铸模-铸锭界面气隙对综合界面换热系数的影响

发布时间：2025-06-28 02:31

　　铸锭冷却凝固过程中的界面传热非常复杂,铸模-铸锭界面上的界面换热系数是影响凝固过程的核心参数,它受到浇注温度、铸模预热温度、铸锭热物性参数和铸锭形状等多方面因素的影响。在凝固过程中,由于铸锭凝固收缩和铸模受热膨胀,两者界面之间会产生气隙。由于气隙的形成,铸模与铸锭间会产生热阻,成为影响界面换热系数因素的主要因素,然而,钢锭凝固过程的气隙形成机理以及气隙对界面换热系数的影响规律尚不清晰,这影响了对钢锭质量的控制,同时也影响了数值模拟方法研究钢锭凝固过程的精确度。因此,亟需对钢锭凝固过程的气隙形成过程、气隙对界面换热系数的影响规律进行系统的研究。本研究通过浇注温度为1550℃和1600℃条件下的热态浇铸与凝固实验,采用热电偶测温仪和高精度百分表测量仪分别测定了凝固过程中铸模和铸锭的温度和位移随时间的变化规律。以实验获得的铸模和铸锭温度数据作为已知条件,利用Pro CAST软件的反算模块对铸模-铸锭界面的综合界面换热系数进行了计算,得到了界面换热系数随时间、温度的变化规律。通过对实验结果的比较和分析,研究了气隙对综合界面换热系数的影响规律,同时对不同浇注温度下的界面换热系数进行了研究。通过对实...

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【部分图文】：

图2.1电渣重熔工艺原理

电渣重熔(ESR)是利用电流通过熔渣所产生的渣阻热作为热源重熔和精炼自耗电极,金属液滴通过渣池后汇聚成金属液,在水冷结晶器作用下自下到上顺序凝固成型的工艺。电渣重熔的基本原理如图2.1所示,自耗电极是通过转炉、电弧炉、感应炉和真空感应炉等熔炼设备经过连铸或模铸的方法制备的,然后通....

图2.2连铸工艺

连铸是使钢水连续地通过连铸机的结晶器、二冷区和空冷区变成固态钢坯(连铸坯),发生连续凝固的过程。与传统模铸相比,连铸坯简化了生产工序、实现了机械自动化生产、降低了能耗、增加了金属收得率等[7]。连铸工艺的原理如图2.2所示。钢水在连铸机形成铸坯需经过结晶器、水冷区和空冷区的冷却,....

图2.3模铸工艺

随着连铸工艺的进步,由连铸工艺生产的铸锭比例不断增加,但在小批量生产、特殊钢生产、特厚板生产,尤其是用在核电、水电、火电、风电用的大型钢锭生产有不可取代的作用。模铸是把金属或合金的原料熔化具有一定化学成分和温度的液体,然后在重力或外力作用下将其浇注到铸模型腔中,经过冷却凝固形成铸....

图2.4铸锭-中间层-铸模系统断面温度分布图

图2.1所示铸锭、铸模和铸模-铸锭界面之间中间层的温度分布图[17],其中中间层包括气体间隙、涂料层、氧化层等热阻力,由图可以看出,铸锭-中间层-铸模之间的系统中,大部分温度降低主要集中在中间层。钢锭模中铸锭与铸模之间的气体层就属于这种类型。这种情况下的传热特点是,铸锭截面上的温....

本文编号：4054281