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不锈钢中间包钢水夹杂物的水模型试验

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-26  浏览次数:18 选择视力保护色:

[摘要]  中华不锈钢网数据获悉:机械性能分析将取完金相样后的压制样品和标样在洛氏硬度计上测试其硬度值及力学性能,并记录数值,见表

  中华不锈钢网数据获悉:机械性能分析将取完金相样后的压制样品和标样在洛氏硬度计上测试其硬度值及力学性能,并记录数值,见表3.表3不同工艺下不绣钢(1Cr18Ni9Ti)制品的力学性能测试结果工艺硬度铸造液锻32.7(未退火)从上表可看出,经过液态模锻制得的不锈钢制品(退火态)的硬度比铸造件的提高了60%;抗拉强度比铸造件提高了近30%.根据金属学中细晶强化理论并结合金相分析中的液态模锻制品的晶粒比铸造件多数倍且细小及液锻件硬度、强度值,相比之下,液态模锻制品的性能远远优于铸造件。
  
  小型轿车中原材料构成比率的变化(%)生铁普通铁特殊钢碳素钢合金钢易切削改善钢不锈钢,耐热钢弹簧钢轴承钢非铁金属铝基金属铜,锌,其它金属非金属塑料镀料,橡胶,玻璃总合计原来单位总重量变化由于车体单位重量的大幅度增加,各部分材料增减2~3%,具有很大的意义。在特殊钢中,由于易切削钢的增加使各种部件等的加工成本降低,所以在77年~97年其使用量约增加了3倍。另外,不锈钢和耐热钢的使用约增加了2倍,因为它们具有高耐蚀性和高耐热性,所以可断定这大大推动了排气系统的发展。现在推测不锈钢在小型轿车中使用量每台约为15~25kg. 3排气系统中不锈钢和耐热钢的使用状况由于汽车发动机的性能提高,排气规则的严格化,所以排出气体的温度是越来越升高。与此相应的是要求排气系统的部件具有优良的耐蚀性和耐热性,同时还尽量要求轻量化。现在已经使用了耐热铸钢和耐热钢来取代过去的铸钢品及普通钢等部件。最近,排气温度已接近达到了900,所以要求不诱钢具有更高的耐热性。从发动机出来的排出气体首先送入排气歧管,然后通过软管―前线管―触媒转化器―辅助消音器中央管道―主消音器,然后从尾部管道排出。根据排气系统的各部位不同,气体温度,部件结构和腐蚀环境等等都有很大的差别。为此目的被采用的材料除了要求耐高温氧化性和高温强度以外,还要求热疲劳特性,耐高温腐蚀性及湿式耐腐蚀性。由于很多构件是使用不锈钢管的焊接结构材料,所以加工性及成本认为会有问题。为此,对于这种排气系统应该扩大以Cr系不锈钢为中心的材料需求。
  
  排气歧管排气歧管集合了从发动机的各燃烧室排出来的高温燃烧气体,并且是引导这些气体进入前线管或者歧管转化器的耐热部件。
  
  中华不锈钢网数据获悉:过去是应用普通铸钢(FC)和球状石墨铸铁(FCD)。不过,由于排出气体温度要达到700850T:,所以大多数多采用高Si球状石墨铸铁(DCI)。排气的高温化对触媒转化器的高温气体是有必要的,由于歧管更接近于发动机,所以要求强的耐蚀性和耐热性。过去以铸钢件作为主体,但由于燃料费用提高要求轻量化、耐热疲劳特性、耐氧化性及高温强度。作为能适应这些要求的材料是已问世的不锈钢。
  
  不锈钢中间包钢水夹杂物的水模型试验颜慧成永良刘金刚(钢铁研究总院工艺所,北京100081)220mm矩形坯水平连铸中间包水模型试验,研究了中间包液面控制。长水口插入深度。铸坯拉速和中间包结构对钢水流场变化的影响。结果表明,保持中间包液面稳定,水口插入深度400-600mm,拉速-1. 0m/min有利于优化钢水流场,促进夹杂物上浮;矩形中间包结构优于圆形中间包结构。
  
  因111圆形中间包,1机1流水平连铸机生产不镑钢160mmX220mm矩形坯,在一段时间存在皮下夹渣和气孔缺陷,为了分析其目前使用中间包结构和浇注工艺的合理性,进行了水模型试验研究。
  
  1相似理论和试验参数确定在几何形状相似的前提下,要保证模型中间包内速度场和力场与实际中间包内的速度和力场相似,必须要保证模型中间包的Re(惯性力与粘性力之比)、Fr(流体所受重力和惯性力之比的一个相似准数)与实际中间包的Re、Fr相等。
  
  圆形中间包模型与实型中间包的几何形状比取1/2,改进的矩形中间包的当量直径与实型中间包的几何形状比0.4:1(表1)。
  
  2试验装置、方法及试验方案试验采用刺激响应技术模拟3种浇注状态:目前大包间断浇注(中间包液面不控制)大包滑动水口流量控制中间包液面的改进浇注方式、采用矩形中间包并进行液面控制的浇注方式等h拉名称实型圆形中间包模型矩形中间包模型中间包内径/mm中间包液位深度/mm长水口内径/mm长水口侧孔尺寸/mm长水口长度/mm中间包水口出口直径/mm实型流量/m31圆形中间包模型流量/矩形中间包模型流量/中间包到结晶器水口Fr数模型试验流量通过阀门和流量计进行控制,在初始条件如中间包初始液位稳定后,在大包长水口快速加入定量的饱和盐水,并在同一时刻开启电导记录仪,记录水口电导率变化(相当于盐水变化倪程曲线线。试验方,://ww.C*ki.net()大包间断无保护浇注(改进前浇注工艺)在拉速0.8m/min条件下考虑不同的初始液面和有无长水口情况、大包滑动水口满开使钢水短时间进入中间包后钢水在中间包的流动状况。()中间包保护并控制液面浇注(改进方案假设中间包液面稳定在1 200mm,水口使用直孔水口考虑长水口浸入深度和拉坯速度对流场的影响,同时对比了长水口下方的中间包包底砌筑圆环进行实验,从而实现中间包的结构优化。
  
  3试验结果与分析3.1刺激响应试验结果与分析在每种试验条件下进行3次试验,从实验结不同浇铸条件下响应曲线:U)圆包无长水口;(b)圆包有长水口;圆包直水口控制,水口插入液面627mm(1)矩形包直水口控制,水口插入液面500mm()在未改进前,采用大包不控制流量的阵性浇注,不管中间包初始液面多高,都存在击穿现象,容易造成卷渣和卷气;另一现象是刺激响应曲线(见)随着时间的延长无法回到初始原位,这使得中间包易形成死区,中间包内钢液不能形成良好流动,夹杂物难以聚集上浮。
  
  3.2水平连铸中间包流场的优化()大包滑动水口不控制流量,短时间内浇入中间包,不管是否使用长水口,都会引起击穿流,同时液面扰动剧烈,中间包钢液容易卷入气体钢水裸露造成钢水二次氧化,中间包钢水呈现液面幅度较大和温度周期性波动,不宜使用。
  
  中华不锈钢网数据获悉:原工艺和改进工艺的浇铸条件与试验结果Table2Originalandmodifiedcasting试验条件试验结果奶迦yj米水口形状水口浸入深度/mm备注改进前工艺无初始液面300有击穿现象大包间断浇注初始液面500有击穿现象初始液面700有击穿现象直水口初始液面300有击穿现象初始液面500有击穿现象初始液面700有击穿现象圆中间包改进工艺直水口液面下300活塞流液面稳定(高度1.混返流1.2支圆环C曲线液面下627活塞流模式混返流为主混返流模式1.0支圆环C曲线1.2支圆环混返流模式矩形中间包直水口液面下300混返流液面稳定(高1.活塞流模式0.8支圆环混返流1.2支圆环混返流液面下500均匀混合流混返流0.8支圆环混返流1.2支圆环活塞流注:表中:1-开始出现浓度变化的时间;t2-浓度最大值出现时间;t3浓度最大值开始衰减的时间;t4-2倍表观停留时间,响应曲线大于t4的部分被定义为“死区”;t5浓度衰减到10%的时间;最大浓度相对值(无量纲)C曲线-浓度相对值曲线。
  
  不同浇铸条件下流场结构比较方案混返流/%活塞流/%死区旁路击穿流备注大包无长水口间断浇注大包有长水口间断浇注圆包直水口液面控制(水口插入300mm)圆包直水口液面控制(水口插入*mm)矩形包直水口液面控制(3⑴mm)矩形包直水口液面控制(5⑴mm)有有无无无无拉速1.2m/min、支圆环为适合曲线0.8n/min拉速、下支圆环为典型C曲线拉速1.2m/min不理想适合象。拉速加快时钢水混匀时间变短;水口浸入液面下越深,响应曲线波峰变高变多,由于中间包容量大,钢水在中间包内表观停留时间较长,建议浸入深度在400~600mm之内。中华不锈钢网数据获悉

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