【摘要】：論文根據(jù)當前保溫冒口在絕熱保溫材料研發(fā)空間相對狹小的背景下,提出利用中空氣隙保溫冒口進一步提升冒口保溫性能課題。利用空氣在高溫下具有良好絕熱效果而且獲取簡易等特點,采用Solid Works設計中空氣隙保溫冒口,該冒口內(nèi)所具有的中空結(jié)構(gòu)可以有效減少冒口模壁間熱量傳遞,同時建立采用該冒口的鋼錠傳熱數(shù)學模型,利用Pro CAST軟件分別計算氣隙寬度為0mm、10mm、25mm、30mm、40mm中空氣隙保溫冒口傳熱及其對鋼錠凝固過程的影響。結(jié)果表明中空氣隙保溫冒口的保溫性能優(yōu)于傳統(tǒng)保溫冒口。在此基礎上計算分析得出氣隙寬度在25mm時中空氣隙保溫冒口對鋼錠冒口處的保溫性能最佳,從而可以確定優(yōu)化后中空冒口內(nèi)的氣隙寬度為25mm。以25mm為單位分別在冒口氣隙內(nèi)插入不同數(shù)量且厚度為1mm低黑度板形成雙層和多層中空氣隙,利用熱屏蔽4次方原理計算的得出插板后冒口明顯提高熱阻效果從而降低輻射熱量,使得平均熱流密度顯著降低。實現(xiàn)由單層到多層中空氣隙保溫冒口在保溫效果上的進一步提升,同時計算結(jié)果進一步證明隨插入低黑度板數(shù)量增加冒口保溫性能也隨之增加。根據(jù)插入一張低黑度板后形成雙層中空氣隙保溫冒口的保溫優(yōu)勢,對冒口高度進行優(yōu)化,以提升鋼錠收得率。并分別計算冒口高度為350mm、340mm、330mm、320mm、310mm、300mm對鋼錠凝固過程的保溫效果。結(jié)果表明11t鋼錠采用插入一張低黑度板不同高度中空氣隙保溫冒口后,隨冒口高度降低補縮后縮孔加深,但仍然具有良好的收得率和較小的內(nèi)部縮松尺寸。即可將冒口高度由350mm將至300mm,從而提高鋼錠收得率1.92%。
【圖文】：

熱導率進行等效；（2） 不考慮液相金屬內(nèi)的對流傳熱、質(zhì)量傳輸、能量傳輸現(xiàn)象。（3） 凝固過程對固熔體內(nèi)的過冷現(xiàn)象以及溶質(zhì)遷移現(xiàn)象忽略不計，設定發(fā)生于液相溫度一下；（4） 將寬度方向的傳熱忽略，簡化成一維傳熱；凝固能量守恒方程：λ + + + = （3.3）式中：λ 導熱系數(shù)，W/(m ℃)-1；ρ鑄件固相密度，kg/m3；pC 鑄件固相J/(kg ℃)-1；Q內(nèi)部熱源熱量，J；T溫度，℃；t時間，，s；x, y, z為坐標上的任意3.2 幾何模型本研究利用 SolidWorks 3D 模型制作軟件，根據(jù)工藝設計需求建立 3D 實體共計 7 個部件，表 3.1，表 3.2，圖 3.1：

圖 3.2 100Cr6 固相率函數(shù)曲線ig.3.2 100Cr6 solid phase rate of function curve位溫度梯度下通過單位傳熱面積的熱系數(shù)是反應其導熱能力大小的度量，是型的過程中，了解其熱物性參數(shù)尤其是Cr6 導熱系數(shù)的函數(shù)曲線如圖 3.3 所示。llκκf κfκfκfααδδγγ= +++占分率，分率分率
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG244.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊俊芬;李淵;彭奕亮;;Q690高強鋼管焊接殘余應力數(shù)值模擬[J];工程力學;2014年10期

2 蘭鵬;李鵬善;劉春秀;張家泉;張瑞天;;基于凝固數(shù)值模擬的13t扁錠結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化[J];中國冶金;2014年10期

3 黃斐;趙鴻金;邱高曄;張璇;張迎暉;;等邊角鋼熱軋過程模擬與腿長問題分析[J];熱加工工藝;2014年17期

4 王園園;陳拂曉;陳學文;沈丙振;王觀民;;大型支承輥鋼錠數(shù)值模擬分析[J];鑄造技術(shù);2013年10期

5 曾春燕;劉艷改;徐友果;房明浩;黃朝暉;;保溫時間對合成輕質(zhì)耐高溫六鋁酸鈣材料性能的影響[J];人工晶體學報;2013年06期

6 敖廣武;沈明鋼;張振山;李寶亮;;中空側(cè)壁保溫定向凝固過程溫度場數(shù)值模擬[J];鑄造技術(shù);2012年12期

7 牟俊東;劉國慶;姜新友;;鋁活塞低壓鑄造用鈦酸鋁與無機聚合物復合冒口的研制[J];鑄造技術(shù);2012年02期

8 魏鑫燕;朱榮;林騰昌;;大鋼錠凝固過程的數(shù)值模擬研究[J];鑄造技術(shù);2011年11期

9 馬薇;趙建華;宋剛;;冒口保溫條件對大型鋼錠凝固過程影響的數(shù)值模擬[J];熱加工工藝;2011年21期

10 許諾;黎雅茹;劉建紅;田濤;張亞才;;冒口保溫性能的數(shù)值模擬計算[J];大型鑄鍛件;2011年05期

相關(guān)會議論文 前1條

1 袁軍;曾禮;;重力鑄造鋁合金輪轂冒口保溫性能對補縮效果的影響[A];2012(第22屆)重慶市鑄造年會論文集[C];2012年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 劉青松;連軋工藝對電工用銅桿產(chǎn)品質(zhì)量的影響研究[D];安徽工業(yè)大學;2016年

2 黃正忠;保溫冒口材料密度與導熱系數(shù)、抗壓強度關(guān)系研究[D];湖北工業(yè)大學;2013年

3 衛(wèi)紅波;大型鑄鋼件保溫冒口計算模型及計算軟件的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

4 王洪光;熱成形模具混排式冷卻系統(tǒng)冷卻效果研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

5 李明明;鑄造凝固過程計算機數(shù)值模擬技術(shù)研究[D];武漢理工大學;2011年

6 郭曉娟;基于ANSYS的保溫包裝溫度場數(shù)值模擬[D];江南大學;2011年

7 金常忠;基于ANSYS的鑄件充型凝固過程數(shù)值模擬[D];天津理工大學;2011年

8 杜亞偉;鋼錠頭部保溫性能研究[D];重慶大學;2009年

9 宋中勛;鑄造用發(fā)熱保溫冒口套的開發(fā)研究[D];華中科技大學;2007年

10 董潔;鍛造用鋼錠凝固過程溫度場、應力場的數(shù)值模擬及其應用[D];西安建筑科技大學;2005年

本文編號：2618833