金属、酸化物の急冷凝固プロセスの熱伝達制御による高速化

通过传热控制加速金属和氧化物的快速凝固过程

• 批准号: 06230202
• 负责人: 江見 俊彦
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06230202/
• 关键词: モ-ルドフラックス; 炭素鋼; 連続鋳造; 界面熱抵抗; 表面形状

本研究では、急冷凝固プロセスとしてスラブ連続鋳造およびストリップ連続鋳造の初期凝固を対象とし、モ-ルドフラックス/鋳型界面(スラブ連鋳)、凝固殻/鋳型界面(ストリップ連鋳)の界面熱抵抗、およびモ-ルドフラックス(以下フラックス)・鋳片の鋳型側界面の形状と界面の熱流束の関係について基礎的な検討を行った。銅鋳型中に熱電対を設置し、そこにフラックス融液を注ぎ、固化過程の温度応答を計測した。得られた温度応答に逆問題の解法を適用し、鋳型表面の熱流束を求めた。実測されたフラックス表面の温度と計算で求めた銅鋳型表面温度から界面熱抵抗を求めた。極低炭素鋼用、低炭素鋼用、中炭素鋼用のフラックスについて測定を行い、低炭素鋼用のフラックスが他のフラックスに比べ、低い界面熱抵抗を示すことが明らかになった。また、フラックスの鋳型側表面の形状を測定し、これについても低炭素鋼用のフラックスが他のフラックスに比べ、凹凸が少ないことが明らかになった。また、レーザーフラッシュ法によりガラス状態および結晶状態のフラックスの熱拡散率測定を実施し、鋳型内のガラス状態(RT〜500度)と結晶状態(RT〜800度)に対応する熱拡散率値が得られた。これらのデータをもとに鋳型内の伝熱制御因子についての検討を行った。同様の実験を炭素濃度を変えた鋼について行い、亜包晶組成の中炭素鋼では表面割れの原因となる変形が生じること、および凝固時の鋳型表面の熱流束が低下すること、が確認できた。さらに、凝固殻の鋳型側の表面の形状を表面粗度計により計測し、表面の凹凸を表す指標を確立し、炭素濃度と表面形状の関係を明らかにした。

This study is to investigate the basic model of the initial solidification phase of the rapid solidification process, the interface thermal resistance of the solidified shell/shell interface, the shape of the shell side interface and the relationship between the heat flux of the interface. Temperature measurement of melt injection and curing process The solution to the inverse problem of temperature response is applicable to the heat flux on the surface of the mold. Measurement of surface temperature and calculation of interface thermal resistance For ultra-low carbon steel, low carbon steel, medium carbon steel, low carbon steel, low carbon steel The shape of the side surface of the low carbon steel is measured. The heat dissipation rate measurement of the crystal state and the crystalline state by the method of crystal separation was carried out, and the heat dissipation rate value corresponding to the crystal state (RT ~ 500 ℃) and the crystalline state (RT ~ 800 ℃) in the mold was obtained. The heat control factor in the model is discussed in detail. The same carbon concentration changes in the steel, the peritectic composition of the medium carbon steel, the cause of the surface cut, the shape of the surface, the heat flux of the solidification surface, and the heat flux of the solidification surface. In addition, the surface roughness of the solidified shell is measured, the surface roughness index is established, and the relationship between the carbon concentration and the surface shape is clarified.

项目成果

柴田浩幸: "金属、酸化物の急冷凝固プロセスにおける鋳型/材料の界面の熱伝達挙動" 日本機械学会,熱工学部門講演会講演論文集. 940-55. 24-26 (1994)

Hiroyuki Shibata：“金属和氧化物快速凝固过程中模具/材料界面的传热行为”，日本机械工程师学会，热工分会会议记录 940-55（1994 年）。