您可能感興趣的話題

推薦產(chǎn)品

聯(lián)系我們

企業(yè)地址:天津市西青經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)賽達(dá)國際工業(yè)城A3-2
企業(yè)郵箱:apastj@163.com
聯(lián)系電話:022-87887696
企業(yè)傳真:請聯(lián)系管理員
企業(yè)郵編:300385
咨詢熱線:13622125499(24小時(shí)服務(wù))

鋁型材表面與結(jié)晶器內(nèi)壁之間的氣隙對溫度梯度的影響

艾普斯   丨  2017.09.15   丨  2308

鋁型材表面與結(jié)晶器內(nèi)壁之間的氣隙對溫度梯度的影響


當(dāng)熔體與結(jié)晶器接觸形成一層薄壁凝殼,其熱傳導(dǎo)路線是熔體--固溶體--結(jié)晶器--冷卻水,將釋放的熱量導(dǎo)走。但當(dāng)形成的凝殼一旦穩(wěn)定,能夠承受熔體向外的壓力時(shí),薄殼與其液穴內(nèi)的熔體隨之下降,又因溫度降低而產(chǎn)生收縮,在鑄錠與結(jié)晶器內(nèi)壁之間脫離接觸,產(chǎn)生了空隙(即氣隙),后續(xù)凝固釋放的熱量,其熱傳導(dǎo)路線變成了熔體--固溶體--氣隙--結(jié)晶器--冷卻水。氣隙的熱阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁與鋁、鋁與銅(結(jié)晶器材料一般為鋁質(zhì)或銅質(zhì))接觸界面的熱阻,使得熱傳導(dǎo)能力大大降低,從而顯著降低了已結(jié)晶固體和結(jié)晶前沿熔體的溫度梯度,這雖然有利于過冷區(qū)的形成,便這將導(dǎo)致在鋁型材表面出現(xiàn)偏析瘤,降低鋁型材的成材率。為此,有人將結(jié)晶器制造成倒錐形,即下面部分的內(nèi)徑小于上面部分的內(nèi)徑,使得其結(jié)晶器內(nèi)徑減小的程度與鋁型材降溫收縮的大小相等或接近相等,消除或減小氣隙,降低熱阻,以改善鋁型材表面質(zhì)量。但這種方法存在兩個(gè)缺陷:(1)結(jié)晶器內(nèi)徑減小與鑄件收縮剛好相等,在理論上可行,在實(shí)踐中卻很難做到。鑄造參數(shù)稍有波動或因某些因素的偶然干擾,就有可能遭到破壞,鋁型材懸掛在結(jié)晶器中,迫使鑄造中止。(2)即使不產(chǎn)生懸掛現(xiàn)象,鑄件與結(jié)晶器壁之間也不能完全消除氣隙,氣隙的熱阻就嚴(yán)重地阻礙熱的傳導(dǎo)。在鑄軋中三個(gè)區(qū)的導(dǎo)熱系數(shù)很能說明這個(gè)問題:在冷卻區(qū)熔體直接與輥面接觸,其導(dǎo)熱系數(shù)約為363W/(m·k);在鑄造區(qū)(結(jié)晶區(qū))發(fā)生凝固,產(chǎn)生收縮,使板面與輥面之間形成微小氣隙,導(dǎo)熱系數(shù)降低至約10.5W/(m·k);在軋制區(qū),軋輥對板坯的壓力增加,輥面與板面緊密接觸,導(dǎo)熱系數(shù)驟增至2005W/(m·k)??梢姎庀秶?yán)重阻礙著熱量的傳導(dǎo)。采用這種方法很明顯會使溫度梯度減小,有利組分過冷區(qū)的形成。

鋁型材防護(hù)罩

為了改善鋁型材表面質(zhì)量,科技工作者發(fā)明了熱頂鑄造。熱頂鑄造結(jié)晶器的高度比普通鑄造的矮,上部為絕熱保溫材料,下部為結(jié)晶區(qū)。也有將結(jié)晶器制為一體,但在上部貼上絕熱保溫層,緊接保溫層鑲嵌一個(gè)起潤滑作用的石墨環(huán),下面為結(jié)晶帶,結(jié)晶帶長度隨鑄件直徑的不同而有所不同。對?250mm及以下鑄件,一般結(jié)晶帶為12-15mm,澆注前均涂上潤滑油脂。熔體注入結(jié)晶器后,在結(jié)晶帶以上熔體溫度維持在凝固點(diǎn)以上,基本上不存在溫度梯度,不發(fā)生結(jié)晶,也就不存在氣隙問題。在結(jié)晶帶處,熔體與通水冷卻(第一次水冷);的結(jié)晶器壁接觸,發(fā)生結(jié)晶,熔體凝固,但結(jié)晶帶很短,形成凝固殼后即遭二次水冷;二次冷卻水直接噴射到緊靠結(jié)晶界面前沿組分過冷區(qū)的鑄件表面,從而提高了熔體與過冷區(qū)熔體的溫度梯度,減小了組分過冷區(qū),降低了形核幾率,有可能形成粗大的柱狀晶;但減少了偏析瘤的生成,改善了鑄件的表面質(zhì)量(善于偏析瘤問題將在后面進(jìn)行討論)。若要減小柱狀晶,獲得細(xì)小等軸晶組織,就要采用比普通結(jié)晶器更高的鑄造速度,提高晶體的生長速率,減小G/v的比值,使其小于形成組分過冷條件的臨界值。

查看更多有關(guān)鋁型材產(chǎn)品內(nèi)容請點(diǎn)擊:http://0369jjj.com