表面鍍層及紋理對傳熱和凝固過程的影響.pdf

1、薄帶連鑄技術(shù)是冶金領(lǐng)域內(nèi)的一項前沿技術(shù)，其將連鑄與軋制聯(lián)系起來，簡化了從鋼水到熱卷的生產(chǎn)工序，鋼水被直接澆成2-5毫米厚度的薄帶鋼，實現(xiàn)鑄軋一體化，使鋼鐵生產(chǎn)流程更緊湊、更連續(xù)、更高效、更環(huán)保。結(jié)晶輥是薄帶連鑄工藝的核心部件，使其同時具有優(yōu)良的傳熱性能和較長的使用壽命是薄帶連鑄實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而增加表面鍍層和紋理是較為廣泛的解決方案。因此，研究表面鍍層及紋理對傳熱情況和凝固過程的影響是十分必要的，其有利于控制薄帶連鑄過程和提高鑄帶

2、質(zhì)量。本文使用寶鋼研究院自主開發(fā)的界面?zhèn)鳠崮M裝置模擬了鋼水在結(jié)晶輥表面的凝固過程。實驗方法為插入式基底埋設(shè)熱電偶內(nèi)表面測溫法。在制樣和實驗過程中進(jìn)行了大量的優(yōu)化和創(chuàng)新，提高了實驗的可模擬性和測量精度。實驗根據(jù)測得的內(nèi)表面溫度歷史，求解導(dǎo)熱反問題，得到鋼水與基體間的界面瞬態(tài)傳熱情況。鑒于界面熱流測量的難度和精度要求，本文對整個系統(tǒng)進(jìn)行測量系統(tǒng)分析，保證了測量數(shù)據(jù)的可靠性與穩(wěn)定性。實驗選擇Ni電鍍鍍層和Co-Ni電鍍鍍層，研究了基體表面有

3、無鍍層、不同鍍層成分、不同鍍層厚度三種類型因素對界面?zhèn)鳠岷湍踢^程的影響情況。結(jié)果表明：結(jié)晶輥表面鍍層可以降低峰值熱流，對平均熱流影響不顯著，對于凝固組織，可以提高其均勻性；鍍層成分變化對傳熱和凝固組織的影響不顯著；對于低碳鋼和304不銹鋼兩種鋼種，隨著鍍層厚度的增大，界面熱流都出現(xiàn)了加劇下降，但同時由于導(dǎo)熱不及時，可能導(dǎo)致凝固殼表面缺陷。實驗選擇四種典型表面處理工藝，研究了基體表面不同類型紋理對于界面?zhèn)鳠岷湍踢^程的影響情況。研究結(jié)果

4、表明：峰值熱流隨著表面粗糙度的增加而增加，但在較大的粗糙度下，反而會降低。表面粗糙度對平均熱流的影響不顯著。大粗糙度情況下，凝固殼表面會出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，影響鑄帶質(zhì)量；剛玉噴丸工藝會使基體表面嵌入殘余顆粒，但其可以提高了峰值熱流，且對凝固殼表面均勻性有利，因此剛玉噴丸工藝優(yōu)于鋼丸噴丸工藝；動力冷噴涂工藝生成的表面封閉凹坑紋理存在臨界半徑，經(jīng)過建模計算，當(dāng)凹坑半徑大于臨界半徑，則凝固殼表面易產(chǎn)生氣孔，影響鑄帶質(zhì)量，因此要選擇較小的凹坑尺寸，同