[实用新型]一种原位融化连铸模拟试验装置

说明书

本实用新型涉及一种原位融化连铸模拟试验装置，包括试样装配结构、冷却装配结构、加热装配结构，试样装配结构包括试样和楔形夹具，试样腾空支撑在楔形夹具上；冷却装配结构包括喷水头和加热试样，加热试样具有原始液固线，原始液固线以内的部位为试验区，喷水头位于加热试样上方并对试验区进行喷水冷却，试验区由上至下逐渐固化，试验区内形成有液固过渡层。加热装配结构包括坩埚、装在坩埚内的试样，试样底部布置热电偶，且试样与坩埚内周壁之间铺设有绝缘层。本实用新型针对连铸坯裂纹敏感性的模拟研究，可辅助评定该钢种在连铸时的裂纹敏感倾向。

技术领域

本实用新型涉及一种热模拟试验结构。

背景技术

目前，连铸是一种先进的铸造技术，也是物理模拟在铸造领域的主要应用对象。连铸与普通的模铸不同，它是将高温钢水连续不断地浇注到一个或几个用强制冷却并带有引锭槽的结晶器内，当浇入的液态金属液面达到一定高度，且下部钢水凝固成一定厚度的坯壳后，开动拉锭机构，从结晶器下端引出锭头，导引器以一定的速度下降，并带动已凝固的金属随着下降，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续不断地从结晶器内被拉出来，接着在二次冷却区继续喷水冷却。带有液芯的铸坯边行走边凝固，最后矫直、切割。

连铸工艺不但可大大提高生产率，而且连铸坯与普通型模铸锭相比，由于凝固速度快，因此组织致密、成分偏析小。但连铸也带来一些质量问题，特别是连铸坯裂纹的产生。连铸坯裂纹分为内裂纹和表面裂纹两种类型。内部裂纹产生的原因与焊接结晶裂纹相似，即发生在铸坯内部的液-固相并存区间，脆性薄膜在拉应力作用下被拉开裂，尤其是与铸件表面垂直生长的粗大柱状晶的晶界上有较多杂质时，更易产生晶间微裂。而表面裂纹是由于已凝固的坯壳在二次喷水冷却区，由于铸坯收缩、温度不均、坯壳鼓肚、夹辊不对中以及相变等原因，致使坯壳受到外力和热负荷间歇式突变而产生开裂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种原位融化连铸模拟试验装置，针对连铸坯裂纹敏感性的模拟研究，评定该钢种在连铸时的裂纹敏感倾向，可以深入了解合金的化学成分、组织结构、冷却条件以及应变速率等冶金因素和热力学因素的影响规律。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种原位融化连铸模拟试验装置，包括试样装配结构、冷却装配结构、加热装配结构，所述试样装配结构包括试样和楔形夹具，所述试样腾空支撑在楔形夹具上并固定；

所述冷却装配结构包括喷水头和加热试样，加热试样具有原始液固线，原始液固线以内的部位为试验区，喷水头位于加热试样上方并对试验区进行喷水冷却，试验区由上至下逐渐固化，试验区内形成有液固过渡层。所述加热装配结构包括坩埚、装在坩埚内的试样，试样底部布置热电偶，且试样与坩埚内周壁之间铺设有绝缘层。

具体地，试样装配结构中两侧楔形夹具上开设有销钉孔，以便使用销钉将试样固定到楔形夹具上。

优选地，加热装配结构中试样为矩形棒或者薄带，对于薄带试样，在试样底部还垫有石英板，用来衬托液体金属，防止钢液流出。

本申请的原理和特点说明如下

本申请的连铸模拟试样装配结构、加热装配结构分别示出了试样装配方式和喷水冷却试样内部结构，比较形象地模拟了连铸时连铸坯的形状、受力状态与冷却方式。

对于加热装配结构，在试样上方设置喷水头是为了模拟连铸工艺二次冷却并获得表面相垂直的柱晶生长。

试样两端的销钉孔是作为试样固定支点，对试样施加载荷。

对于加热装配结构，在坩埚内设置绝缘层是为减少试样表面与中心的温度差。