噴灑和浸沒對高溫鋼板冷卻特性影響的實驗研究.pdf

1、控制冷卻技術(shù)是控制軋后鋼板的冷卻速度以細化鐵素體晶粒，減少珠光體片層間距，阻止碳化物在高溫下析出，以提高析出強化效果而采用的工藝，可作為在線進行淬火等熱處理工藝的手段。噴淋冷卻技術(shù)是重要的控制冷卻技術(shù)之一，在冷卻過程中，噴淋表面的換熱系數(shù)是量化冷卻介質(zhì)冷卻能力的重要參數(shù)，也是進行冷卻控制設(shè)計的重要參數(shù)。本文針對圓柱孔形噴嘴、散射噴嘴以及縫隙式噴嘴的噴淋冷卻進行了實驗研究，并探討了鋼板厚度對噴淋冷卻的影響；本文還實驗研究了浸沒冷卻時冷卻參

2、數(shù)對浸沒冷卻速率的影響。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，隨著噴淋壓力增加，沖擊區(qū)中心冷卻率變化速度加快，噴淋表面換熱能力增大；對于圓孔柱型噴嘴，隨著噴淋壓力增加，噴淋距離對鋼板表面冷卻能力的影響有所減弱，而散射角噴嘴和縫隙式噴嘴的這種現(xiàn)象不明顯。噴淋高度對換熱的影響不明顯，大多數(shù)情況下噴淋高度為100 mm時冷卻略快。而平流區(qū)換熱情況較復(fù)雜，但散射角噴嘴則隨著壓力增加平流區(qū)中心冷卻率變化速率增加；縫隙式噴嘴換熱系數(shù)最大值出現(xiàn)在噴射壓力為0.5

3、 MPa時，而圓孔柱型噴嘴的最大換熱系數(shù)點則出現(xiàn)在0.8 MPa。
　　 采用傾斜噴射時，沖擊區(qū)中心冷卻率變化速率減慢，換熱系數(shù)減小，而平流區(qū)的換熱系數(shù)較垂直噴淋時明顯增大，沖擊區(qū)和平流區(qū)的溫差減小，采用傾斜噴淋時整個鋼板的冷卻均勻性有明顯改善。垂直噴射時，散射角噴嘴同一截面平流區(qū)和沖擊區(qū)溫差最小，溫度均勻性最好。
　　 當面雅克比數(shù)Ja>0.3時，表面熱流密度隨著Ja數(shù)的下降急劇變化，而后又平緩的上升或下降，冷卻終了又

4、急劇下降。換熱系數(shù)h隨Ja數(shù)的下降而上升，隨后達到最大值。在冷卻過程中噴淋表面的換熱系數(shù)會隨著表面溫度降低先上升后下降，中間出現(xiàn)峰值，而峰值大概出現(xiàn)在Ja數(shù)在0.03-0.08之間。鋼板厚度變化不會對鋼板表面換熱能力產(chǎn)生明顯影響，而鋼板的中心冷卻速率變化率卻隨著厚度的增加明顯下降。
　　 基于沸騰理論和噴淋冷卻實驗結(jié)果，建立了三種噴嘴噴淋冷卻時的換熱系數(shù)預(yù)測模型；模型預(yù)測結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好?；趪娏芾鋮s過程中鋼板表面溫度的變