氧化鐵皮生成對二冷區(qū)連鑄坯表面溫度影響的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2021-04-02 10:27
連鑄過程中鑄坯表面氧化鐵皮的生成與其表面?zhèn)鳠嶂g表現(xiàn)為互為影響的關(guān)系。一方面,氧化鐵皮厚度及氧化鐵皮物相組成對二冷區(qū)和空冷區(qū)的鑄坯表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均會產(chǎn)生較大影響,從而改變高溫鑄坯表面與周圍環(huán)境的換熱效果;另一方面,鑄坯表面與周圍環(huán)境的換熱程度又決定了鑄坯表面溫度,進(jìn)而影響氧化鐵皮生成速率和鑄坯表面質(zhì)量。因此,深入研究氧化鐵皮生成對二冷區(qū)鑄坯表面換熱的影響對于精確解明連鑄坯表面溫度變化規(guī)律、提高鑄坯表面質(zhì)量具有重要意義。本文以高銅鋼和鐵素體不銹鋼連鑄坯為研究對象,基于冶金動力學(xué)和傳熱學(xué)相關(guān)理論,對連鑄坯表面氧化鐵皮生成速率及其表面有效傳熱系數(shù)進(jìn)行了研究,考察了二冷區(qū)有無氧化鐵皮生成時鑄坯表面溫度的變化規(guī)律,確定了鑄坯生成氧化鐵皮厚度對其表面溫度的影響。此外,建立了高銅鋼鑄坯表面氧化鐵皮厚度與鑄坯拉速、二冷水量以及氣氛氧勢之間的定量關(guān)系式。所得研究結(jié)果如下。連鑄二冷區(qū)溫度范圍內(nèi),氧化鐵皮厚度隨鑄坯表面溫度升高及鑄坯在二冷區(qū)停留時間增長而逐漸增加。高銅鋼鑄坯表面氧化鐵皮在連鑄二冷區(qū)中部段區(qū)生成速率最大,鐵素體不銹鋼鑄坯表面氧化鐵皮在二冷區(qū)上部段區(qū)生成速率最大。本研究條件下,高銅鋼與鐵素體不銹鋼...
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1鑄坯的凝固過程??Fig.?2.1?The?solidification?process?of?casting?slab??
要提高二冷區(qū)的冷卻效率,主要是調(diào)節(jié)噴淋水滴與高溫鑄坯之間的傳熱[14]。??2.1.2.1二冷區(qū)的傳熱方式??在二冷區(qū)鑄坯表面的傳熱方式,主要存在著如圖2.3所示四種傳熱方式:夾輥區(qū)??傳熱、輻射區(qū)傳熱、水沖擊區(qū)水蒸發(fā)傳熱和水聚集區(qū)傳熱[15]。根據(jù)鑄坯凝固熱平衡的??測定計算,設(shè)鋼水總熱量為100%,連鑄機(jī)內(nèi)各區(qū)散熱的比例為:結(jié)晶器16% ̄20%;??二次冷卻區(qū)23%?28%;輻射區(qū)50%?60%。可見。結(jié)晶器帶走的熱量僅占鋼水完全凝??固熱量的20%左右,所以帶液芯的坯殼進(jìn)入二次冷卻裝置接收噴水冷卻,鑄坯才能完??全凝固[2]。??夾輥^?????加熱¥??Jn??蒸發(fā)??/夾親傳導(dǎo)、¥??d??圖2.3二冷區(qū)鑄坯傳熱方式??Fig.?2.3?Heat?transfer?in?the?secondary?cooling?zone??二冷區(qū)鑄坯表面熱量傳遞方式根據(jù)連鑄機(jī)的類型和操作條件不同可能有很大的區(qū)??別,一般包括以下方式:??(1)純輻射25%;⑵噴霧水滴蒸發(fā)33%;⑶噴淋水加熱25%;⑷輥?zhàn)优c鑄坯的接觸??傳導(dǎo)17%。??在設(shè)備和工藝條件一定時,鑄坯輻射傳熱和支承輥傳熱基本變化不大,而噴淋水的??傳熱占統(tǒng)治地位。因此,要提高二冷區(qū)的傳熱效率,就必須研究噴霧水滴與鑄坯之間的??熱交換,這是一個復(fù)雜的傳熱過程,可用對流傳熱方程來描述:??(2.4)??式中,9為熱流密度,W/m2;?ct表示鑄
第2章文獻(xiàn)綜述??型的氧化鐵皮層組成為最外層較薄的Fe203層、中間Fe304層和靠近基體側(cè)的浮士體??FeO(如圖2.4(b)所示)^。對于合金鋼,其氧化鐵皮層中除去鐵的氧化物外,還伴有??Fe0.Al203、Fe0.Cr203及2FeOSi02等復(fù)合氧化物相存在,這些物相組成對氧化鐵皮??性質(zhì)有著重要影響[18]。??■L—?入,.、丨叫丨廠?)1?100?°?-????1600?^^L^^l!。蓿蹋瘢酰椋?+?F?,04?|?|?■?Fe〇??湖—^80-??\?\?F.O?Fe〇+F??t?60?"??e?f*3〇4+f.〇?\???命??H?800???\?-?-^d?40?-??6〇〇?■??n?佘??柳?^20'?FeJ〇4?.??FW?F?⑷?r"#?i?t?FeO??200?〇?[?.?Q?.?9—_?.?<??.2?3??〇l__■_-L_,___,_,__,700?800?900?1000?H00??0.7?0.71?0.72?0.73?0.74?0.75?0.76?0.77?0.78??mass?Fe/(Fe+0)?度
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃[J]. 中國鋼鐵業(yè). 2009(04)
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[4]加熱爐氧化燒損原因與對策分析[J]. 劉占增,鄭兆平,丁翠嬌,曾漢生,張道明. 冶金能源. 2004(02)
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[9]針布齒條制造過程中氧化脫碳及防止對策[J]. 秦汝明,馮喜奎. 紡織器材. 1999(05)
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博士論文
[1]連鑄坯凝固過程傳熱模型與熱應(yīng)力場模型的研究及應(yīng)用[D]. 馬交成.東北大學(xué) 2009
碩士論文
[1]連鑄過程鑄坯表面氧化鐵皮生成特性及其對殘余元素Cu富集影響的研究[D]. 李源.東北大學(xué) 2014
[2]生物無機(jī)配合物的合成、表征及XRD譜圖的從頭測定[D]. 曹青.華東理工大學(xué) 2011
[3]加熱氣氛對重軌連鑄坯氧化脫碳的影響[D]. 程向龍.武漢科技大學(xué) 2009
[4]板坯連鑄凝固傳熱及壓下位置預(yù)報模型的研究[D]. 魏勇.武漢科技大學(xué) 2007
[5]CSP薄板連鑄坯二次冷卻凝固過程的研究[D]. 高靜娜.燕山大學(xué) 2006
[6]板坯連鑄二冷計算機(jī)仿真通用軟件的開發(fā)及應(yīng)用[D]. 韓志偉.重慶大學(xué) 2001
本文編號:3115112
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1鑄坯的凝固過程??Fig.?2.1?The?solidification?process?of?casting?slab??
要提高二冷區(qū)的冷卻效率,主要是調(diào)節(jié)噴淋水滴與高溫鑄坯之間的傳熱[14]。??2.1.2.1二冷區(qū)的傳熱方式??在二冷區(qū)鑄坯表面的傳熱方式,主要存在著如圖2.3所示四種傳熱方式:夾輥區(qū)??傳熱、輻射區(qū)傳熱、水沖擊區(qū)水蒸發(fā)傳熱和水聚集區(qū)傳熱[15]。根據(jù)鑄坯凝固熱平衡的??測定計算,設(shè)鋼水總熱量為100%,連鑄機(jī)內(nèi)各區(qū)散熱的比例為:結(jié)晶器16% ̄20%;??二次冷卻區(qū)23%?28%;輻射區(qū)50%?60%。可見。結(jié)晶器帶走的熱量僅占鋼水完全凝??固熱量的20%左右,所以帶液芯的坯殼進(jìn)入二次冷卻裝置接收噴水冷卻,鑄坯才能完??全凝固[2]。??夾輥^?????加熱¥??Jn??蒸發(fā)??/夾親傳導(dǎo)、¥??d??圖2.3二冷區(qū)鑄坯傳熱方式??Fig.?2.3?Heat?transfer?in?the?secondary?cooling?zone??二冷區(qū)鑄坯表面熱量傳遞方式根據(jù)連鑄機(jī)的類型和操作條件不同可能有很大的區(qū)??別,一般包括以下方式:??(1)純輻射25%;⑵噴霧水滴蒸發(fā)33%;⑶噴淋水加熱25%;⑷輥?zhàn)优c鑄坯的接觸??傳導(dǎo)17%。??在設(shè)備和工藝條件一定時,鑄坯輻射傳熱和支承輥傳熱基本變化不大,而噴淋水的??傳熱占統(tǒng)治地位。因此,要提高二冷區(qū)的傳熱效率,就必須研究噴霧水滴與鑄坯之間的??熱交換,這是一個復(fù)雜的傳熱過程,可用對流傳熱方程來描述:??(2.4)??式中,9為熱流密度,W/m2;?ct表示鑄
第2章文獻(xiàn)綜述??型的氧化鐵皮層組成為最外層較薄的Fe203層、中間Fe304層和靠近基體側(cè)的浮士體??FeO(如圖2.4(b)所示)^。對于合金鋼,其氧化鐵皮層中除去鐵的氧化物外,還伴有??Fe0.Al203、Fe0.Cr203及2FeOSi02等復(fù)合氧化物相存在,這些物相組成對氧化鐵皮??性質(zhì)有著重要影響[18]。??■L—?入,.、丨叫丨廠?)1?100?°?-????1600?^^L^^l!。蓿蹋瘢酰椋?+?F?,04?|?|?■?Fe〇??湖—^80-??\?\?F.O?Fe〇+F??t?60?"??e?f*3〇4+f.〇?\???命??H?800???\?-?-^d?40?-??6〇〇?■??n?佘??柳?^20'?FeJ〇4?.??FW?F?⑷?r"#?i?t?FeO??200?〇?[?.?Q?.?9—_?.?<??.2?3??〇l__■_-L_,___,_,__,700?800?900?1000?H00??0.7?0.71?0.72?0.73?0.74?0.75?0.76?0.77?0.78??mass?Fe/(Fe+0)?度
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[8]三種鋼的氧化特性[J]. 紀(jì)國富. 冶金能源. 2000(04)
[9]針布齒條制造過程中氧化脫碳及防止對策[J]. 秦汝明,馮喜奎. 紡織器材. 1999(05)
[10]含非晶相樣品的X射線衍射增量法定量相分析[J]. 儲剛. 物理學(xué)報. 1998(07)
博士論文
[1]連鑄坯凝固過程傳熱模型與熱應(yīng)力場模型的研究及應(yīng)用[D]. 馬交成.東北大學(xué) 2009
碩士論文
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[4]板坯連鑄凝固傳熱及壓下位置預(yù)報模型的研究[D]. 魏勇.武漢科技大學(xué) 2007
[5]CSP薄板連鑄坯二次冷卻凝固過程的研究[D]. 高靜娜.燕山大學(xué) 2006
[6]板坯連鑄二冷計算機(jī)仿真通用軟件的開發(fā)及應(yīng)用[D]. 韓志偉.重慶大學(xué) 2001
本文編號:3115112
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