連鑄工藝、設(shè)備-03連鑄坯凝固與傳熱-在線瀏覽
2025-04-05 15:30本頁面
【正文】 密度。 良好穩(wěn)定的彎月面可確保初生坯殼的表面質(zhì)量和坯殼的均勻性。 帶有夾渣的坯殼是薄弱部位，易發(fā)生漏鋼。在該區(qū)域坯殼以傳導(dǎo)傳熱的方式將熱量傳輸給銅壁，愈往接觸區(qū)的下部，坯殼也愈厚。 由于氣隙的熱阻很大，氣隙的形成使坯殼向銅壁的傳熱迅速減少，離開銅壁的坯殼回?zé)嵘郎?，甚至凝固前沿部分初生坯殼重新熔化? ? ?結(jié)晶器角部區(qū)域，由于是二維傳熱，最先形成坯殼，收縮力大，隨后形成的氣隙也最大。所以初生坯殼形成后，角部區(qū)域地方傳熱變得比邊部更差， 角部成了坯殼最薄弱的部位。只有當(dāng)坯殼厚度達(dá)到足以抵抗鋼液靜壓力的作用時(shí)，氣隙才能穩(wěn)定存在。 減輕彎月面區(qū)坯殼過度收縮、減少凹陷的形成的措施 ，以降低局部熱流，延緩彎月面附近坯殼生長 （如不銹鋼）組成復(fù)合熱頂結(jié)晶器； ； ，如減小結(jié)晶器液面波動(dòng)、結(jié)晶器液渣層穩(wěn)定等。 vlktke ???鑄坯表面組織的形成： ａ — 坯殼與銅壁緊密接觸；ｂ — 坯殼產(chǎn)生氣隙 促進(jìn)結(jié)晶器坯殼均勻生長的操作注意事項(xiàng) ⑴低的澆注溫度； ⑵水口注流與結(jié)晶器斷面嚴(yán)格對中； ⑶結(jié)晶器冷卻水縫中水流均勻分布； ⑷合理的結(jié)晶器倒錐度； ⑸結(jié)晶器液面的穩(wěn)定性； ⑹防止結(jié)晶器變形； ⑺坯殼與結(jié)晶器壁之間均勻的保護(hù)渣膜。 ?結(jié)晶器內(nèi)鋼水熱量傳給冷卻水的總熱阻可表示為： ?式中 h— 總的傳熱系數(shù)； hl— 鋼水與坯殼的對流傳熱系數(shù)，估算 hl＝ 1W∕cm 2〃℃ ； em— 凝固坯殼厚度。它取決于坯殼與銅壁的接觸狀態(tài)，若形成了氣隙，熱阻顯著增大。研究表明，當(dāng)水流速達(dá) 6m∕s 時(shí)，傳熱系數(shù) hw＝ 4 W∕cm 2〃℃ ； ?可見， 最大的熱阻是來自于坯殼與結(jié)晶器壁之間的氣隙。因此坯殼的生長決定于氣隙形成動(dòng)力學(xué)，而氣隙的大小是決定于坯殼的收縮和坯殼抵抗鋼水鼓脹的能力。 ?結(jié)晶器傳熱示意圖： 結(jié)晶器橫向氣隙的形成： 1— 冷卻水； 2— 結(jié)晶器； 3— 氣隙； 4— 渣膜； 5— 坯殼； 6— 鋼液； 7— 保護(hù)渣 ⑴結(jié)晶器設(shè)計(jì)參數(shù)對傳熱的影響 ?結(jié)晶器熱量傳遞過程中，氣隙熱阻最大，占總熱阻的 70～ 90%.結(jié)晶器設(shè)計(jì)為上大下小具有 合適的倒錐度，可以減小下部氣隙厚度，改善傳熱。結(jié)晶器斷面尺寸的減小量應(yīng)不大于鑄坯的線收縮量。通常為 700～ 900mm。方坯結(jié)晶器銅壁厚度在 8～ 15mm范圍，熱流變化很小，板坯結(jié)晶器銅壁厚度由 40mm減薄到 20mm時(shí)，熱流僅增加 10％。特殊情況時(shí)，最高處可達(dá)500℃ 。純銅導(dǎo)熱性最好，但彈性極限低，易產(chǎn)生也就變形。 這些合金高溫下抗磨損能力強(qiáng)，使結(jié)晶器壁壽命比純銅高幾倍。冷卻水應(yīng)保證迅速地將鋼水凝固所放出的熱量帶走，使銅壁冷面上沒有熱的積累。 ： 銅壁局部區(qū)域處于高溫狀態(tài)，靠近銅壁表面過熱的水層中，有水生成蒸汽并產(chǎn)生沸騰。 ： ? 溫度超過某一極限值時(shí)，靠近銅壁表面的水形成蒸汽膜，熱阻增大，熱流減小，導(dǎo)致銅壁表面溫度升高，造成結(jié)晶器損壞。 ?結(jié)晶器水流速一般在 6～ 12m∕s 范圍，進(jìn)出水溫差應(yīng)控制在 5～ 6℃ ，不大于 10℃ 。 ?水垢沉積在銅壁表面形成絕熱層，增加熱阻，熱流下降，導(dǎo)致銅壁溫度升高，加速了水的沸騰。要求其總鹽含量 ≯ 400mg∕l ，硫酸鹽 ≯ 150 mg∕l ，氯化物 ≯ 50mg∕l ，硅酸鹽≯ 40mg∕l ，懸浮質(zhì)點(diǎn)＜ 50mg∕l ，質(zhì)點(diǎn)尺寸 ≯ ，碳酸鹽硬度 ≯ 1～ 2176。 ?結(jié)晶器潤滑可以減小拉坯阻力，并可由于潤滑劑充滿氣隙而改善傳熱。油在高溫下裂化分解為 C— H化合物。采用保護(hù)澆注時(shí)，保護(hù)渣加在結(jié)晶器鋼液面上，形成液渣層，結(jié)晶器振動(dòng)時(shí)，在彎月面處液渣被帶入氣隙中，坯殼表面形成均勻的渣膜，既起潤滑作用，又由于填充氣隙而改善傳熱。渣膜厚度是渣粘度和拉速的函數(shù)： ?式中 e — 渣膜厚度， mm ? η — 渣粘度， Pa )( smgVe??????當(dāng)拉速一定時(shí)渣膜厚度主要決定于渣粘度。 在這兩種情況下，測得的熱流不穩(wěn)定。如果 ηv2值太高或太低，也就是渣膜不穩(wěn)定。 ?為了改善結(jié)晶器潤滑和傳熱，保護(hù)渣應(yīng)滿足： ，液渣層應(yīng)保持一定的厚度和均勻性； ； 。但是單位鋼水質(zhì)量從結(jié)晶器導(dǎo)出的熱量減少，致使坯殼減薄，因此選擇最佳拉速時(shí)，應(yīng)既保證結(jié)晶器出口處坯殼厚度，又能充分發(fā)揮鑄機(jī)的生產(chǎn)能力
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