外文翻譯-實驗研究噴嘴噴水冷卻熱鋼板時表面活性劑對增強冷卻的效應201303

1、1實驗研究噴水冷卻熱鋼板時表面活性劑對增強冷卻的效應實驗研究噴水冷卻熱鋼板時表面活性劑對增強冷卻的效應SoumyaS.MohapatraSatyaV.RavikumarAnkurVerma關鍵詞：噴射水流、表面活性劑、對流、超快冷卻一、一、簡介簡介最近二十年，高品質鋼板的需求量不斷增高?，F(xiàn)如今在大型石油管道和大廈的建設中經常使用現(xiàn)代鋼。在這類應用中對所使用鋼材主要的性能要求是較高的拉伸強度和適中的硬度。這些特性直接與最終投付使用的鋼材的

2、機械性能和微觀組織結構相關。制造的鋼材的最終機械性能形成在軋機的輸出輥道上。鋼的相變發(fā)生在冷卻過程中，同時形成鋼的最終機械性能。關于輸出輥道的冷卻功能，有很多相關的理論和實驗研究。常規(guī)的層狀水射流冷卻系統(tǒng)一般都裝有一個熱軋帶鋼軋機輸出輥道。在層流冷卻過程中，冷卻水依靠重力作用以恒定的速度從水箱流出，通過一組虹吸管作用于熱軋鋼帶。這樣所得的水沖擊壓力等同于它從靜水龍頭那里流出時的壓力，通常都很低。由于層流冷卻情況下水沖擊壓力較低，觀察到的

3、冷卻速率比較慢。因此，層流冷卻不能用于快速淬冷操作。所以，對高冷卻速率的要求是超快冷卻技術發(fā)展的主要推動力。為了克服層流冷卻在這方面的缺陷，許多研究人員研究了提高熱軋帶鋼在軋機輸出輥道上的冷卻速率。因為高冷卻速率可以促進鋼內部進行合理相變，這點反過來又提高了鋼的機械性能，例如拉伸強度。文獻[6]中提出了一種新的冷卻技術，這種技術可以80℃s的速率進行冷卻，相比之下層流噴水的冷卻速率僅為30℃s。這種新技術被稱為超快冷卻技術。一般來說，超

4、快冷卻技術要實現(xiàn)板厚（單位為mm）和冷卻速率乘積大于800的目標。除了在熱軋機輸出輥道上進行層流冷卻，他們還提出了兩種不同的冷卻方式。在第一個策略方案中，超快冷卻在最后一架精軋機后（軋件溫度900℃）進行，之后在進入地下卷取機前進行層流冷卻。這被稱為“前期超快冷卻”。在第二個方案中，在鋼處于高溫狀態(tài)下先進行層流冷卻，之后在進入地下卷曲機前進行超快冷卻。這一冷卻方案稱為“后期超快冷卻”?？梢愿鶕?jù)不同的冶金要求，從這兩種方案之中選擇一種。盧

5、卡斯等人[7]研究了后期超快冷卻對鋼的抗拉強度和微結構的影響。Cho等人[8]對超快冷卻的熱鋼3增強中央強制對流區(qū)的冷卻效果。但是在公開的研究信息中無法準確得知關于表面活性劑加水射流冷卻的信息。因此目前的工作是關于高表面溫度和表面活性劑加水射流的實驗研究。在目前的工作中，為了觀察在高初始表面溫度的熱鋼淬火過程中，溶解在水射流中的表面活性劑的作用，熱鋼板AISI304采用循環(huán)水射流無表面活性劑方式冷卻。鋼板初始溫度定在900℃，以確定其適

6、用于超快制冷。實驗中會加入不同濃度的表面活性劑。溫度時間關系由嵌入鋼板內的熱電偶記錄下來，通過使用一個標準的逆熱傳導方程[24、25]，計算出表面熱通量。二、二、實驗步驟實驗步驟實驗裝置示意圖見圖1。一個單一的周期性噴水龍頭被放置在待冷卻板中心200mm高的位置。噴水龍頭連接著一個供水系統(tǒng)。水流速率通過實驗測得，在流量調節(jié)閥的幫助下固定為一個特定值。實驗材料為厚6mm、寬100mm的熱鋼板，在加熱爐中加熱至1050℃。三個熱電偶插在鋼板