Vol.20 No.6 常国威等：连续定向凝固中临界牵引速度及其相关因素 ·553· 向俦型出口移动，直至出现拉漏现象.如果V<”,则固液界面开始以'一V的速度向俦型 内部移动，其移动速度将逐渐减慢，最后固液界面稳定在铸型内的一个位置上，大野笃美教授 为了追求表面质量，将固液界面的位置控制在铸型外面，使金属熔体的凝固在脱离铸型的瞬 间进行)，这不仅需要牵引速度与其相关因素的良好匹配，而且还必需有精确的温度控制作 保证. 3.1嬸体温度对临界幸引速度的影响 其他条件不变时，(13)式直接表示了临界牵引速度与熔体温度之间的关系.按表1中给 定的数据，A1、Cu、A-1%Cu、18-8型不锈钢、铸铁的T。与V关系的计算结果如图3、图4、图5所 表1几种物质的物性参数 K H 物质 T g.cm g.cm 铝 66.0 2.71阿 2.32 0.916 0.634 2.390m 1.037m 399 铸铁 1153 7.27 6.65周 0.168 0.040° 0.466 0.235* 273 18-8型 1500 7.71 7.00剧 0.044 0.038 0.211图 0.235 294图1 铜 1083 9.0 7.90 1.160m 0.880 3.948 2.667 214 ◆为计算值；章为取钢的数据 1000 900 950 850 900 800 850f 750 800 700F 750 650 700 0.00.51.01.52.02.53.0 0.0 0.51.01.52.02.5 Vmm.s Vmm.s-! 图3纯铝的T与V的关系.喷水位置到 图4A-1%Cu的T6与V的关系(L=10mm) a为计算曲线，b为实验曲线；c和d分别为 固液界面距离La,b为10mm,c,d为30mm h=3.78和0.42J-cm-2s1℃-1 示，可以看出T,与V几乎呈线性关系.在不考虑凝固质量的前提下，低的熔体温度可获得高 的临界牵引速度.对于纯铝，从图3中给出的在相应条件下的实验曲线可以看出，当 L=10mm时，计算结果与实验结果十分相近；而当L=30mm时，两者相差较大.分析认 为，是假设（⑤），即在Ⅱ、Ⅲ区内体系与环境无热量传递；以及假定在x仁-L处(dT0/d)x.-L =(dT/d).-L的原因，也就是，当L值较大时，固液界面到喷水强制冷却位置段内固体 金属与环境之间存在热辐射及空气自然对流传热；并且实际上(@T0/dyx-L> (dTa/dx)x.-4·所以实际的临界牵引速度要大于计算结果.L=l0mm时密封水圈、石墨铸v .ol 20 Nb .6 常国威等 : 连续定 向凝 固中临界牵引速度及其相关 因素 · 5 5 3 . 向铸型 出 口 移动 , 直 至 出现拉漏 现象 · 如果 V < 珠 , 则 固液界 面开始 以 蠕 一 V 的速度 向铸型 内部移动 , 其移动 速度 将逐渐 减慢 , 最后 固液界 面稳 定在 铸型 内的 一个位 置上 . 大 野笃美 教授 为了追求表面 质量 , 将固液界面 的位置控制 在铸型外 面 , 使金属 熔体 的凝 固在脱离 铸型 的瞬 间 进行 31t , 这不仅需 要 牵引 速度与 其相 关 因素的 良好匹 配 , 而且 还 必需 有 精确 的温 度控 制 作 保证 . 1 1 熔体通度对临界牵引速度的影晌 其他条件不 变时 , l( 3) 式 直接 表示 了临界 牵引速 度 与熔体温 度之 间的 关系 . 按表 1 中 给 定的数据 , lA 、 uC 、 lA 一 1% uC 、 18 一 8 型不锈 钢 、 铸铁的 几与 V 关 系的计算结 果如 图 3 、 图 4 、 图 5 所 裹1 几种物质的物性参数 , , T 一三竺一 一 ` 』气 - 一卫人 一~ 一煞 ~ 一一一匹- -一一车一, “ 一 - , =旦十 王厂 g’ cm 一 J g’ c m 一 ’ c 可 · s 一 ’ c m ` · s 一 ’ J · c m 一 、 一 ℃ 一 ’ J · c m 一 、 一 ’ ℃ 一 ’ J ’ g ’ , 且 ,声. r ’[1Is]阁 :7 .7 气`,矛 铝 铸铁 18 一 8型 66 . 0 1 15 3 1 500 2 . 3 2 16 ] 0 . 9 161 6 ] 6 . 6 5 181 0一 6 5 [ 6 ] 7 . 00 1. 1 0 . 以 4 [ 6 ] 0 . 634 0 . 0 4 0 0 . 0 38 39 0t 7 ] 0 37 1 7 ] 39 9 [ 5 ] 4 6 66[ ] 2 1 1 [ 6 ] 0 . 2 3 5 0 . 2 35 2 7 3 [ 5 ] 29 4 1 8 ] 俐 一05 3 9 . 0 [ , ] 7 . 90 , ] 1 . 16 0 [ , 1 0 . 5 50 · 3 . 94 5 [ , ] 2 . 66 7 [` ] 2 1 4 [ , ] . 为计算值 ; 二为取钢的数据 09580 p、爵 9o 6 50 l e 0 . 0 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 叼 ~ . 5 一 l , , 0 { 7 0 0 匕 0 . 0 8507 、爵p 0 . 5 1 . 0 1 . 5 叼 ~ · s 2 . 0 2 . 5 一 l 圈3 纯铝的 兀与 v 的关系 . 喷水位 t 到 固液界面距离乙 。 , b 为10 m m , e ,d 为加 m m 圈 4 IA 一 1% C u 的 兀与 犷的关 系 (L 二 10 m m ) a为计 算曲线 , b 为实脸 曲线; c 和d 分别为 h = 3 . 7 8和 0 . 4 2 ) · e m 一 25 一 ,℃ 一 ’ 示 . 可 以看 出 几与 V 几 乎呈线性关 系 . 在不 考虑凝固质量 的 前提 下 , 低 的熔体温 度可获得 高 的 临 界 牵 引 速 度 . 对于 纯 铝 , 从 图 3 中 给 出 的 在 相 应 条 件下 的 实 验 曲 线 可 以 看 出 , 当 L = 10 r n r n 时 , 计算结果 与实 验结果 十 分相 近 ; 而 当 L = 30 ~ 时 , 两 者 相 差 较大 . 分析认 为 , 是 假设 (5 ) , 即在 n 、 1 区 内体系 与环境 无 热量 传递 ; 以及 假 定 在 =x 一 L 处 d( (T l) / dx) 二 一 : = d( (zT l) dx) 二 _ _ : 的原 因 · 也就 是 , 当 L 值较大时 , 固液界 面到 喷水强 制 冷却位置 段 内固体 金 属 与 环 境 之 间 存 在 热 辐 射 及 空 气 自然 对 流 传 热 ; 并 且 实 际 上 d( 产l) / dx) : 。 _ : > d( 产)/ dx) , _ 一 : . 所 以 实际 的临 界牵引 速度要 大于计算结果 . L = 10 ~ 时 密封水圈 、 石 墨铸