鑄錠冷卻凝固過程中的界面?zhèn)鳠岱浅��?fù)雜,鑄模-鑄錠界面上的界面換熱系數(shù)是影響凝固過程的核心參數(shù),它受到澆注溫度、鑄模預(yù)熱溫度、鑄錠熱物性參數(shù)和鑄錠形狀等多方面因素的影響。在凝固過程中,由于鑄錠凝固收縮和鑄模受熱膨脹,兩者界面之間會產(chǎn)生氣隙。由于氣隙的形成,鑄模與鑄錠間會產(chǎn)生熱阻,成為影響界面換熱系數(shù)因素的主要因素,然而,鋼錠凝固過程的氣隙形成機(jī)理以及氣隙對界面換熱系數(shù)的影響規(guī)律尚不清晰,這影響了對鋼錠質(zhì)量的控制,同時也影響了數(shù)值模擬方法研究鋼錠凝固過程的精確度。因此,亟需對鋼錠凝固過程的氣隙形成過程、氣隙對界面換熱系數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的研究。本研究通過澆注溫度為1550℃和1600℃條件下的熱態(tài)澆鑄與凝固實(shí)驗(yàn),采用熱電偶測溫儀和高精度百分表測量儀分別測定了凝固過程中鑄模和鑄錠的溫度和位移隨時間的變化規(guī)律。以實(shí)驗(yàn)獲得的鑄模和鑄錠溫度數(shù)據(jù)作為已知條件,利用Pro CAST軟件的反算模塊對鑄模-鑄錠界面的綜合界面換熱系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,得到了界面換熱系數(shù)隨時間、溫度的變化規(guī)律。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較和分析,研究了氣隙對綜合界面換熱系數(shù)的影響規(guī)律,同時對不同澆注溫度下的界面換熱系數(shù)進(jìn)行了研究。通過對實(shí)...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1電渣重熔工藝原理

電渣重熔(ESR)是利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的渣阻熱作為熱源重熔和精煉自耗電極,金屬液滴通過渣池后匯聚成金屬液,在水冷結(jié)晶器作用下自下到上順序凝固成型的工藝。電渣重熔的基本原理如圖2.1所示,自耗電極是通過轉(zhuǎn)爐、電弧爐、感應(yīng)爐和真空感應(yīng)爐等熔煉設(shè)備經(jīng)過連鑄或模鑄的方法制備的,然后通....

圖2.2連鑄工藝

連鑄是使鋼水連續(xù)地通過連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二冷區(qū)和空冷區(qū)變成固態(tài)鋼坯(連鑄坯),發(fā)生連續(xù)凝固的過程。與傳統(tǒng)模鑄相比,連鑄坯簡化了生產(chǎn)工序、實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動化生產(chǎn)、降低了能耗、增加了金屬收得率等[7]。連鑄工藝的原理如圖2.2所示。鋼水在連鑄機(jī)形成鑄坯需經(jīng)過結(jié)晶器、水冷區(qū)和空冷區(qū)的冷卻,....

圖2.3模鑄工藝

隨著連鑄工藝的進(jìn)步,由連鑄工藝生產(chǎn)的鑄錠比例不斷增加,但在小批量生產(chǎn)、特殊鋼生產(chǎn)、特厚板生產(chǎn),尤其是用在核電、水電、火電、風(fēng)電用的大型鋼錠生產(chǎn)有不可取代的作用。模鑄是把金屬或合金的原料熔化具有一定化學(xué)成分和溫度的液體,然后在重力或外力作用下將其澆注到鑄模型腔中,經(jīng)過冷卻凝固形成鑄....

圖2.4鑄錠-中間層-鑄模系統(tǒng)斷面溫度分布圖

圖2.1所示鑄錠、鑄模和鑄模-鑄錠界面之間中間層的溫度分布圖[17],其中中間層包括氣體間隙、涂料層、氧化層等熱阻力,由圖可以看出,鑄錠-中間層-鑄模之間的系統(tǒng)中,大部分溫度降低主要集中在中間層。鋼錠模中鑄錠與鑄模之間的氣體層就屬于這種類型。這種情況下的傳熱特點(diǎn)是,鑄錠截面上的溫....

本文編號：4054281