專利名稱：一種快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬凝固技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試 方法和裝置。
背景技術(shù)：
連鑄技術(shù)的發(fā)展方向是向著高拉速、近終型方向發(fā)展。其中薄帶連鑄工藝是近終 型連鑄的典型代表。隨著鑄坯厚度的減薄以及拉速的提高，金屬在非常短的時間內(nèi)凝固，鑄 坯的凝固傳熱速度大大提高。其中影響傳熱和凝固的核心是鋼水以及凝固殼和金屬基底之 間的界面換熱，該換熱條件直接影響到工藝參數(shù)制定和材料最終的組織性能。薄帶連鑄這樣的快速凝固工藝對界面換熱系數(shù)的精確測量提出了更高的要求。這 是因為快速凝固過程中，凝固的完成發(fā)生在瞬時，比如1秒以內(nèi)，這使得界面熱流和界面熱 交換系數(shù)的精確測量變得極為困難。由于該參數(shù)的重要性，長期以來，很多學者在這些方面做了大量的研究工作。日本 專利JP06074837A公布了一種可以測量金屬模鑄造過程鑄模內(nèi)熱流密度的測量方法，該方 法采用一種材料不同于金屬鑄模的金屬棒，通過鉆孔安裝和鑄模一起組成一個熱電偶，用 來測量鑄模壁內(nèi)部的溫度，通過測量不同點的溫度就可以計算出鑄模壁內(nèi)的熱流密度。但 由于設(shè)計的側(cè)重點不同，該方法的測溫區(qū)域離凝固界面比較遠，只能用來測量凝固到達穩(wěn) 態(tài)過程時的熱流，而不能用于測量金屬液和鑄模剛開始接觸瞬間的熱流。美國卡耐基梅隆大學在文獻《Interaction between Iron Droplets and H2S during Solidification :Effects on Heat Transfer, Surface Tension and Composition》(ISIJ International,Vol. 47(2007) ,No. 9,pp. 1284-1293)中公布了一套瞬 態(tài)熱流的研究裝置。該方法優(yōu)點是能夠快速測定瞬間界面換熱系數(shù)，缺點是設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜， 而且要求液滴中心點正好落在熱電偶測試點，因此對測試精度要求高，成功率相對較低。澳大利亞 BHP 公司在文獻《Experimental Studies of Interfacial Heat Transfer and Initial Solidification Pertinent to Strip Casting)) (ISIJInternational, Vol. 38(1998)，No. 9, p959-966)中公布了一種可以用來研究瞬態(tài)界 面熱流的裝置，主要過程是將冷卻基體如銅試樣(模擬結(jié)晶器或結(jié)晶輥)浸入到金屬熔體 中，測量金屬熔體和基體間的界面換熱系數(shù)。該裝置的優(yōu)點是操作簡便、實用，可以研究在 不同工藝條件對界面熱流的影響，缺點是熱電偶的安裝困難導致精度較差。對于快速凝固的界面瞬態(tài)傳熱實驗的關(guān)鍵是使測溫元件(主要為熱電偶)能對界 面的溫度變化有非常快的響應，響應越快，則瞬態(tài)熱流測量精度越高。由于熱傳導具有滯后 性，這樣就要求測溫元件離表面非常近，而且由于熱流計算的要求，最好是不破壞基底中的 溫度場分布，以免使熱流計算困難并引入不必要的誤差。這些要求就給熱電偶的安裝帶來 非常大的困難。通常的做法是在金屬鑄模上打孔安裝熱電偶，除了加工困難外，這樣做的缺 點還有1.干擾鑄模內(nèi)部的溫度場分布。
2.熱電偶安裝的位置難以精確保證。3.熱電偶和鑄模的接觸情況不確定以上的缺點必然會給后續(xù)的測量過程中引入誤差，甚至于導致測量結(jié)果和實際物 理過程不符。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，為了進一步提高瞬態(tài)熱流的測量精度，本發(fā)明的目的 是設(shè)計一種快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法和裝置，測量裝置簡便可靠，可以用來 測量快速凝固過程中的瞬態(tài)熱流和界面換熱系數(shù)。在快速凝固的條件下，例如薄帶連鑄，凝固大約在400ms內(nèi)全部完成，熱流的最大 值出現(xiàn)在50 100ms內(nèi)，如果熱電偶的反映時間超過50ms，則熱流密度的峰值無法獲得，無 法定量研究快速凝固條件下的傳熱過程。因此熱流測量的主要技術(shù)核心在于反應靈敏的傳 感器，即測量探頭的設(shè)計。本發(fā)明采用了兩個對稱設(shè)計的銅板(片)作為激冷基體，熱電偶 直接焊接在銅板(片)內(nèi)側(cè)，緊密接觸，減少了氣隙熱阻，熱電偶可以靈敏反應凝固過程，這 樣基本上可以避免傳統(tǒng)測量方法中的諸多缺陷從而提高測量精度。本發(fā)明在熱流計算上采用了一維非常簡單的計算方法來得到隨時間變化的瞬態(tài) 熱流，并可間接計算得到銅板(片)任一時刻和鋼水之間的界面換熱系數(shù)。該裝置可以用 來研究各種工藝參數(shù)對瞬態(tài)界面熱流的影響，同時軟件計算可以快速簡捷的得到界面換熱 系數(shù)。加深對快速凝固中界面換熱情況的理解，并可為數(shù)值模擬技術(shù)提供較為精確的邊界 條件。具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法，通過一測量探頭浸入熔化爐，測得 的數(shù)據(jù)輸送至信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及計算機，得到界面換熱系數(shù)；其中，所采用的測量探頭由兩塊同樣大小對稱設(shè)計的銅板或銅片組成，尺寸為長 度L與厚度d的比值至少大于20 ；寬度W與厚度d的比值至少大于20 ；用螺絲把兩塊銅板 或銅片緊密固定在一起，兩塊銅板或銅片之間間隙小于0. 5mm ；兩根直徑小于1mm的熱電偶分別焊接在兩塊銅板或銅片內(nèi)側(cè)，兩個熱電偶測量出 銅板或銅片之間內(nèi)壁表面兩點溫度；銅板或銅片內(nèi)壁表面的溫度，通過信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入計算機，運用有限差分 法進行計算，然后推算出任一時刻界面熱流的值，采用以下計算式，如式(1)所示補公式⑴
otq (t)-任一時刻界面熱流，麗/m2P _銅板(片)的密度，kg/m3c-銅板的比熱，J/Kg°CA Cu-銅板(片)導熱系數(shù)，J/m s °Cd-銅板或者銅片厚度，m
^ _銅板(片)測試點溫度對時間的導數(shù)； ot界面換熱系數(shù)根據(jù)公式(2)計算得到Kf) = r"f0T"、公式⑵式中，h(t)_任一時刻界面換熱系數(shù)，MW/m2 Kq (t)-任一時刻界面熱流，麗/m2(t)-任一時刻界面處銅板(片)溫度，。CT2(t)_任一時刻界面處凝固坯殼溫度，°C對于銅板或銅片，熱傳導方程和邊界條件如式(3)、(4)、(5)，通過有限差分法計算 得到銅板或銅片在厚度方向的溫度場，進而可以計算得到界面處銅板(片)的溫度I\(t)，(/X^l^lg公式⑶
ot ox蕓“ 二柳公式⑷公式(5)
ox對于凝固坯殼，同樣采用一維熱傳導方程(3)，這時邊界條件如式(6)、(7)，通過 有限差分法計算凝固坯殼的溫度場，進而可以計算得到界面處凝固坯殼的溫度T2(t)，
8T, ,、仲)(6)
_1] T|x = d = Tm (7)Tm為鋼熔點。進一步，所述的銅板或銅片的尺寸為長L :10 100mm，寬W:10 100mm，厚d 0. 5 5_。優(yōu)選為長L :10 50_ ；寬W :10 50_ ；厚d :0. 5 2_。兩塊銅板或銅片 之間的間隙小于0. 3mm。測量探頭得到毫秒數(shù)量級的溫度信號，由信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集A/D轉(zhuǎn)換，再通 過傳輸線傳輸?shù)接嬎銠C中，信號采集系統(tǒng)的采樣頻率10 100kHz可調(diào)。本發(fā)明快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法用測量探頭，該測量探頭包括，兩 塊同樣大小對稱設(shè)計的銅板或銅片，銅板或銅片的尺寸為長度L與厚度d的比值至少大于 20 ；寬度W與厚度d的比值至少大于20 ；兩根直徑小于1mm的熱電偶分別焊接在兩塊銅板 或銅片內(nèi)側(cè)，用螺絲把兩塊銅板或銅片緊密固定在一起。又，所述的銅板或銅片的尺寸為長L :10 50_，寬W :10 50_，厚d :0. 5 2_。另外，兩塊銅板或銅片之間的間隙小于0. 3mm。當一個方向的傳熱大大超過了其他兩個方向的傳熱時，可以將復雜的三維傳熱問 題簡化為一維傳熱，大大簡化了界面換熱系數(shù)的計算模型和計算速度，不僅能夠得到毫秒 級的瞬時溫度，同時還能得到毫秒級的界面換熱系數(shù)。兩根直徑小于1mm的熱電偶分別焊接在兩塊銅板或銅片內(nèi)側(cè)，用螺絲把兩塊銅板 或銅片緊密固定在一起。兩個銅板(片)的間隙小于0.5mm，優(yōu)選小于0.3mm。
在本發(fā)明中，(1)熱流測量傳感器的設(shè)計測量界面換熱系數(shù)和熱流密度尤其是快速凝固條件下的界面換熱系數(shù)和熱流密 度的難點和關(guān)鍵是在毫秒數(shù)量級內(nèi)測量溫度變化。熱流測量傳感器是本發(fā)明的技術(shù)核心所 在，本發(fā)明的探頭由兩塊同樣大小對稱設(shè)計的銅板(片)組成，兩根熱電偶分別焊接在兩塊 銅板(片)內(nèi)側(cè)，該設(shè)計方法可以避免在金屬基底上的打孔操作，從而可以避免傳統(tǒng)方法中 的設(shè)計缺陷，同時還可以確保穩(wěn)定的邊界條件。上述兩個熱電偶可以測量出兩點的溫度。為了測試快速凝固的界面換熱系數(shù)，必須得到毫秒數(shù)量級的溫度信號，同時要將 測試得到的溫度信號采集通過傳輸線傳輸?shù)接嬎銠C模型中。本發(fā)明的高速信號采集系統(tǒng)的 采樣頻率10 100kHz可調(diào)。(2)界面換熱系數(shù)的測量由上述探頭和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的是溫度信號，如何將溫度信號轉(zhuǎn)化為界面換 熱系數(shù)是本發(fā)明的關(guān)鍵之一。在本發(fā)明中，由于銅板(片)在一個方向上的尺寸遠小于另外兩個向，所以可以看 成是一維傳熱。銅片內(nèi)壁的溫度由熱電偶測出，然后推算出界面(銅板或片與鋼水接觸的 一面)的熱流。該問題是一個典型導熱反問題，對于求解該問題，有限差分計算方法得到了 廣泛應用。界面換熱系數(shù)的測量是通過如下步驟實現(xiàn)的首先將由測量探頭實時檢測的銅板 (片)內(nèi)壁的溫度信號通過傳輸線傳輸?shù)接嬎銠C中，本發(fā)明的高速信號采集系統(tǒng)的采樣頻 率10 100kHz可調(diào)。根據(jù)上述的公式(1)，通過有限差分法進行計算，得到任一時刻界面 熱流的值q(t)；然后，根據(jù)上述公式(3)、(4)、(5)用有限差分法計算得到銅板(片)在任 一時刻任一位置的溫度值I\(t)；其次根據(jù)公式(6)、(7)，用有限差分法計算得到凝固坯殼 在任一時刻任一位置的溫度值1~2(0。根據(jù)公式(2)可以方便地計算出界面換熱系數(shù)h(t)。本發(fā)明的有益效果對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中設(shè)計有以下優(yōu)點1)本發(fā)明的測量探頭避免了在冷卻基體(例如金屬鑄模)上打孔，使得熱電偶安 裝操作方便。2)熱電偶與冷卻基體的連接方式采用焊接連接，使熱電偶和基底為冶金結(jié)合，從 而保證熱電偶和基底的良好接觸，避免相關(guān)誤差。3)銅板(片)的對稱設(shè)計確保內(nèi)壁邊界條件為絕熱；4)銅板(片)的長厚以及寬厚比大于20的設(shè)計，可以將復雜的三維傳熱問題簡化 為一維傳熱，大大簡化了界面換熱系數(shù)的計算模型和計算速度，不僅能夠得到毫秒級的瞬 時溫度，同時還能得到毫秒級的界面換熱系數(shù)?？梢哉嬲龑崿F(xiàn)界面熱流和界面熱流換熱系 數(shù)計算達到了快速、簡便、實時的效果。5)該裝置可以得到毫秒數(shù)量級的溫度信號、熱流密度以及界面換熱系數(shù)，可以準 確的揭示快速凝固過程的界面?zhèn)鳠岬膯栴}。以上特點可以保證熱流測量系統(tǒng)的可靠性，在后續(xù)的熱流和換熱系數(shù)計算過程， 表明本發(fā)明方法簡單有效。
圖1為本發(fā)明快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試測量的示意圖；圖2為本發(fā)明熱流測量探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明熱交換系數(shù)計算流程圖；圖4為熱流密度_時間曲線；圖5為換熱系數(shù)-時間曲線。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試裝置，設(shè)置于鋼水熔煉裝置1 旁的測量裝置的支撐架2及一驅(qū)動系統(tǒng)3，熱流測量探頭4設(shè)置于驅(qū)動系統(tǒng)3上，連接熱流 測量探頭4高速信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5將測得數(shù)據(jù)傳送至計算機6。熔化爐感應加熱，最高溫度可達1700°C，并可在180°旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動系統(tǒng)3為一升降機構(gòu)由直線電機或氣動裝置驅(qū)動，通過連桿帶動測量探頭 浸入熔化爐，保持一定時間后返回原位。探頭進入鋼水的速度和保持時間可調(diào)。鋼水測溫 系統(tǒng)測溫范圍400 1800°C。參見圖2，本發(fā)明測量探頭4包括，兩塊同樣大小對稱設(shè)計的銅板(片)42，尺寸尺 寸為長L 10 100mm ；寬W :10 100mm ；厚d 0. 5 5mm ；更優(yōu)選的尺寸為L 10 50mm ； 寬 W :10 50mm ；厚 d :0. 5 2mm ；兩根直徑小于1mm的k型或其它型式的(根據(jù)測量溫度確定)熱電偶41分別焊 接在兩塊銅板(片)42內(nèi)側(cè)，焊點要保證焊接質(zhì)量并且焊點尺寸較小，用螺絲把兩塊銅板 (片)42緊密固定在一起，保證之間縫隙較小。兩個銅板(片)的間隙小于0. 5mm，優(yōu)選小 于 0. 3mmo本發(fā)明的設(shè)計方法可以避免在金屬基底上的打孔操作，從而可以避免傳統(tǒng)方法中 的設(shè)計缺陷，同時還可以確保穩(wěn)定的邊界條件。上述兩個熱電偶可以測量出兩點的溫度。測量界面換熱系數(shù)和熱流密度尤其是快速凝固條件下的界面換熱系數(shù)和熱流密 度的難點和關(guān)鍵是在毫秒數(shù)量級內(nèi)測量溫度變化。將測量探頭和升降機構(gòu)的連桿裝配在一起，熱電偶信號輸出端連接在數(shù)據(jù)采集采 集系統(tǒng)上，鋼水測溫系統(tǒng)準備就緒，檢查各個部分是否正常工作；通過感應加熱爐加熱樣品 至熔化，利用鋼水測溫系統(tǒng)測量鋼水溫度，操作升降機構(gòu)帶動測量探頭按照設(shè)定速度快速 插入鋼水中，保持一定時間后回復原位，在此同時，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并記錄探頭實時檢 測的銅板(片)內(nèi)壁的溫度信號。界面換熱系數(shù)的計算步驟見圖3，探頭實時檢測的銅板(片)內(nèi)壁的溫度信號，并 通過傳輸線傳輸?shù)接嬎銠C中，高速信號采集系統(tǒng)的采樣頻率10 100kHz可調(diào)。根據(jù)上述 的公式(1)，通過有限差分法進行計算，得到任一時刻界面(銅板或片與鋼水接觸的一面) 熱流的值q(t)；然后，根據(jù)上述公式(3)、(4)、(5)用有限差分法計算得到銅板(片)在任 一時刻任一位置的溫度值I\(t)；其次根據(jù)公式(6)、(7)，用有限差分法計算得到凝固坯殼 在任一時刻任一位置的溫度值1~2(0。根據(jù)公式(2)可以方便地計算出界面換熱系數(shù)h(t)。用該本發(fā)明裝置測量了低碳鋼在1550°C的溫度下和銅基底直接接觸時的換熱情 況，熱流密度_時間和界面換熱系數(shù)_時間曲線如圖4和圖5所示。
權(quán)利要求
一種快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法，通過一測量探頭浸入熔化爐，測得的數(shù)據(jù)輸送至信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及計算機，得到界面換熱系數(shù)；其中，所采用的測量探頭由兩塊同樣大小對稱設(shè)計的銅板或銅片組成，尺寸為長度L與厚度d的比值至少大于20；寬度W與厚度d的比值至少大于20；用螺絲把兩塊銅板或銅片緊密固定在一起，兩塊銅板或銅片之間間隙小于0.5mm；兩根直徑小于1mm的熱電偶分別焊接在兩塊銅板或銅片內(nèi)側(cè)，兩個熱電偶測量出銅板或銅片之間內(nèi)壁表面兩點溫度；銅板或銅片內(nèi)壁表面的溫度，通過信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入計算機，運用有限差分法進行計算，然后推算出任一時刻界面熱流的值；采用以下計算式，如式(1)所示 <mrow><mi>q</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub> <mrow><mo>(</mo><mi>ρc</mi><mo>)</mo> </mrow> <mi>Cu</mi></msub><mi>d</mi><mfrac> <mrow><mo>∂</mo><mi>T</mi> </mrow> <mrow><mo>∂</mo><mi>t</mi> </mrow></mfrac> </mrow>公式(1)q(t)-任一時刻界面熱流，MW/m2ρ-銅板或銅片的密度，kg/m3c-銅板的比熱，J/Kg℃λCu-銅板或銅片導熱系數(shù)，J/m·s·℃d-銅板或者銅片厚度，m-銅板或銅片測試點溫度對時間的導數(shù)；界面換熱系數(shù)根據(jù)公式(2)計算得到 <mrow><mi>h</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>q</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mrow>公式(2)式中，h(t)-任一時刻界面換熱系數(shù)，MW/m2·Kq(t)-任一時刻界面熱流，MW/m2T1(t)-任一時刻界面處銅板或銅片溫度，℃T2(t)-任一時刻界面處凝固坯殼溫度，℃對于銅板或銅片，熱傳導方程和邊界條件如式(3)、(4)、(5)，通過有限差分法計算得到銅板或銅片在厚度方向的溫度場，進而可以計算得到界面處銅板(片)的溫度T1(t) <mrow><msub> <mrow><mo>(</mo><mi>ρc</mi><mo>)</mo> </mrow> <mi>Cu</mi></msub><mfrac> <mrow><mo>∂</mo><mi>T</mi> </mrow> <mrow><mo>∂</mo><mi>t</mi> </mrow></mfrac><mo>=</mo><msub> <mi>λ</mi> <mi>Cu</mi></msub><mfrac> <mrow><msup> <mo>∂</mo> <mn>2</mn></msup><mi>T</mi> </mrow> <msup><mrow> <mo>∂</mo> <mi>x</mi></mrow><mn>2</mn> </msup></mfrac> </mrow>公式(3) <mrow><mfrac> <mrow><mo>∂</mo><mi>T</mi> </mrow> <mrow><mo>∂</mo><mi>x</mi> </mrow></mfrac><msub> <mo>|</mo> <mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mi>q</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow>公式(4) <mrow><mfrac> <mrow><mo>∂</mo><mi>T</mi> </mrow> <mrow><mo>∂</mo><mi>x</mi> </mrow></mfrac><msub> <mo>|</mo> <mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mi>d</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow>公式(5)對于凝固坯殼，同樣采用一維熱傳導方程(3)，這時邊界條件如式(6)、(7)，通過有限差分法計算凝固坯殼的溫度場，進而可以計算得到界面處凝固坯殼的溫度T2(t) <mrow><mfrac> <mrow><mo>∂</mo><mi>T</mi> </mrow> <mrow><mo>∂</mo><mi>x</mi> </mrow></mfrac><msub> <mo>|</mo> <mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mi>q</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow>公式(6)T|x＝d＝Tm公式(7)Tm為鋼熔點。F2009100503847C0000012.tif
2.如權(quán)利要求1所述的快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法，其特征在于，所述的 銅板或銅片的尺寸為長L 10 100mm，寬W:10 100mm，厚d :0. 5 5mm。
3.如權(quán)利要求1所述的快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法，其特征在于，所述的 銅板或銅片的尺寸為長L :10 50mm ；寬W :10 50mm ；厚d :0. 5 2mm。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法，其特征在于， 兩塊銅板或銅片之間的間隙小于0. 3mm。
5.如權(quán)利要求1所述的快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法，其特征在于，測量探 頭得到毫秒數(shù)量級的溫度信號，由信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集A/D轉(zhuǎn)換，再通過傳輸線傳輸?shù)?計算機中，信號采集系統(tǒng)的采樣頻率10 100kHz可調(diào)。
6.如權(quán)利要求1所述的快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法用測量探頭，其特征在 于，該測量探頭包括，兩塊同樣大小對稱設(shè)計的銅板或銅片，銅板或銅片的尺寸為長度L與 厚度d的比值至少大于20 ；寬度W與厚度d的比值至少大于20 ；兩根直徑小于1mm的熱電 偶分別焊接在兩塊銅板或銅片內(nèi)側(cè)，用螺絲把兩塊銅板或銅片緊密固定在一起。
7.如權(quán)利要求6所述的快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法用測量探頭，其特征在 于，所述的銅板或銅片的尺寸為長L :10 50謹，寬W :10 50mm，厚d 0. 5 2謹。
8.如權(quán)利要求6所述的快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法用測量探頭，其特征在 于，所述的銅板或銅片的尺寸為長L :10 50_ ；寬W :10 50_ ；厚d :0. 5 2_。
9.如權(quán)利要求6或7或8所述的快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法用測量探頭， 其特征在于，兩塊銅板或銅片之間的間隙小于0. 3mm。
全文摘要
一種快速凝固過程界面換熱系數(shù)的測試方法，通過一熱流測量探頭浸入熔化爐，測得的數(shù)據(jù)輸送至信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及計算機，得到界面換熱系數(shù)；其中，測量探頭包括兩塊同樣大小對稱設(shè)計的銅板(片)，兩根等直徑熱電偶焊接在兩塊銅板內(nèi)側(cè)，用螺絲把兩塊銅板緊密固定，保證它們之間間隙小于0.5mm；上述兩個熱電偶測量出銅板內(nèi)壁兩點溫度。在本發(fā)明中，由于銅板在一個方向上的尺寸遠小于另外兩個方向，可以看成是一維傳熱。銅片內(nèi)壁的溫度由熱電偶測出，然后計算出界面的熱流。通過界面熱流進一步計算得到基底和鋼水之間的界面換熱系數(shù)。
文檔編號G01N25/20GK101876642SQ20091005038
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者于艷, 張衛(wèi), 方園, 梁高飛, 王成全 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司