7.4 Ход работы
В данной работе изучается влияние условий теплоотвода на процесс кристаллизации металла. Влияние теплоотвода изучается путем сравнения толщины затвердевшей корки слитка, который кристаллизуется в условиях охлаждения изложницы проточной водой, и слитка, который кристаллизуется без охлаждения водой.
Для проведения лабораторной работы нужно подготовить изложницы к заливке. Кристаллический тиосульфат расплавить в специальной емкости и довести его до температуры 650 С. Расплавленный тиосульфат залить в изложницы до назначенного уровня заполнения (рекомендуется преподавателем). После окончания заполнения к изложнице № 2 подключить проточную воду и наблюдать за процессом кристаллизации. Зафиксировать момент начала кристаллизации и далее через каждые 5 мин определять толщину δ затвердевшей корки твердой фазы в жидком тиосульфате сбоку и снизу изложницы. Результаты измерения занести в таблицу 7.1 для каждой из исследованных изложниц.
Таблица 7.1
Номер слитка |
Время, мин |
Кристаллизация снизу |
Кристаллизация сбоку |
||||||||||
δн, мм |
Кн, мм/мин0,5 |
Vн, мм/мин |
δб, мм |
Кб, мм/мин0,5 |
Vб, мм/мин |
||||||||
№1 |
№2 |
№1 |
№2 |
№1 |
№2 |
№1 |
№2 |
№1 |
№2 |
№1 |
№2 |
||
1 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.5 Результаты экспериментального определения зависимости
толщины корки затвердевания и скорости продвижения
фронта кристаллизации от времени кристаллизации
По результатам наблюдения за процессами кристаллизации снизу и сбоку изложницы определяют коэффициент затвердевания К для описания процесса уравнением (7.1) и последующего расчета скорости кристаллизации по уравнению (7.2).
Для этого по измерениям толщины затвердевшей корки в каждый момент времени определяют значения
,
которые затем усредняют:
где Kі - эмпирическое (вычисленное) значение К в і-й точке;
n – число измерений.
Полученное
значение
есть параметр кристаллизации (коэффициент
затвердевания), позволяющий статически
описать процесс затвердевания уравнением
(7.1) и рассчитать скорость кристаллизации
по зависимости (7.2).
Значение К необходимо получить для процессов кристаллизации снизу и сбоку. Результаты расчетов свести в таблицу 7.1 для каждой из исследованных изложниц. Результаты представить графически в системе координат “τ-δ” и “τ-V” с учетом найденного значения К. Зависимости построить для кристаллизации снизу и сбоку.