新型气膜约束铝合金连铸的试验研究

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1、查韭垄兰堡主兰堡垒墨一一．———!堕兰新型气膜约束铝合金连铸的试验研究摘要铝合金连铸过程的自动化、连续化是铝合金连铸技术的发展方向，随着铝合金连铸技术的不断发展，对铝合金连铸工艺提出了更高的要求。是提高高质量铝合金铸坯的当务之急。我国铝合金连铸坯的产量在逐年增加，但是连铸坯的表面质量及内部质量与发达国家相比都相差很远，因此，高性能铝合金连铸工艺的研究与开发在我国具有重要的意义。本文设计了一种新型的气膜约束连铸结晶器，在结晶器的下部设有环形气缝，环形气缝的大小可调，这样可以保证气体的均匀性和稳定性；在环形气缝的下部设置了水冷装置，形成了连铸坯单向散热的条件。该结晶器具有冷却长度短、结晶器

2、内传热量低、润滑性能好等优点。通过对7075铝合金的连铸实验，取得了较好的效果。通过建立传热模型，模拟了新型结晶器与传统结晶器由于冷却方式不同引起的凝固温度场的变化，模拟结果表明，新型结晶器改变了铸坯凝固的传热模式。由于凝固释放的热量主要在环形气缝以下导出，液穴的深度明显减小，固液界面较平直，将会减少铸锭的缩孔、缩松及皮下偏析缺陷。同时在凝固过程中，在没有一冷的条件下形成单向散热，由凝固产生的热应力较传统结晶器小，这样大大降低了铸坯内部产生裂纹的趋势。实验结果表明：气膜的连续性、稳定性对铸坯表面质量产生重要影响。在连续性气膜条件下，气膜压力与结晶器内铝液高度的静压力相平衡，起到稳定初凝

3、壳的作用，铸坯外表面质量比较好；气膜的稳定性和连续性与气体流量有关，合适的气体流量，形成连续气膜，铸坯表面质量较好；而当气体流量过小时，气体压力不足以克服金属液静压力，不能形成稳定的气膜，容易出现拉裂纹、冷隔等缺陷。同时在稳定气膜的条件下，合理的拉坯速度也是形成高质量铸坯的关键。拉坯速度过快，气膜的稳定性、连续性变差。因此在适当增大拉坯速度的同时，必须增加气体流量。通过实验发现，在气体流量在20～30L／min的条件下，合理的拉坯速度为40～60mm／min。关键词：连铸；铝合金；气膜；表面质量：温度场东北大学硕士学位论文ABSTRACTTestofGasFilmSoft-Contac

4、tedContinuousCastingofAluminum-AlloyAbs仃actTheautoinarnnnizationandcontinuumofaluminumalloyingotisdirectionofthemodemcastingtechnology,withthedevelopmentofthecontinuecasting，thepropertyoftheingotisrequiredmorehigh#thanbefore，SOitisthefirsttasktoproducehigherpropertymouldforcontinuouscasting．Theq

5、uantityofthecontinuecastingingotisincreasedyearbyyearinourcountry,buttheinnerqualityandthesurfacequalityoftheingotisworsethanthatofthewesterncountry．Soitissignificanttoproducehigherpropertymould．Inordertogetasteadygasfillbetweenslabtotheinnermould，anewmouldhasbeendevelopedinthispaperonsubstantiv

6、eexperiments，ithasthegasslotunderthemould，intheslotthereisam2tzetokeeptheequalityofthegas，thesecondcoolingislaidunderthegasslot，itCankeepsolidificationoftheslabonthesingleline．Ithassomemeritssuchasshortercoolinglength,lowheattransfereffidency,evencoolingandbetterlubricatingperformance，thecasting

7、experimentsfor7075aluminumalloyareverySuccessfully．Setsuptheheattransfermodelandtemperaturefieldinthistext，forthedifferencebetweenthelatemouldtothetraditionalDCmould，methodtopassnumericalsimulation，thetemperaturefieldoftheso