外文翻譯--在連鑄厚板的凝固坯殼中產(chǎn)生的應(yīng)變 中文版

1、<p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　外文翻譯</b></p><p>　　在連鑄厚板的凝固坯殼中產(chǎn)生的應(yīng)變</p><p>　　摘要：兩種尺寸的不穩(wěn)定熱變換模型被應(yīng)用到獲得表面溫度和在凝固過程中連鑄厚板的坯殼厚度上。以此為基礎(chǔ)，在固態(tài)和液態(tài)鋼的結(jié)合面的應(yīng)變數(shù)學(xué)模型被建立。通過這種模型在正

2、常和非正常操作條件下凝固中的坯殼應(yīng)變被獲得。結(jié)果證明，在正常操作條件下應(yīng)變是很小的，結(jié)合面斷裂不再發(fā)生。無論怎樣，當(dāng)滾隙的變化量在2mm以上時(shí)，由這種情況產(chǎn)生的應(yīng)變比由鼓出變形產(chǎn)生的應(yīng)變大。進(jìn)一步說，整個(gè)應(yīng)變超過臨界范圍時(shí)，結(jié)合面斷裂則產(chǎn)生了。所以，對于維持連鑄機(jī)的精煉狀態(tài)去避免結(jié)合面斷裂現(xiàn)象是很重要的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：結(jié)合面斷裂，應(yīng)變，鼓出應(yīng)變，矯直，板坯連鑄</p><p&g

3、t;<b>　　1．簡介</b></p><p>　　由于連續(xù)鑄鋼具有固有的低成本、高領(lǐng)域、操作靈活和獲得高質(zhì)量的鑄造產(chǎn)品的能力等許多優(yōu)勢。使連續(xù)鑄鋼過程在過去十年已經(jīng)被世界鋼鐵工業(yè)廣泛的采用。但是在近些年，隨著日漸增長的連鑄速度和錳含量的降低，與液體型芯降低技術(shù)，結(jié)合面斷裂現(xiàn)象已經(jīng)象20年前一樣再一次變成很值得重視、另人關(guān)注的問題。</p><p>　　要理解結(jié)合面

4、斷裂，要求了解厚板凝固坯殼中的應(yīng)變。很明顯，當(dāng)應(yīng)變超過臨界值時(shí)，結(jié)合面斷裂將產(chǎn)生。在連續(xù)鑄鋼過程中，應(yīng)變產(chǎn)生的原因包括有鼓出應(yīng)變、矯直、不成直線等。</p><p>　　熱變換和應(yīng)變模型在這篇文章中被應(yīng)用到在正常和非正常操作條件下厚板凝固坯殼中應(yīng)變的研究。</p><p><b>　　2．?dāng)?shù)學(xué)模型</b></p><p><b>　　

5、2．1熱變換模型</b></p><p>　　(1)控制平衡方程式</p><p>　　兩種尺寸不穩(wěn)定熱轉(zhuǎn)換現(xiàn)象能夠用以下部分不同的平衡方程工來表達(dá)。</p><p>　　其中λ是有效的熱量傳導(dǎo)率, ；T是溫度；Q是固體的潛在熱量，；是鋼的密度；C是特殊熱容量，；t是時(shí)間，s。</p><p><b>　　(2)初始條件

6、</b></p><p>　　t=0,T=1537</p><p><b>　　(3)邊界條件</b></p><p>　　(a)在模型[4]中的熱流動(dòng)密度：</p><p>　　(b)在二次冷卻區(qū)域的熱轉(zhuǎn)換系數(shù)[4]：</p><p>　　在其中，w是冷卻水的流動(dòng)速度，厚板的表面溫度

7、，。</p><p>　　(c)在發(fā)熱區(qū)域的熱轉(zhuǎn)換系數(shù)</p><p>　　在其中，是Stefan—Boltzman常量，用，；是厚板的blaclness為0.8；是周圍環(huán)境的溫度，。</p><p>　　(4)熱轉(zhuǎn)換模型的核實(shí)</p><p>　　厚板的表面溫度由北京科技大學(xué)的工程師Metal—Lurgical設(shè)計(jì)的線外線不接觸的pyrom

8、eter來度量，它能通過分析在估算溫度和測量溫度間的差值來揭示熱轉(zhuǎn)換模型的精確程度。</p><p><b>　　2．2應(yīng)變模型</b></p><p><b>　　(1)鼓出應(yīng)變 </b></p><p>　　(a)鼓出量 。根據(jù)參考[6，7]研究，平衡方程(5)是最有效最容易的一種估算鼓出量的方程。在方程中，這樣假定被

9、具體化，簡單的彎曲理論是可應(yīng)用的，在兩個(gè)相鄰滾之間，鐵的靜態(tài)壓力和坯殼厚度是常數(shù)。</p><p>　　在其中P是鐵靜態(tài)壓力，Pa；ι是輥的節(jié)距，mm；S是坯殼厚度，mm；是厚板的變形系數(shù)；是的修正系數(shù)，通常，；是新的modulus的修正，，MPa; 是鐵的凝固溫度，K；Tm是坯殼的平均溫度，是，K；是表面溫度，K；t是時(shí)間，min；v是連鑄速度，m/min。</p><p>　　(b)鼓

10、出應(yīng)變。 鼓出應(yīng)變由Hiromu Fujii[8]提出的平衡方程式(6)估算</p><p>　　在其中，S是坯殼的厚度，mm；是鼓出量，mm；是輥節(jié)距，mm。</p><p><b>　　(2) 不彎曲應(yīng)變</b></p><p>　　M．設(shè)計(jì)者[9]提出不彎曲應(yīng)變能夠通過假設(shè)位于strand中心的單獨(dú)的中性軸，通過平衡方程式(7)來估算出來

11、。</p><p>　　在其中，和是矯直半徑，mm;d是坯殼厚度，mm。</p><p><b>　　(3)不對齊應(yīng)變 </b></p><p>　　根據(jù)B.Barber[10]的研究，不成直線應(yīng)變能通過假定在三個(gè)相鄰輥中的中間輥的變化量為 的平衡方程式(8)來估算。</p><p>　　在其中，是輥徑，mm。</

12、p><p><b>　　(4)整個(gè)應(yīng)變 </b></p><p>　　假定把以上應(yīng)變線性相加起來，整個(gè)應(yīng)變通過平衡式(9)來估算。</p><p><b>　　(5)臨界應(yīng)變</b></p><p>　　H.Hiebler已經(jīng)給出在臨界應(yīng)變與等價(jià)碳之間的關(guān)系，用圖1表示。等價(jià)碳能通過以下平衡方程式[3]

13、來估算出來：</p><p>　　圖1 臨界應(yīng)變與等價(jià)碳之間的關(guān)系</p><p>　　(6)在正常和非正常操作條件下，連續(xù)鑄鋼厚板檢驗(yàn)通過硫磺印跡去檢驗(yàn)結(jié)合面斷裂的發(fā)生來證明應(yīng)變模型的真實(shí)性。</p><p><b>　　3．操作參數(shù)</b></p><p>　　厚板尺寸是1300mm×230mm。當(dāng)連鑄速度

14、是1.2m/min時(shí)，二次冷卻強(qiáng)度是1.0L/Kg。鋼的化學(xué)組成被列在表1中，矯直系統(tǒng)參數(shù)在表2中。</p><p>　　這種連續(xù)鑄鋼機(jī)的輥隙是在線測量被表示在圖2中。它建議在非正常操作條件下，輥縫變量在1.1和3.2mm中的No.2部分，在No.3到No.11段變化從-0.6到0.9mm。從N12段開始，輥縫的變化量是正的，變化從0.5到3.6mm。然而，在正常操作條件下，充許的輥隙變化在0.5mm以內(nèi)，所以用

15、輥縫的變化量去估算不成直線應(yīng)變。</p><p>　　表1 鋼的化學(xué)成分組成 </p><p>　　表2 矯直系統(tǒng)的參數(shù) </p><p>　　輥號 彎月形距離/m 矯直的半徑/mm</p><p><b>　　4.結(jié)果和討論</b></p

16、><p>　　4．1表面溫度和坯殼厚度 </p><p>　　表面溫度估算和測量與連續(xù)鑄鋼厚板的坯殼厚度一起被顯示在圖3中，它提出在13.9,17.6,19.6和25.7四個(gè)位置測量一個(gè)值與估算溫度之間的差值，遠(yuǎn)離彎月形各自是20，11，28和22，相應(yīng)的差值是2.1%,1.2%,2.9%和2.4%。所以，它能被推論出，熱轉(zhuǎn)換模型足夠精確的去提供可靠的表面溫度和厚板的坯殼厚度數(shù)據(jù)。</

17、p><p>　　圖2 連鑄機(jī)的輥縫 圖3彎月形的距離</p><p><b>　　4．2臨界應(yīng)變</b></p><p>　　根據(jù)鋼中的化學(xué)成分組成，等值碳和Mn與S的整個(gè)比率是0.148和20。臨界應(yīng)變應(yīng)該是0.5%。</p><p>　　4．3在凝固坯殼中的應(yīng)變</p>

18、<p>　　在液態(tài)鋼和固態(tài)鋼的結(jié)合面，當(dāng)輥縫變化量是0.5mm時(shí),鼓出應(yīng)變，矯直與不成直線，臨界的和整個(gè)應(yīng)變被顯示在圖4上。</p><p>　　圖4 在固態(tài)和液態(tài)的結(jié)合面上應(yīng)變的分配</p><p>　　它提出，鼓出應(yīng)變沿著連鑄方向而增加，但帶有相同輥節(jié)距這段是降低的。在No.1段中，由于表面溫度和坯殼厚度變化很小，鐵靜態(tài)壓力與輥距是主要影響因素。所以，鼓出應(yīng)變提高。從No.

19、2段開始，鐵的靜態(tài)壓力和表面溫度在帶有相同輥距這段變化非常小。所以，鼓出應(yīng)變隨著坯殼厚度的增加而減小。因此，當(dāng)輥距突然增加時(shí)，鼓出應(yīng)變也突然增加。</p><p>　　它提出，發(fā)生在矯直區(qū)域的矯直應(yīng)變大約是0．055%，僅僅是鼓出應(yīng)變的15%—20%。</p><p>　　當(dāng)輥縫的變化量是0.5mm時(shí),不成直線應(yīng)變的變化平穩(wěn)。它的值大概是0.1%,是鼓出應(yīng)變的35%—40%。整個(gè)應(yīng)變的最大

20、值是0.38%，比臨界應(yīng)變要小，所以結(jié)合面斷裂將不會(huì)發(fā)生。</p><p>　　當(dāng)輥縫的變化量是2.0mm時(shí)，在液態(tài)和固態(tài)的結(jié)合面處鼓出、矯直、不成直線、臨界和整個(gè)應(yīng)變被顯示在圖5中。</p><p>　　圖5 在固態(tài)和液態(tài)的結(jié)合面上應(yīng)變的分配 </p><p>　　它提出，不成直線應(yīng)變的變化不同于圖4顯示的。在N0.1階段，坯殼厚度變化很小，所以不成一直線應(yīng)變隨著

21、輥距增加而降低。從N0.2階段上，坯殼厚度明顯的提高了，節(jié)距變化非常小，所以不成一直線應(yīng)變增加。但當(dāng)輥距突然提高時(shí)，不成一直線應(yīng)變突然降低。</p><p>　　它也建議，不成一直線應(yīng)變的變化量在0.3%和0.4%之間，大于鼓出應(yīng)變。從No.2階段上，整個(gè)應(yīng)變超過臨界值，結(jié)合面斷裂可能發(fā)生。</p><p>　　4．4硫磺印跡測試的結(jié)果</p><p>　　在正常和

22、非正常條件下，硫磺印跡測試的結(jié)果是被顯示在圖6中。這提出，結(jié)合面斷裂現(xiàn)象與應(yīng)變模型的結(jié)果非常的一致。所以能推論出，應(yīng)變模型對于測厚板的質(zhì)量和提供維持連鑄機(jī)的依據(jù)是很有價(jià)值的。</p><p>　　圖6 厚板的硫磺印跡照片，(a)是正常條件下(b)非正常條件下</p><p><b>　　5結(jié)論</b></p><p>　　一種精確的熱轉(zhuǎn)換模型被

23、建立，被測量數(shù)據(jù)所證實(shí)，它能為應(yīng)變模型提供可靠的數(shù)據(jù)。</p><p>　　應(yīng)變模型被應(yīng)用在估算液態(tài)和固態(tài)鋼結(jié)合面處的鼓出、矯直、不成一直線、臨界和整個(gè)應(yīng)變。</p><p>　　在正常條件下，整個(gè)應(yīng)變是很小，結(jié)合面斷裂不再發(fā)生。但當(dāng)輥縫的變化量超過2mm時(shí)，結(jié)合面斷裂則被導(dǎo)致。</p><p>　　硫磺印跡測試的結(jié)果證明應(yīng)變模型是十分精確的。</p>