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电脉冲作用下改善连铸坯质量的研究

作　者: 陈海军
导　师: 魏昶；古隆建
学　校: 昆明理工大学
专　业: 冶金物理化学
关键词: 电脉冲处理凝固组织连铸坯电流频率
分类号: TF777
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

金属凝固组织是决定其性能的关键因素。电脉冲处理液态金属是一种新的控制金属凝固过程和组织的技术,它通过对金属液施加一特殊电场,以达到控制金属凝固组织的目的。本文论述了提高连铸坯质量对连铸技术发展的作用和意义,综述了连铸坯缺陷对连铸坯质量的影响以及目前冶金领域改善和细化连铸坯凝固组织的方法和途径。论文以HRB335钢种为实验室研究对象,实验中选取了脉冲电流、脉冲频率和处理时间三个因素,结果表明了电脉冲处理对金属凝固组织是有效果的,并得到了在实验室条件下的较佳参数范围为脉冲电流85A左右,频率在3Hz左右,处理时间60s左右。在实验室试验的基础上以Q235、STB32钢种为研究对象,在攀钢板坯连铸机结晶器上进行了初步探索性工业试验,在钢液过热度、拉速等连铸工艺相同的条件下,研究脉冲电流和脉冲频率对连铸坯质量的影响。为了考察电脉冲对连铸坯凝固组织的影响,寻找最佳改善连铸坯质量的电脉冲参数,主要从电脉冲对铸坯等轴晶率、铸坯晶粒尺寸以及元素偏析三个方面的影响来进行讨论分析。经过检测分析发现经电脉冲处理后的铸坯等轴晶率有所增加,晶粒得到了细化,元素偏析得到了减轻,并得到了在工业试验中的最佳参数范围为脉冲电流200A左右,频率5Hz左右,达到了预期的研究目的。研究结果表明:将电脉冲处理技术应用于现有连铸生产中,可提高铸坯内部质量,但是随着处理参数的不同,电脉冲处理改善铸坯凝固组织的效果也不相同。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
引言  8-9
第一章文献综述  9-37
  1.1 国内外有关电场作用下金属凝固组织改善的研究  9-14
    1.1.1 直交流电场对金属凝固组织的影响  9-11
    1.1.2 脉冲电场作用下的金属凝固及对凝固组织的影响  11-14
  1.2 目前电脉冲在改善金属凝固组织中的机理研究  14-26
    1.2.1 对液态金属的认识  14-16
    1.2.2 电流对液态金属的各种效应机理  16-19
    1.2.3 电脉冲孕育理论——液态团簇结构假说理论  19-21
    1.2.4 枝晶碎断或熔断理论  21-22
    1.2.5 电脉冲影响熔体结构的电子理论  22-23
    1.2.6 脉冲电场中的冲击波理论  23
    1.2.7 磁收缩效应理论  23-26
  1.3 连铸坯的质量及现有的控制措施  26-35
    1.3.1 连铸坯的质量特征  27
    1.3.2 铸坯凝固结构与铸坯质量的关系  27-28
    1.3.3 连铸坯的质量缺陷  28-32
    1.3.4 改善连铸坯质量的方法  32-35
  1.4 研究内容  35-37
第二章实验室试验研究  37-47
  2.1 前言  37
  2.2 试验目的  37
  2.3 试验条件和方法  37-40
    2.3.1 试验条件  37-39
    2.3.2 试验方法  39-40
  2.4 试验结果  40-42
  2.5 试验结果分析  42-45
  2.6 本章小结  45-47
第三章工业试验研究  47-71
  3.1 前言  47
  3.2 试验目的  47
  3.3 试验条件和方法  47-50
    3.3.1 试验条件  47-48
    3.3.2 试验方法  48-50
  3.4 试验结果与分析  50-68
    3.4.1 电脉冲对铸坯组织的影响  50-51
    3.4.2 电脉冲对等轴晶率的影响  51-54
    3.4.3 电脉冲对晶粒度的影响  54-57
    3.4.4 电脉冲对元素偏析的影响  57-68
  3.5 本章小结  68-71
第四章结论  71-73
致谢  73-75
参考文献  75-81
附录A 攻读学位其间发表论文  81-82
附录B 实验室脉冲电源设备的原理  82-83
附录C 工业脉冲电源设备  83-85

电脉冲作用下改善连铸坯质量的研究

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