关于钢铁在连续铸造期间金属铸件的传递系数的分析.docVIP

关于钢铁在连续铸造期间金属铸件的传递系数的分析 铸件的热传递系数是由逆行方式决定，而且与加工环境和钢的碳当量有关。实验数据是通过安置在铸件上合适的位置的热电偶测量在连续铸造机械中的铸件的温度获得的，温度和先前通过数控模具模拟的固化和热传递过程的模件相比较。结果是，数据模具计算出在经过加热铸造的金属分界面带有不同工艺参数的热传递系数。这个结论使对于分界面金属热传递系数的计算的表达式的决定成为可能。这些热传递系数包括钢的等级、铸件表面、铸造速度、铸件的斜度、铸件断面和不同工艺参数的浇注温度的影响。 关键字:连续铸造、热传递系数、数字模具、钢的固化 简述 为了理解热传递系数，知道从金属到冷却流体的过程中热传递是如何发生是很重要的，对于热热传递的全面分析，必须先分析每个热传递结构的相关影响，在这个方面，包括液态和固态金属、润滑剂，在金属分界面的气隙以及铸件壁和冷却流体都可认为是由于温度的变化而来的。沿着铸件壁形成固态金属层可视为增加的阻止热量流出的障碍物，也就是说，这是一种可以增加固态层在控制全部液体的热量方面的影响热阻，然而，在这个系统中，铸件壁并不是一个重要的控制热量的热阻，因为，除了壁厚的光度的要求，铸件的材料，一般是铜和它的合金，由于它们的高导热性所以有很高的传递热量的能力。 对于金属和铸件之间的热联系，可以从三个地方观察到，一是从凸凹面到被铸粉层把液态金属和铸件分离开的凝固的初始点，第二是固态金属间有很好的热联系，第三是有液态金属在固液分界层产生钢铁水静压力的铸件壁，此外，它的行为对铸件的表面质量有重要影响，在第三点，也可以认为是一种物理分层或者是在金属铸件间形成明显的气隙，使热量传递比较困难，分离能根据刚的化学结构和它内部的戴表粘附和松缩趋势的铁素体而变化。 钢的固化的开始伴随着铁素体δ或者奥氏体γ生成，对于碳钢而言，包晶反应L+δ=γ发生在碳含量在0.09%到0.53%之间的时候，它的反应强度可以通过添加负责奥氏体形成的C、N、Ni、Mn、Cu元素获得，由于铁素体δ和奥氏体γ热物理特性的不同，包晶反应会产生不良现象，比如说加压、容积变化、隔离和固体沉淀，如图1所示的铁素体δ先形成的包晶反应，是由于L+δ=γ反应产生的奥氏体γ的压缩。 为了理解在包晶反应过程中热量的变化进行了一些研究，Singh和Blazek分析在模具的单位重量的碳含量中热量的变化。在碳浓度在0到0.01%时，热量变化最小，随着浓度的变化，热量变化不断增加，当浓度达到0.25%时，浓度再增加，热量的变化保持恒定不变。这种行为被发生在含有0.10%碳的钢的凝固和冷却时的过度的收缩解释，这直接影响着外形和热阻。Grill和Brimacombe在δ→γ反应阶段提出了一个机制来解释热量的变化，他们把碳含量为0.10%的钢和其他含高浓度碳的钢相比较，并且发现在体积收缩0.38%时前者的反应比后者更激烈，其中忽视通过铸壁发生的热量变化。Suzuki发现了相似的结果。 在钢的凝固过程中，有包晶转变 L+δ=γ造成的体积变化的强度使得连铸过程中钢绞线倾向于大萧条和模具墙上贴。为更好地理解这种行为，Wolf 开发一些简单的技巧来估计中碳与合金铸钢开裂或表面缺陷的可能性。该方法涉及的碳FP和低合金钢，FP代表铁素体δ目前在凝固过程中的比例。这一概念概述了缩小或扩大模具内凝固过程中钢的倾向。对于碳或低合金钢，FP 是由方程(1)FP=2.5（0.5-%Ceq） 图一 若FP1.0，表明是钢是指示性的充分铁素体结构；若FP0.0，表明钢是一个完全奥氏体结构；若0.0FP1.0，被定义在包晶反应范围内，钢是δ和γ的混合。对于钢的形成降低的趋势（A类钢），FP的值在0.85和1.05之间，然而，对于那些存在粘附于模具墙的趋势（B类钢），FP1.05或者FP0.85。 在这项工作中采用一种基于逆热传导问题解决方案的建议的方法确定传热系数hi沿金属模具/界面。此方法涉及实验获得的热电偶放在模具墙上的已知位置的温度的测量。这些温度与模拟的数值模型的凝固和热传输， 与Spim 和 Garcia曾研究过 的配置文件进行比较。 这项工作专门介绍了下列活动： （ⅰ）一种基于热传导逆问题 （IHCP）方法来确定金属/模具传热系数的解决方案的进展。 （ii） 钢凝固过程的计算机模拟研究进展。 （iii）模具温度的数学分析了钢绞线和模具之间界面传热系数计算。 （ⅳ）关于过程参数[浇注温度，铸造速度 (CS)，] ，钢职系和模具模具传热上的几何 （锥，模具面）的影响的分析 （ⅴ） (3) 其中ρ表示密度，c表示比热，k表示热导性， 是冷却速度，T 表示温度，表示内部热代相变化造成的影响。 根据有限差分法近似公式，我们可以获得(4) 其中i表示在x轴上元素的位置，n和n+1表示在