VoL.21 No.1 朱志远等：复合不锈钢带的实验研究 ·11· 母带 红外测温枪 保护炉帽 热电偶 夹持装置 计算机 O 钨铼热电偶 ● 计算机 Q ● 感应炉 1Cr17钢液 图2实验装置示意图 3结果讨论 制，母带在加热到600℃以后，就会出现氧化铁 3.1过熔度的影响 皮，导致母带与不锈钢覆盖层之间的焊合很不理 表1表明在钢水过热度处于30~50℃时，复 想.但是，具有一定初始温度的母带在经过反向 合不锈钢带的内外质量都合格的比率最高，这个 凝固试验后，所得的复合不锈钢带的厚度明显降 温度正好比母带熔点高10~30℃，而对于普碳 低.在保证了复合不锈钢带的耐蚀性的同时，不 钢，钢水过热度最好取10~20℃.这是因为普碳 锈钢覆盖层厚度降低意味着钢带的生产成本降 钢部分试验中，母带与覆盖层的钢种是一样的， 低.因而研究母带初始温度对复合不锈钢带的影 过热度取10~20℃就是使钢水温度高与母带熔 响，主要是研究对钢带厚度的影响， 点10~20℃，因此，在反向凝固工艺中，不能简单 试验中采用的母带初始温度见表2.从表2 地用钢水过热度的概念进行判断，应引入新的概 可以看出，在烘烤时间超过45s后，母带的初始 念一一过熔度（△T).过熔度的概念是指钢水温 温度变化不大，因为在这个时间区段内，母带烘 度与母带液相线温度之间的差值，用公式表示： 烤获得的热量与母带散出的热量处于动态平衡， △T=T-T (1) 表2烘烤时间与母带初始温度 式中：△T,为钢水过熔度（℃）；T为钢水温度 烘烤时间/s101530456075 (℃)；T,为母带液相线温度（℃）. 初始温度/℃600700840930940930 表1复合不锈钢带质量合格率与过热度 图3是钢水温度为1526℃时，不同烘烤时间 钢水过热度/℃1020304050607080 下，复合不锈钢带厚度与浸人时间的关系图.由 表面合格%1008091.38588.27066.728.6 图3中可以看出，在同一钢水温度下，复合不锈钢 内部合格%506082.6808248066.757.1， 带的厚度随着烘烤时间的增加而降低，复合不锈 内外合格%504073.97570.66066.714.3 钢带生产要求在保证耐蚀性的同时尽量降低不 在实验中，熔池钢液的液相线温度约等于 锈钢层厚度，而实验发现在母带表面温度超过 1500℃，母带钢种的液相线温度约等于1510℃， 850℃时复合不锈钢带表面质量和内部焊合质量 实验中出现的过热度都相当于过熔度加10℃.所 开始出现问题).可以得出这样一个结论，在烘烤 以反向凝固工艺的过熔度应为10~30℃. 时间为30s(即，母带的初始温度为840℃)时，所 3.2母带初始温度对钢带厚度的影响 得的复合不锈钢带厚度合理且焊合较理想 母带初始温度对复合不锈钢带的影响有2个 3.3复合不锈钢带的组成 方面：一是对钢带厚度的影响；二是对母带与不 图4为复合不锈钢带各区域的分布情况.由 锈钢覆盖层之间焊合的影响.由于试验条件的限 图4可看出：复合不锈钢带由外至内分别是不锈V o l 一 2 1 N O 一 l 朱志远等 :复合不 锈钢带的实验研究 \ 」 计算机 椒 ! !……!……!… 计算机 图 2 实验 装里 示意图 3 结果讨论 .3 1 过熔度的影响 表 1表 明在钢 水过 热度 处于 30 一 50 ℃ 时 , 复 合不 锈钢 带的 内外质量 都合格 的 比率最高 , 这 个 温 度 正 好 比母 带熔 点 高 10 一 30 ℃ , 而 对 于 普碳 钢 , 钢水过 热度 最好取 10 一 20 ℃ 14] . 这是 因 为 普碳 钢 部 分 试 验 中 , 母 带与覆 盖层 的钢 种 是 一 样 的 , 过 热 度 取 10 一 2 0 ℃ 就 是使 钢水 温 度 高 与母 带熔 点 10 一 2 0 ℃ . 因此 , 在 反 向凝 固工艺 中 , 不 能 简单 地 用 钢 水过 热度 的概 念进 行判 断 , 应 引人新 的概 念 — 过 熔度 (乙 rT ) . 过 熔度 的概 念 是 指 钢 水温 度 与母 带液 相 线温 度之 间 的差值 , 用公 式表示 : 乙 rT 二 不一 rT ( l) 式 中 : △ T r 为 钢 水 过 熔 度 ( ℃ ) ; 界为 钢 水 温 度 ( ℃ ) ; rT 为 母 带液 相 线温 度 ( ℃ ) . 表 1 复合 不锈钢带质 t 合格率与过热度 制 , 母 带 在 加 热 到 60 0 ℃ 以 后 , 就 会 出 现 氧 化 铁 皮 , 导致 母带 与不锈 钢 覆 盖层 之 间的 焊合 很 不理 想 . 但 是 , 具 有 一定 初 始 温 度 的 母 带在 经 过 反 向 凝 固试 验后 , 所 得 的复合不锈钢带的厚 度 明显 降 低 . 在 保证 了复 合不 锈 钢 带 的 耐蚀 性的 同 时 , 不 锈 钢 覆 盖层 厚 度 降低 意 味 着 钢 带 的 生 产 成 本 降 低 . 因而研究 母 带初 始 温 度对复合不锈钢 带的影 响 , 主 要是研 究 对钢带 厚度 的影 响 . 试验 中采 用 的母 带初 始 温 度 见 表 2 . 从表 2 可 以 看 出 , 在 烘烤 时 间超 过 4 5 5 后 , 母 带 的初 始 温 度 变 化不 大 , 因 为 在这 个 时 间 区 段 内 , 母 带烘 烤 获得 的 热量 与母 带散 出的热 量处于 动态 平衡 . 表 2 烘烤 时间与母带初始温度 烘烤时 间s/ 初始温度 /℃ l 0 6 0 0 1 5 3 0 4 5 6 0 7 0 0 8 4 0 9 3 0 9 4 0 7 5 9 3 0 : 6 `U 6 了O n0 ù 只矛612目n ù ù 钢水 过热度 /℃ 6 表面 合格o/ 内部合格o/ 内外合格 /% 1 0 2 0 3 0 10 0 8 0 9 1 . 3 4O 8 5 5 0 6 0 5 0 4 0 8 2 . 6 8 0 7 3 . 9 7 5 5 0 8 8 . 2 8 2 . 4 7 0 . 6 2 8 . 6 6 6 . 7 5 7 . 1 14 . 3 在 实 验 中 , 熔 池 钢 液 的 液 相 线 温 度 约 等于 1 5 0 0 ℃ , 母带钢 种 的液 相 线温 度 约等 于 1 5 10 ℃ , 实 验 中出现的 过热 度都相 当于过 熔度 加 10 ℃ . 所 以 反 向凝 固工 艺 的过熔 度应 为 10 一 30 ℃ . .3 2 母带初始温度对钢带厚度 的影 响 母带初 始温 度 对复合 不 锈钢 带 的影 响有 2 个 方 面 : 一 是 对钢 带 厚 度 的影 响; 二 是 对 母 带 与 不 锈钢覆 盖层 之 间焊 合的影 响 . 由于 试 验条件 的 限 图 3 是 钢水 温 度为 1 52 6 ℃ 时 , 不 同烘烤 时 间 下 , 复 合 不锈 钢 带 厚度 与浸 人 时 间的 关 系 图 . 由 图 3 中可 以 看 出 , 在 同一钢 水温度下 , 复合不 锈钢 , 带的 厚度 随着 烘烤时 间 的增 加 而 降低 . 复 合不锈 钢 带生 产 要 求 在 保证 耐 蚀 性 的 同 时尽 量 降低 不 锈 钢 层 厚 度 , 而 实 验 发 现 在 母 带 表 面 温 度 超 过 8 5 0 ℃ 时复 合 不锈 钢 带表 面质 量 和 内部 焊 合质量 开 始 出现 问题 5[] . 可 以 得 出这样 一 个结 论 , 在烘 烤 时间为 3 0 5 ( 即 , 母 带的 初始 温度 为 84 0 ℃ ) 时 , 所 得 的复 合不锈 钢带 厚 度合理 且 焊合 较理想 3 .3 复合不锈钢带的组 成 图 4 为复合 不锈 钢带 各 区 域 的分布 情况 . 由 图 4 可 看 出 : 复 合 不锈 钢 带 由外 至 内分 别 是不 锈