温度波动对连铸坯表面振痕及相关缺陷形成的影响研究

作为裂纹和偏析等表面缺陷形成的主要原因，连铸坯表面振痕受到越来越多的关注。在现有的振痕形成机理中，都将原因归结为结晶器振动产生的"力的作用"，而很少考虑振动产生的"热的作用"。随着结晶器的振动，连铸结晶器内初生坯壳与结晶器壁的接触点周期性地变化，这势必导致弯月面区域传热过程始终处于不稳定、非平衡状态中，该处的温度也始终在变化。这一"温度波动"对铸坯表面振痕的形成影响深远，但目前相关研究不多。本课题将在金属连铸中实测结晶器振动时初生坯壳温度变化行为，掌握不同工艺条件对其的影响规律；通过独特的水冷插针实验考察温度波动对初始凝固的影响；同时，建立包括结晶器振动的弯月面区域非稳态传热数学模型（考虑一个运动的计算区域和周期性变化边界），综合考虑结晶器振动力和热两方面作用，建立连铸初生坯壳变形模型，提出振痕及相关缺陷形成的新机理。并根据此机理提出相应的振痕控制技术，以满足高效连铸的要求。