表面鍍層及紋理對(duì)傳熱和凝固過(guò)程的影響.pdf

1、薄帶連鑄技術(shù)是冶金領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)前沿技術(shù)，其將連鑄與軋制聯(lián)系起來(lái)，簡(jiǎn)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(shí)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(shí)具有優(yōu)良的傳熱性能和較長(zhǎng)的使用壽命是薄帶連鑄實(shí)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(duì)傳熱情況和凝固過(guò)程的影響是十分必要的，其有利于控制薄帶連鑄過(guò)程和提高鑄帶

2、質(zhì)量。本文使用寶鋼研究院自主開(kāi)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(guò)程。實(shí)驗(yàn)方法為插入式基底埋設(shè)熱電偶內(nèi)表面測(cè)溫法。在制樣和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行了大量的優(yōu)化和創(chuàng)新，提高了實(shí)驗(yàn)的可模擬性和測(cè)量精度。實(shí)驗(yàn)根據(jù)測(cè)得的內(nèi)表面溫度歷史，求解導(dǎo)熱反問(wèn)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(cè)量的難度和精度要求，本文對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性與穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)選擇Ni電鍍鍍層和Co-Ni電鍍鍍層，研究了基體表面有

3、無(wú)鍍層、不同鍍層成分、不同鍍層厚度三種類(lèi)型因素對(duì)界面?zhèn)鳠岷湍踢^(guò)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(duì)平均熱流影響不顯著，對(duì)于凝固組織，可以提高其均勻性；鍍層成分變化對(duì)傳熱和凝固組織的影響不顯著；對(duì)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(shí)由于導(dǎo)熱不及時(shí)，可能導(dǎo)致凝固殼表面缺陷。實(shí)驗(yàn)選擇四種典型表面處理工藝，研究了基體表面不同類(lèi)型紋理對(duì)于界面?zhèn)鳠岷湍踢^(guò)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(huì)降低。表面粗糙度對(duì)平均熱流的影響不顯著。大粗糙度情況下，凝固殼表面會(huì)出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，影響鑄帶質(zhì)量；剛玉噴丸工藝會(huì)使基體表面嵌入殘余顆粒，但其可以提高了峰值熱流，且對(duì)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(dòng)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(guò)建模計(jì)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