外文翻譯--在連鑄厚板的凝固坯殼中產(chǎn)生的應變 中文版

附錄 外文翻譯 在連鑄厚板的凝固坯殼中產(chǎn)生的應變 摘要 ： 兩種尺寸的不穩(wěn)定熱變換模型被應用到獲得表面溫度和在凝固過程中連鑄厚板的坯殼厚度上。以此為基礎，在固態(tài)和液態(tài)鋼的結合面的應變數(shù)學模型被建立。通過這種模型在正常和非正常操作條件下凝固中的坯殼應變被獲得。結果證明，在正常操作條件下應變是很小的，結合面斷裂不再發(fā)生。無論怎樣，當滾隙的變化量在 2mm以上時，由這種情況產(chǎn)生的應變比由鼓出變形產(chǎn)生的應變大。進一步說，整個應變超過臨界范圍時，結合面斷裂則產(chǎn)生了。所以，對于維持連鑄機的精煉狀態(tài)去避免結合面斷裂現(xiàn)象是很重要 的。 關鍵詞 ：結合面斷裂，應變，鼓出應變，矯直，板坯連鑄 1簡介 由于連續(xù)鑄鋼具有固有的低成本、高領域、操作靈活和獲得高質(zhì)量的鑄造產(chǎn)品的能力等許多優(yōu)勢。使連續(xù)鑄鋼過程在過去十年已經(jīng)被世界鋼鐵工業(yè)廣泛的采用。但是在近些年，隨著日漸增長的連鑄速度和錳含量的降低，與液體型芯降低技術，結合面斷裂現(xiàn)象已經(jīng)象 20 年前一樣再一次變成很值得重視、另人關注的問題。 要理解結合面斷裂，要求了解厚板凝固坯殼中的應變。很明顯，當應變超過臨界值時，結合面斷裂將產(chǎn)生。在連續(xù)鑄鋼過程中，應變產(chǎn)生的原因包括有鼓出應變、矯直、不成直線等。 熱變換和應變模型在這篇文章中被應用到在正常和非正常操作條件下厚板凝固坯殼中應變的研究。 2 數(shù)學模型 2 1熱變換模型 (1)控制平衡方程式 兩種尺寸不穩(wěn)定熱轉(zhuǎn)換現(xiàn)象能夠用以下部分不同的平衡方程工來表達。 其中 是有效的熱量傳導率 , ； T 是溫度 ； Q 是固體的潛在熱量， ； 是鋼的密度 ； C 是特殊熱容量， ； t是時間， s。 (2)初始條件 t=0,T=1537 (3)邊界條件 (a)在模型 4中的熱流動密度： (b)在二次冷卻區(qū)域的熱轉(zhuǎn)換系數(shù) 4： 在其中， w是冷卻水的流動速度 ， 厚板的表面溫度， 。 (c)在發(fā)熱區(qū)域的熱轉(zhuǎn)換系數(shù) 在其中， 是 Stefan Boltzman 常量，用 ， ； 是厚板的blaclness為 0.8； 是周圍環(huán)境的溫度， 。 (4)熱轉(zhuǎn)換模型的核實 厚板的表面溫度由北京科技大學的工程師 Metal Lurgical 設計的線外線不接觸的 pyrometer來度量，它能通過分析在估算溫度和測量溫度間的差值來揭示熱轉(zhuǎn)換模型的精確程度。 2 2應變模型 (1)鼓出應變 (a)鼓出量 。根據(jù)參考 6， 7研究 ，平衡方程 (5)是最有效最容易的一種估算鼓出量的方程。在方程中，這樣假定被具體化，簡單的彎曲理論是可應用的，在兩個相鄰滾之間，鐵的靜態(tài)壓力和坯殼厚度是常數(shù)。 在其中 P是鐵靜態(tài)壓力， Pa； 是輥的節(jié)距， mm； S是坯殼厚度， mm； 是厚板的變形系數(shù)； 是 的修正系數(shù)，通常， ； 是新的 modulus的修正， MPa； 是鐵的凝固溫度， K； Tm 是坯殼的平均溫度，是， K； 是表面溫度， K； t是時 間 ， min； v是連鑄速度， m/min。 (b)鼓出應變。 鼓出應變由 Hiromu Fujii8提出的平衡方程式 (6)估算 在其中， S是坯殼的厚度， mm； 是鼓出量， mm； 是輥節(jié)距， mm。 (2) 不彎曲應變 M設計者 9提出不彎曲應變能夠通過假設位于 strand 中心的單獨的中性軸，通過平衡方程式 (7)來估算出來。 在其中， 和 是矯直半徑， mm；d是坯殼厚度， mm。 (3)不對齊應變 根據(jù) B.Barber10的研究，不成直線應變能通過假定在三個相鄰輥中的中間輥的變化量為 的平衡方程式 (8)來估算。 在其中， 是輥徑， mm。 (4)整個應變 假定把以上應變線性相加起來，整個應變通過平衡式 (9)來估算。 (5)臨界應變 H.Hiebler 已經(jīng)給出在臨界應變與等價碳之間的關系，用圖 1 表示。等價碳能通過以下平衡方程式 3來估算出來： 圖 1 臨界應變與等價碳之間的關系 (6)在正常和非正常操作條件下，連續(xù)鑄鋼厚板檢驗通過硫磺印跡去檢驗結合面斷裂的發(fā)生來證明應變模型的真實性。 3 操作參數(shù) 厚板尺寸是 1300mm230mm。當連鑄速度是 1.2m/min時，二次冷卻強度是1.0L/Kg。鋼的化學組成被列在表 1中，矯直系統(tǒng)參數(shù)在 表 2中。 這種連續(xù)鑄鋼機的輥隙是在線測量被表示在圖 2中。它建議在非正常操作條件下，輥縫變量在 1.1和 3.2mm中的 No.2部分，在 No.3到 No.11段變化從 -0.6到 0.9mm。從 N12段開始，輥縫的變化量是正的，變化從 0.5到 3.6mm。然而，在正常操作條件下，充許的輥隙變化在 0.5mm 以內(nèi)，所以用輥縫的變化量去估算不成直線應變。 表 1 鋼的化學成分組成 表 2 矯直系統(tǒng)的參數(shù) 輥號 彎月形距離 /m 矯 直的半徑 /mm 4.結果和討論 4 1表面溫度和坯殼厚度 表面溫度估算和測量與連續(xù)鑄鋼厚板的坯殼厚度一起被顯示在圖 3中，它提出在 13.9,17.6,19.6和 25.7四個位置測量一個值與估算溫度之間的差值，遠離彎月形各自是 20， 11， 28和 22 ，相應的差值是 2.1%,1.2%,2.9%和 2.4%。所以，它能被推論出，熱轉(zhuǎn)換模型足夠精確的去提供可靠的表面溫度和厚板的坯殼厚度數(shù)據(jù)。 圖 2 連鑄機的輥縫 圖 3 彎月形的距離 4 2臨界應變 根 據(jù)鋼中的化學成分組成，等值碳和 Mn與 S的整個比率是 0.148和 20。臨界應變應該是 0.5%。 4 3在凝固坯殼中的應變 在液態(tài)鋼和固態(tài)鋼的結合面，當輥縫變化量是 0.5mm時 ,鼓出應變，矯直與不成直線，臨界的和整個應變被顯示在圖 4上。 圖 4 在固態(tài)和液態(tài)的結合面上應變的分配 它提出，鼓出應變沿著連鑄方向而增加，但帶有相同輥節(jié)距這段是降低的。在 No.1 段中，由于表面溫度和坯殼厚度變化很小，鐵靜態(tài)壓力與輥距是主要影響因素。所以，鼓出應變提高。從 No.2 段開始，鐵的靜態(tài)壓力和表面溫度在帶有相同輥距這段變化非常小 。所以，鼓出應變隨著坯殼厚度的增加而減小。因此，當輥距突然增加時，鼓出應變也突然增加。 它提出，發(fā)生在矯直區(qū)域的矯直應變大約是 0 055%，僅僅是鼓出應變的15% 20%。 當輥縫的變化量是 0.5mm時 ,不成直線應變的變化平穩(wěn)。它的值大概是 0.1%,是鼓出應變的 35% 40%。整個應變的最大值是 0.38%，比臨界應變要小，所以結合面斷裂將不會發(fā)生。 當輥縫的變化量是 2.0mm 時，在液態(tài)和固態(tài)的結合面處鼓出、矯直、不成直線、臨界和整個應變被顯示在圖 5中。 圖 5 在固態(tài)和液態(tài)的 結合面上應變的分配 它提出，不成直線應變的變化不同于圖 4 顯示的。在 N0.1 階段，坯殼厚度變化很小，所以不成一直線應變隨著輥距增加而降低。從 N0.2 階段上，坯殼厚度明顯的提高了，節(jié)距變化非常小，所以不成一直線應變增加。但當輥距突然提高時，不成一直線應變突然降低。 它也建議，不成一直線應變的變化量在 0.3%和 0.4%之間，大于鼓出應變。從 No.2階段上，整個應變超過臨界值，結合面斷裂可能發(fā)生。 4 4硫磺印跡測試的結果 在正常和非正常條件下，硫磺印跡測試的結果是被顯示在圖 6中。這提出，結合面斷裂現(xiàn)象與應變模型 的結果非常的一致。所以能推論出，應變模型對于測厚板的質(zhì)量和提供維持連鑄機的依據(jù)是很有價值的。 圖 6 厚板的硫磺印跡照片， (a)是正常條件下 (b)非正常條件下 5結論 (1) 一種精確的熱轉(zhuǎn)換模型被建立，被測量數(shù)據(jù)所證實，它能為應變模型提供可靠的數(shù)據(jù)。