤板宽当量耗水宽当量耗水量实狈叮值实侧值 “ 一，一 · ’ ” 一，一 ’ · ’ ” 。们。， · ，，，，供水能否满足要求不能，需，爪不能，需，横向均匀冷却控制有强适应横向冷却曲线、边部遮蔽装置、阻尼反抑制和多级阻尼均匀水分布技术上下板面冷却水的控制精度沿板纵向冷却控制喷嘴堵塞情况板形调控结果较低一阀控制多排喷管同时下水易堵塞一般孔径为中一一般淬火后钢板有压印，瓢曲严重较低一阀控制多排喷管高上下集管一对一单独控制一般易堵塞一般孔径为帕们灵活一般自动控制水平没有类似太钢的专没有类似太钢的专用控制用控制模块块数学模型一般一般功能淬火质量均匀性淬火较一般有压印淬火较好多目标决策能力一般一般结构较复杂有上辊升叫较复杂 ‘有上辊升降传动机机构构不易堵塞一般孔径大于岭较好，一般在叮公以内，精度可达以内较高，二级计算机控制，有模拟淬火、快速冷却、跟踪节水模块和自学习修正控制，可全自动淬火有人工智能终冷温度预报和组织性能预测淬火和调质较好有灰色局势多目标决策，能确定钢板性能、板形和耗水量之间的关系相对简单无上辊升降机构，价格约为进口淬火机结论由我国自行设计制造的新型淬火系统一次投产成功弱冷系统年月投入生产，强冷系统年月投入生产技术指标达到或超过合同的要求，数学模型及系统经受了生产的考验，设备运转正常，通过工程验收，应用效果良好，已申请专利项，取得较大的经济效益和社会效益，自淬火机投产后统计，作业线月产量增加倍以上对板厚的不锈钢，冷却速率可达 ℃ 以上对板厚的不锈钢，冷却速率可达 ℃ 以上出口钢板温度可达到后面抛丸机需要的 ℃ 左右一次性能合格率提高，一次性能合格率提高，不锈钢一次性能合格率平均稳定在以上，一次性能合格率达系统具备淬火和调质两种功能，扩大了热轧厂品种

Vol.26 No.2 王邦文等：流射沸腾冷却强化机理 ·173· (6)系统的工作供水能力达到了原900mh的钢管已试卷成功.新余钢厂中板厂TMCP控冷工 5~6倍，用900mh的供水系统就能完成国外著程也即将投产. 名淬火机研制商强调必须建立4000mh水系统的任务，节省了投资，整个工程项目投资约为进参考文献口的1/5 1王有铭，钢材的控制轧制和控制冷却M).北京：治 (7)开发了淬火平直控制较系统理论，淬火后金出版社，1995. 板形良好，一般在10mm/m以内，精调在3mm/m 2王国强.实用工程数值模拟技术及其在ANSYS上的以内，很顺利通过矫直机. 实践M.西安：西北工业大学出版社，2000. 3周筠靖.传热学M.北京：冶金工业出版社，1995. (⑧)其原理和技术现已推广到舞阳钢铁公司 4马重芳.强化传热M.北京：北京科学出版社，1990. ACC和新余钢厂TMCP上，舞阳钢铁公司 5董志勇.冲击射流[M.北京：北京海洋出版社，1997. ACC4200工程已于2002年3月一次投产成功，生 6赵永忠，鞍钢4300轧机轧后高密度管层流控冷模产出我国西气东输急需的管线钢，其中X70填补型及应用研究D].北京：北京科技大学，2002. 了我国宽厚板生产的空白，产品已通过中国石油 7朱启建，中厚板管流无约束淬火冷却与变形机理及天然气总公司管材研究所的检验，中1060mm的其最优控制模型研究D].北京：北京科技大学，2002. Flow-Jet Boiling Cooling Enhancing Mechanism WANG Bangwen,LI Mouwei,WU Zongjian,LIU Guoyong,LI Shengyong,CUI Naizhong,JIN Zhe Mechanical Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The fundamental principle of flow-jet boiling enhancing is as follow.The water column caused by normal pressure water thrusts through the water layer at a certain velocity to directly contact the plate surface.A nuclear boiling area can be established and intensive boiling will occur.The effect of the extreme cooling area on the entire cross section of the steel plate can be obtained via an optimized experimental research on the outlet vel- ocity,height,diameter of flow jet and distance between adjacent water columns.For a plate of 20 mm thick,the cooling speed is up to 45.2C/s and the shape precision up to 3 mm/m. KEY WORDS flow-jet boiling;cooling ability:optimization