外文翻譯-實(shí)驗(yàn)研究噴嘴噴水冷卻熱鋼板時(shí)表面活性劑對(duì)增強(qiáng)冷卻的效應(yīng)201303

1、1實(shí)驗(yàn)研究噴水冷卻熱鋼板時(shí)表面活性劑對(duì)增強(qiáng)冷卻的效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究噴水冷卻熱鋼板時(shí)表面活性劑對(duì)增強(qiáng)冷卻的效應(yīng)SoumyaS.MohapatraSatyaV.RavikumarAnkurVerma關(guān)鍵詞：噴射水流、表面活性劑、對(duì)流、超快冷卻一、一、簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介最近二十年，高品質(zhì)鋼板的需求量不斷增高?，F(xiàn)如今在大型石油管道和大廈的建設(shè)中經(jīng)常使用現(xiàn)代鋼。在這類(lèi)應(yīng)用中對(duì)所使用鋼材主要的性能要求是較高的拉伸強(qiáng)度和適中的硬度。這些特性直接與最終投付使用的鋼材的

2、機(jī)械性能和微觀組織結(jié)構(gòu)相關(guān)。制造的鋼材的最終機(jī)械性能形成在軋機(jī)的輸出輥道上。鋼的相變發(fā)生在冷卻過(guò)程中，同時(shí)形成鋼的最終機(jī)械性能。關(guān)于輸出輥道的冷卻功能，有很多相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。常規(guī)的層狀水射流冷卻系統(tǒng)一般都裝有一個(gè)熱軋帶鋼軋機(jī)輸出輥道。在層流冷卻過(guò)程中，冷卻水依靠重力作用以恒定的速度從水箱流出，通過(guò)一組虹吸管作用于熱軋鋼帶。這樣所得的水沖擊壓力等同于它從靜水龍頭那里流出時(shí)的壓力，通常都很低。由于層流冷卻情況下水沖擊壓力較低，觀察到的

3、冷卻速率比較慢。因此，層流冷卻不能用于快速淬冷操作。所以，對(duì)高冷卻速率的要求是超快冷卻技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力。為了克服層流冷卻在這方面的缺陷，許多研究人員研究了提高熱軋帶鋼在軋機(jī)輸出輥道上的冷卻速率。因?yàn)楦呃鋮s速率可以促進(jìn)鋼內(nèi)部進(jìn)行合理相變，這點(diǎn)反過(guò)來(lái)又提高了鋼的機(jī)械性能，例如拉伸強(qiáng)度。文獻(xiàn)[6]中提出了一種新的冷卻技術(shù)，這種技術(shù)可以80℃s的速率進(jìn)行冷卻，相比之下層流噴水的冷卻速率僅為30℃s。這種新技術(shù)被稱(chēng)為超快冷卻技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，超

4、快冷卻技術(shù)要實(shí)現(xiàn)板厚（單位為mm）和冷卻速率乘積大于800的目標(biāo)。除了在熱軋機(jī)輸出輥道上進(jìn)行層流冷卻，他們還提出了兩種不同的冷卻方式。在第一個(gè)策略方案中，超快冷卻在最后一架精軋機(jī)后（軋件溫度900℃）進(jìn)行，之后在進(jìn)入地下卷取機(jī)前進(jìn)行層流冷卻。這被稱(chēng)為“前期超快冷卻”。在第二個(gè)方案中，在鋼處于高溫狀態(tài)下先進(jìn)行層流冷卻，之后在進(jìn)入地下卷曲機(jī)前進(jìn)行超快冷卻。這一冷卻方案稱(chēng)為“后期超快冷卻”。可以根據(jù)不同的冶金要求，從這兩種方案之中選擇一種。盧

5、卡斯等人[7]研究了后期超快冷卻對(duì)鋼的抗拉強(qiáng)度和微結(jié)構(gòu)的影響。Cho等人[8]對(duì)超快冷卻的熱鋼3增強(qiáng)中央強(qiáng)制對(duì)流區(qū)的冷卻效果。但是在公開(kāi)的研究信息中無(wú)法準(zhǔn)確得知關(guān)于表面活性劑加水射流冷卻的信息。因此目前的工作是關(guān)于高表面溫度和表面活性劑加水射流的實(shí)驗(yàn)研究。在目前的工作中，為了觀察在高初始表面溫度的熱鋼淬火過(guò)程中，溶解在水射流中的表面活性劑的作用，熱鋼板AISI304采用循環(huán)水射流無(wú)表面活性劑方式冷卻。鋼板初始溫度定在900℃，以確定其適

6、用于超快制冷。實(shí)驗(yàn)中會(huì)加入不同濃度的表面活性劑。溫度時(shí)間關(guān)系由嵌入鋼板內(nèi)的熱電偶記錄下來(lái)，通過(guò)使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的逆熱傳導(dǎo)方程[24、25]，計(jì)算出表面熱通量。二、二、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)裝置示意圖見(jiàn)圖1。一個(gè)單一的周期性噴水龍頭被放置在待冷卻板中心200mm高的位置。噴水龍頭連接著一個(gè)供水系統(tǒng)。水流速率通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在流量調(diào)節(jié)閥的幫助下固定為一個(gè)特定值。實(shí)驗(yàn)材料為厚6mm、寬100mm的熱鋼板，在加熱爐中加熱至1050℃。三個(gè)熱電偶插在鋼板