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1、保護(hù)渣渣膜傳熱和潤(rùn)滑性能是影響鑄坯表面質(zhì)量的重要因素,大量實(shí)踐表明保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)的傳熱和潤(rùn)滑特性與渣膜結(jié)構(gòu)有關(guān),結(jié)晶特性是其重要影響因素。電磁冶金已成熟應(yīng)用于連鑄生產(chǎn)工藝,其對(duì)于提高鑄坯質(zhì)量及擴(kuò)大連鑄品種都有著重要的作用。對(duì)于高溫條件下保護(hù)渣呈現(xiàn)離子狀態(tài)、具有一定的導(dǎo)電性,在磁場(chǎng)作用下,可能會(huì)受到磁場(chǎng)的力效應(yīng)、磁能效應(yīng)、熱效應(yīng)的影響,使保護(hù)渣的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,進(jìn)而影響保護(hù)渣的結(jié)晶特性和傳熱性能。目前,研究者對(duì)保護(hù)渣結(jié)晶特性及傳熱性能
2、已做了大量的研究,然而都沒有考慮磁場(chǎng)對(duì)渣膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。本文針對(duì)磁場(chǎng)對(duì)保護(hù)渣結(jié)晶特性及傳熱性能的影響,實(shí)驗(yàn)研究了不同磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)保護(hù)渣渣膜的結(jié)晶特性(結(jié)晶礦相、結(jié)晶率、晶體尺寸)的影響,結(jié)合數(shù)值模擬分析,分析了磁場(chǎng)作用下保護(hù)渣渣膜溫度場(chǎng)的變化,研究了磁場(chǎng)對(duì)保護(hù)渣結(jié)晶和傳熱的影響。通過研究,得到如下結(jié)論:
①實(shí)驗(yàn)條件下,磁場(chǎng)未改變保護(hù)渣析晶礦相的種類,析出物相主要為鎂黃長(zhǎng)石、鈣鋁黃長(zhǎng)石、槍晶石、輝石;隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大,保
3、護(hù)渣結(jié)晶率增加,晶粒尺寸變大。磁感應(yīng)強(qiáng)度從0 mT增加到60 mT時(shí),保護(hù)渣膜的結(jié)晶率的相對(duì)增加量約31%-59%,晶粒尺寸增加約12-17μm。
?、跀?shù)值模擬分析得出,隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加,渣膜外側(cè)溫度降低,渣膜內(nèi)溫度梯度增大,其影響程度會(huì)隨著結(jié)晶器長(zhǎng)度的增加而增強(qiáng)。結(jié)晶器長(zhǎng)度為750mm時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度由0 mT增加到60 mT,渣膜最低溫度由730 K降低到578 K,相差152K,溫度梯度由332 K/mm增加到384 K
4、/mm,相差52 K/mm。
?、塾捎诖艌?chǎng)對(duì)物質(zhì)的磁化作用,降低了形核所需吉布斯自由能,晶熱力學(xué)條件得以改善;當(dāng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為60mT時(shí),鎂黃長(zhǎng)石、鈣鋁黃長(zhǎng)石、槍晶石,輝石形核時(shí)體系自由能分別降低了2047 J/Kg、962 J/Kg、789 J/Kg、499 J/Kg。磁場(chǎng)還會(huì)促進(jìn)熔渣離子定向遷移,動(dòng)力學(xué)上有利于晶體長(zhǎng)大;當(dāng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為60mT時(shí),鎂黃長(zhǎng)石、鈣鋁黃長(zhǎng)石、槍晶石、輝石所受到的磁場(chǎng)力分別為246 N/Kg、116
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