遇到两相区前沿又转向下流，总的液流行为如图8所示。测得的两湘区流速在：0.05~0,09 cm/s范围，模中心液流速度较快。文献[4]报导的液流速度为0.03一0.08cm/s。 注射的着色液极易流入偏析沟槽，尤其较粗的沟槽，其液流速度也较快（照片1一8）。 (2)偏析沟槽的形成原因 由凝固过程中温度的测量得知，在固相前沿和两相区里存在着浓度梯度，液相里亦有 温度梯度，氯化氨水溶液随温度的降低而密度减小[3]。因而在两相区的低温区液体比重 小于整个液体比重，由比重差将产生浮力，再者凝固过程中由于NH:C1从溶液中连续的 选分结晶出来，必然导致液相中溶质(H,O)的富集偏析。因而富集溶质的低温液体由 于比重轻在浮力的作用下将产生沿固相前沿附近的向上流动，穿过树枝品，形成小的液流 通道。液流的方向将受到凝固前沿推移的影响，使液流的矢量方向是沿着固相前沿附近向 上、向中心区流动，并具有一定的倾斜角。由于液流是从局部低温区流向高温区，为适应 高温区的成分、温度的条件，造成液流通道壁的再熔化，流道进一步变粗、被相份数增 加，流动阻力减小，流速增加。由于这种不稳定流动，形成富集溶质(H,O)的偏析沟 槽，一旦凝固则形成宏观偏析区。由于这里含溶质(H2O)多，熔点低，因而对其凝固 后再加熟熔化时，由于此偏析区熔化的早，必然可重现偏析沟槽。 从模拟实验中偏析沟槽的形成过程，与钢锭中“A”型偏析的推论[1]是一致的。 (3)阻止偏析沟槽的形成消除“A”型偏析 凝固过程中向模内吹氩搅拌溶液，有可能消除两相区，并使液相中温度均匀，浓度均 匀，从而消除了偏析沟槽、当然也就消除了“A”型宏观偏析。 吹氩搅拌模内液体，这种气泡促使液体运动，正好和前述液体比重等作用形成的液流 方向相反（见图9表示）。而吹氩造成液流速度远远大于前述的液流速度。 从吹氩气搅动试验预示，如能采取措施使液体和不稳定流的方向相反的运动，则可消 除“A”偏析，文献[5]曾提出让锭模旋转产生离心力，破坏形成“A”型偏析的流动。 四、结 论 1、氯化氨水溶液模拟试验，测得的模内温度，凝固层厚度等变化规律和相应的理论 计算结果基本上是一致的。由于热学性质的相似性，所以可以认为由实验观察的凝固过程 的现象表征是可用来预示钢锭的凝固过程。 2、NH,C-H2O系凝固过程始终存在两相区，在两相区观察到偏析沟槽，它是由于 两相区内局部地区液体比重轻于整体液体的比重，从而造成的不稳定态流动造成的。沟槽 充满着富集溶质的液体，凝固在这里形成“A”型宏观偏析。 3、模内吹氩达到一定强度可消除两相区和偏析沟槽，提示了消除“A”偏析的可能性。 文献索引 [1]Flemings,M.C.:"Solidification Processing"Part,7.Fluid Flow. [2]Koreaki,S.efal "Trans,ISIJ"D.18.1978.N2. [3]Shigeo,A.etal."Trans,ISIJ D.18.1978.P.90-98, [4]J.Szekely,efal.:"Metallurgical Trans B" V,9B.Sept1978,P,92-98 128遇到两相 区前沿又 转 向下 流 ， 总的液流行为如图 所示 。 测 得的 两 相 区 流速 在 。 。 今 范围 ， 模 中心液流速度较快 。 文献〔 〕报 导的液流速 度为。 一 。 注射的着色液极易流入偏析沟槽 ， 尤其较粗的沟槽 ， 其液流速度也较快 照 片 一 。 偏析沟槽的形成 原 因 由凝 固过程 中温度的测量 得知 ， 在固相前沿 和两 相 区里存在着浓度梯度 ， 液相里亦 有 温 度梯度 ， 氯化氨水溶液随温度的降低而密度减小 〕 。 因而在两相 区 的低温 区液体 比 重 小 于整个 液体 比重 ， 由比重差 将产生浮力 ， 再者凝固过程中由于 从溶液 中 连 续 的 选分结晶出来 ， 必然导致液 相 中溶质 的富集偏析 。 因而 富集溶 质的 低 温 液 体 由 于 比重轻在浮力的作用下将产生沿固相前沿 附近 的 向上流动 ， 穿过树枝 晶 ， 形 成 小 的液 流 通道 。 液流的方 向将受到凝固前沿推移的影 响 ， 使液流的矢量方 向是沿着 固相前沿 附近 向 上 、 向中心 区流动 ， 并具有一定的倾斜角 。 由于液流是从局 部低温 区流 向高温 区 ， 为适应 高温 区的成分 、 温度的条件 ， 造成液流通道壁 的再熔 化 ， 流 道进 一 步变粗 、 液 相 份 数 增 加 ， 流动阻力减小 ， 流速 增加 。 由于这种不稳定流动 ， 形 成 富集溶 质 的 偏 析 沟 槽 ， 一旦凝固则形成宏观偏析区 。 由于这里含溶质 多 ， 熔点低 ， 因而 对 其 凝 固 后 再加热熔化时 ， 由于此 偏析 区熔化的早 ， 必然可 重 现 偏析沟槽 。 从模拟实验 中偏析沟槽的 形成过程 ， 与钢锭 中 “ ” 型偏析的推论〔 〕是 一致 的 。 阻止偏析沟槽的形成消除 “ 人” 型偏析 凝 固过程 中向模内吹氢搅拌溶液 ， 有可能消除两相 区 ， 并使液相 中温度 均匀 ， 浓度均 匀 ， 从而 消除 了偏析沟槽 、 当然 也就消除了 “ 人” 型 宏观偏析 。 吹氖搅拌模内液体 ， 这种气泡促使液体运动 ， 正好和前述 液体 比熏等作用 形成的液流 方 向相反 见 图 表示 。 而 吹氢造成液流速度远远大于前述 的液流速 度 。 从吹氢气搅动试验预 示 ， 如能采取措施使液体和不 稳定流的方 向相反的运动 ， 则 可 消 除 “ ” 偏析 ， 文献〔 〕曾提出让锭模旋转产生离心 力 ， 破坏形成 “ ” 型偏析的流动 。 四 、 结 论 、 氯化氮水溶液模拟试 验 ， 测得的模 内温度 ， 凝 固层 厚度 等变化规律和相应 的 理论 计算结果基本上是一致的 。 由于热学性 质的相似性 ， 所 以可 以认为 由实验观察的凝 固过程 的现象表征是可用 来预 示钢锭的凝 固过程 。 、 卜 系 凝 固过程始终存在两相 区 ， 在两相 区观察到偏析 沟槽 ， 它 是 由于 两相区内局 部地 区液体比重轻于整体液体的比 重 ， 从而造成 的不 稳定态 流动造成的 。 沟槽 充满着富集溶质的液体 ， 凝 固在这里形成 “ ” 型 宏观偏析 。 、 模内吹氛达到一 定强度 可 消除两相 区和偏析沟槽 ， 提示 了消除 “ ” 偏析的可能性 。 文 献 索 引 〕 ， 。 “ ” ， 幻 ， 。 。 “ ， ” 。 了 〕 五 一 ， ， 。 牙 。 ， 一， 。 一〕 ， ” 。 。 ， 。 一 尽