(一)連鑄基礎(chǔ)理論-資料下載頁
2025-08-04 18:23本頁面
【正文】 固； 4)矯直時鑄坯表面溫度應(yīng)大于 900。 C； 5)有良好的鑄坯表面和內(nèi)部質(zhì)量。 第五節(jié) 二冷區(qū)的傳熱與凝固 2022/8/22 二 、 二冷區(qū)的傳熱 根據(jù)鑄坯凝固熱平衡的測定計算，設(shè)鋼水總熱量為 l00％， 連鑄機(jī)內(nèi)各區(qū)散熱的比例為：結(jié)晶器 l6％～ 20％；二次冷卻區(qū) 23％～ 28％；輻射區(qū) 50％～ 60％。 二冷區(qū)鑄坯表面熱量傳遞方式 根據(jù)連鑄機(jī)的類型和操作條件不同可能有很大的區(qū)別，一般包括以下方式： 1)純輻射 25％； 2)噴霧水滴蒸發(fā) 33％； 3)噴淋水加熱 25％； 4)輥子與鑄坯的接觸傳導(dǎo) 17％； 對小方坯二冷區(qū)主要是 l)和 2)兩種傳熱方式，而對板坯和大方坯則有上述四種傳熱方式。 2022/8/22 三 、 影響二冷區(qū)傳熱的因素 1)鑄坯表面溫度 實際二冷區(qū)鑄坯表面溫度在 1000～ 1200℃ ，此區(qū)間內(nèi)導(dǎo)出的熱流幾乎與鑄坯表面溫度無關(guān)，甚至呈下降趨勢，這是因為高溫鑄坯表面形成穩(wěn)定蒸氣膜阻止水滴與鑄坯接觸。因此，應(yīng)改善噴霧水滴狀況來提高傳熱效率。 表面溫度與熱流關(guān)系 2022/8/22 2）水流密度 水流密度是指鑄坯在單位時間、單位面積上所接受的冷卻水量。試驗表明，水流密度增加，傳熱系數(shù)增大，從鑄坯表面帶走的熱量也增多。傳熱系數(shù) h與水流密度 W的關(guān)系可由經(jīng)驗公式表示： nAWh?3）水滴速度 水滴速度取決于噴水壓力、噴嘴孔徑和水的清潔度。水滴速度增加，穿透蒸汽膜而到達(dá)鑄勻表面的水滴數(shù)增加，從而提高了傳熱效率。水滴速度為 6m／ s、 8m／ s、 10m／ s時，冷卻效率分別為 12％、 l7％、 23％。 4）水滴直徑 水滴直徑大小是霧化程度的標(biāo)志，水滴尺寸越小，單位體積內(nèi)水滴個數(shù)就越多，霧化越好，這有利于均勻地冷卻鑄坯，提高傳熱效率。水滴的平均直徑：采用壓力水噴嘴， 200～ 600um；氣一水噴嘴， 20～ 60um。水滴越細(xì)，傳熱系數(shù)越高。 2022/8/22 5）噴嘴使用狀態(tài) 噴嘴堵塞、噴嘴安裝位置、噴嘴新舊程度等對鑄坯傳熱也有重要影響，因此要注意二冷水質(zhì)處理和定期檢修。 6）鑄坯表面狀態(tài) 表面有氧化鐵的傳熱系數(shù)比無氧化鐵要低 13％。使用氣 水噴嘴，由于吹入的空氣使鐵鱗容易剝落，提高了冷卻效率。 2022/8/22 第六節(jié) 連鑄坯凝固組織結(jié)構(gòu)及控制 一 . 連鑄坯的凝固結(jié)構(gòu) 鑄坯凝固分以下三個階段： (1)結(jié)晶器內(nèi)形成初生坯殼。 鋼水澆入水冷結(jié)晶器，在彎月面冷卻速度很快 (100℃ ／ s)，在器壁附近形成一定厚度的初生坯殼。隨著溫度下降，高溫坯殼發(fā)生 8一 r相變，坯殼處于收縮和鼓肚的動平衡狀態(tài)，到結(jié)晶器下部形成穩(wěn)定氣隙，傳熱減慢，坯殼生長速度減慢。在結(jié)晶器出口，坯殼應(yīng)具有一定抵抗鋼液靜壓力的厚度和抗摩擦力的強(qiáng)度。 (2)二冷區(qū)坯殼穩(wěn)定生長。 垂直于鑄坯表面方向散熱最快，使樹枝晶平行于生長面而形成了柱狀晶。 (3)液相穴末端的加速凝固。 液相穴的固液交界面的樹枝晶被液體的強(qiáng)制對流折斷，枝晶片參與鋼液循環(huán)至鑄坯中部，一部分枝晶重新熔化，加速過熱度的消失，剩下的作為等軸晶的核心。這樣，生長的柱狀晶與沉積在液相穴底部糊狀區(qū)的等軸晶相連接，液心完全凝固構(gòu)成了連鑄坯低倍結(jié)構(gòu)。 2022/8/22 一般情況下，連鑄坯從邊緣到中心也是由激冷層、柱狀晶帶和錠心帶組成，與鋼錠無本質(zhì)區(qū)別 .但連鑄坯整個結(jié)構(gòu)比鋼錠致密，晶粒也要細(xì)一些 。 (1)激冷層。 鑄坯表皮由細(xì)小等軸晶組成，稱為激冷層。細(xì)小等軸晶帶寬度一般為 2～ 5 mm，它是在結(jié)晶器彎月面處冷卻速度最高的條件下形成的。其厚度主要決定于鋼水過熱度，澆注溫度越高，激冷層就越??；澆注溫度越低，激冷層就厚一些。 (2)柱狀晶區(qū)。 在鋼液定向傳熱得到發(fā)展的條件下，柱狀晶帶開始形成?？拷だ鋵拥闹鶢罹Ш芗?xì)，基本上不分叉。 (3)中心等軸晶區(qū)。 隨著凝固前沿的推移，凝固層和凝固前沿的溫度梯度逐漸減小，兩相區(qū)寬度不斷擴(kuò)大，鑄坯心部鋼水溫度降至液相線溫度后，大量等軸晶產(chǎn)生并迅速長大，形成無規(guī)則排列的等軸晶帶。中心區(qū)有可見的不致密的疏松和縮孔并伴隨有元素的偏析 (如硫、磷、碳和錳 )。與鋼錠比較，由于連鑄坯柱狀晶的發(fā)展，中心等軸晶區(qū)要窄得多，晶粒也細(xì)一些。 2022/8/22 凝固組織由三個區(qū)域組成：表面細(xì)等軸晶區(qū) (又稱激冷晶區(qū) )，柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)。 2022/8/22 二 . 連鑄坯凝固結(jié)構(gòu)的控制 從鋼的性能角度希望抑制柱狀晶生長而擴(kuò)大等軸晶區(qū) . 連鑄坯中柱狀晶區(qū)和等軸晶區(qū)的相對大小主要決定于澆注溫度。過熱度高，柱狀晶區(qū)就寬，但過熱度很低，在操作上有較大困難，易使水口凍結(jié)。 保持在一定過熱度澆注，為擴(kuò)大等軸晶區(qū)采取以下措施： (1)電磁攪拌技術(shù)。 (2)控制二冷區(qū)冷卻水量 。 二冷水量大，鑄坯表面溫度低，橫斷面溫度梯度大，有利于柱狀晶生長，而降低二冷水量可使柱狀晶區(qū)寬度減少，等軸晶區(qū)有所增加。因此減小二冷水量是抑制柱狀晶生長的一個積極因素。 (3)加入形核劑。 在結(jié)晶器內(nèi)加入形核劑，以增加結(jié)晶核心數(shù)量，擴(kuò)大等軸晶區(qū)。 對形核劑要求： 1)在鋼液溫度下為固體； 2)在鋼液溫度下不分解為元素而進(jìn)入鋼中； 3)不上浮而存在于凝固前沿； 4)形核劑盡可能與鋼水潤濕，晶格彼此接近，使形核劑與鋼液間有粘附作用。常用來作為形核劑的物質(zhì)有 Al2O Zr0 Ti0 V2 0 AlN、 ZrN等。 (4)結(jié)晶器加入微型冷卻劑。 如在結(jié)晶器內(nèi)加入鋼帶或微型鋼塊，以消除鋼水過熱度，使其迅速地在液相線溫度凝固。 2022/8/22 謝謝！
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1