3 润滑剂对热流的影响
保护渣的作用不在于能否提高传热,而在于它对表面质量的影响、对吸附夹杂和提高润滑能力的贡献以及与之配套的浸入式水口的应用而带来的稳定液面的作用。仅就传热而言,其效果不如油。如浇铸C含量大于0.1% 的钢,使用保护渣润滑比起油润滑传热速率降低了5%~18%。不同性能的保护渣对结晶器传热也有不同影响,例如,使用高熔点、高粘度的保护渣能够降低热流,但有时粘度较低的保护渣由于其偏向于“短渣”,具有在较高温度时易于析出高温固体质点或晶体出现了结晶器热流偏低的现象。从本质上说,渣膜中出现了晶体,其传热系数应该是增大的,但由于该温度下的晶体和玻璃体体积或线膨胀系数不一致,而在受冷时出现微小裂纹,降低了热量传出速率。 字串9
钢的凝固收缩
结晶器内钢水收缩现象目前研究得较少,对于钢液凝固收缩的认识基本上还停留在模铸时期为减少缩孔而进行的定性研究成果。认为金属或合金由液态冷凝为固态时,都伴随着体积收缩,密度增加(Si,Bi,Ga例外)。在结晶器内由于温度降低和发生相变,钢坯的体积发生了收缩。收缩的结果,在结晶器铜板与凝固壳之间出现了气隙,据报道,在结晶器传热热阻中,气隙热阻占80%以上。以低碳钢为例,1600℃时的密度为7.06g/cm3,固体钢室温密度为7.86g/cm3,则凝固与冷却收缩量为11.3%,包括:过热钢液通过散热降至液相线温度发生的体积变化,称为液态收缩;由液相线温度到固相线温度产生的凝固收缩,凝固范围越大,则收缩量就越大;由固相线温度冷却到室温产生的收缩,其中液态收缩约占总收缩量的1%,凝固时体积收缩约占4%,冷却后收缩占7%~8%。
根据以下方法可求出钢在结晶器内的收缩量:
(1)体积平衡法,即钢在结晶器内的体积收缩量等于结晶器由于上下尺寸变化带来的体积减小量。这里要用到钢液凝固时的体积收缩率,研究表明,碳含量对钢的凝固收缩率影响最大。随着碳含量的提高,钢的收缩能力将明显增大。钢中碳含量对钢液凝固收缩率e的影响可通过对文献的实验数据的拟合得出如下关系式:
0.1≤C<0.25时,e=(10C+5)/300
0.25≤C<0.35时,e=(5C+1.25)/100
0.35≤C<0.45时,e=(13C-1.55)/100
0.45≤C<0.8时,e=(4C+2.5)/100
(2)线膨胀系数法(也称线收缩系数法)。由可查到的钢在不同状态下的(δ相、γ相、液相)比体积,计算出线膨胀系数,再计算钢在结晶器内由于温度降低和相变带来的收缩: