中空气隙保温冒口对钢锭质量影响研究

发布时间：2020-04-08 03:36

【摘要】：论文根据当前保温冒口在绝热保温材料研发空间相对狭小的背景下,提出利用中空气隙保温冒口进一步提升冒口保温性能课题。利用空气在高温下具有良好绝热效果而且获取简易等特点,采用Solid Works设计中空气隙保温冒口,该冒口内所具有的中空结构可以有效减少冒口模壁间热量传递,同时建立采用该冒口的钢锭传热数学模型,利用Pro CAST软件分别计算气隙宽度为0mm、10mm、25mm、30mm、40mm中空气隙保温冒口传热及其对钢锭凝固过程的影响。结果表明中空气隙保温冒口的保温性能优于传统保温冒口。在此基础上计算分析得出气隙宽度在25mm时中空气隙保温冒口对钢锭冒口处的保温性能最佳,从而可以确定优化后中空冒口内的气隙宽度为25mm。以25mm为单位分别在冒口气隙内插入不同数量且厚度为1mm低黑度板形成双层和多层中空气隙,利用热屏蔽4次方原理计算的得出插板后冒口明显提高热阻效果从而降低辐射热量,使得平均热流密度显著降低。实现由单层到多层中空气隙保温冒口在保温效果上的进一步提升,同时计算结果进一步证明随插入低黑度板数量增加冒口保温性能也随之增加。根据插入一张低黑度板后形成双层中空气隙保温冒口的保温优势,对冒口高度进行优化,以提升钢锭收得率。并分别计算冒口高度为350mm、340mm、330mm、320mm、310mm、300mm对钢锭凝固过程的保温效果。结果表明11t钢锭采用插入一张低黑度板不同高度中空气隙保温冒口后,随冒口高度降低补缩后缩孔加深,但仍然具有良好的收得率和较小的内部缩松尺寸。即可将冒口高度由350mm将至300mm,从而提高钢锭收得率1.92%。
【图文】：

装配图,保温冒口,装配图,气隙

热导率进行等效；（2）不考虑液相金属内的对流传热、质量传输、能量传输现象。（3）凝固过程对固熔体内的过冷现象以及溶质迁移现象忽略不计，设定发生于液相温度一下；（4）将宽度方向的传热忽略，简化成一维传热；凝固能量守恒方程：λ + + + = （3.3）式中：λ 导热系数，W/(m ℃)-1；ρ铸件固相密度，kg/m3；pC 铸件固相J/(kg ℃)-1；Q内部热源热量，J；T温度，℃；t时间，，s；x, y, z为坐标上的任意3.2 几何模型本研究利用 SolidWorks 3D 模型制作软件，根据工艺设计需求建立 3D 实体共计 7 个部件，表 3.1，表 3.2，图 3.1：

函数曲线,固相率,函数曲线

图 3.2 100Cr6 固相率函数曲线ig.3.2 100Cr6 solid phase rate of function curve位温度梯度下通过单位传热面积的热系数是反应其导热能力大小的度量，是型的过程中，了解其热物性参数尤其是Cr6 导热系数的函数曲线如图 3.3 所示。llκκf κfκfκfααδδγγ= +++占分率，分率分率
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG244.4

【参考文献】