在鑄錠(ding)(ding)凝固過程中(zhong)，增加壓(ya)力能(neng)夠改(gai)善鑄型(xing)和鑄錠(ding)(ding)的(de)接觸(chu)環(huan)境，為了深(shen)入研(yan)究壓(ya)力強化鑄錠(ding)(ding)和鑄型(xing)間換(huan)熱的(de)效果，在能(neng)量守(shou)恒(heng)的(de)基礎上，運(yun)用導熱微分方程，建立換(huan)熱系數(shu)的(de)反(fan)算模(mo)型(xing)，量化壓(ya)力對換(huan)熱系數(shu)的(de)影(ying)響規律。該(gai)模(mo)型(xing)包含傳熱正問(wen)題模(mo)型(xing)和傳熱反(fan)問(wen)題模(mo)型(xing)。

1.傳熱正問(wen)題模型(xing)

  凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)過(guo)程中(zhong)的熱(re)量傳輸(shu)是凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)進行的驅(qu)動力，直接關系著金屬(shu)(shu)液(ye)相凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)的整個進程。凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)過(guo)程中(zhong)，熱(re)量通過(guo)金屬(shu)(shu)液(ye)相、已凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)的金屬(shu)(shu)固(gu)(gu)(gu)相、鑄錠－鑄型(xing)(xing)界面(mian)（氣(qi)隙等(deng)）和(he)(he)鑄型(xing)(xing)的熱(re)阻向環境傳輸(shu)。因存在(zai)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)潛熱(re)的釋放，凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)是一個有熱(re)源的非穩態傳熱(re)過(guo)程，基于凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)過(guo)程熱(re)傳導的能量守恒原理，柱(zhu)坐標下(xia)鑄錠和(he)(he)鑄型(xing)(xing)的導熱(re)分方程可表示為:

  鋼液釋放凝固(gu)潛(qian)(qian)熱(re)(re)(re)，進(jin)而在(zai)體(ti)積單元內產生內熱(re)(re)(re)源(yuan)q;在(zai)運用數(shu)值離(li)散的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)求解導熱(re)(re)(re)微(wei)分方(fang)(fang)程(cheng)(cheng)時，凝固(gu)潛(qian)(qian)熱(re)(re)(re)的(de)(de)處(chu)理(li)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)通常有(you)四種，分別為等(deng)效比熱(re)(re)(re)法(fa)(fa)(fa)、熱(re)(re)(re)焓(han)法(fa)(fa)(fa)、溫(wen)(wen)度回升法(fa)(fa)(fa)以(yi)及(ji)源(yuan)項處(chu)理(li)法(fa)(fa)(fa)。孫(sun)天(tian)亮對四種凝固(gu)潛(qian)(qian)熱(re)(re)(re)的(de)(de)處(chu)理(li)法(fa)(fa)(fa)進(jin)行比較發現，源(yuan)項處(chu)理(li)法(fa)(fa)(fa)最(zui)為精確，其次是(shi)等(deng)效比熱(re)(re)(re)法(fa)(fa)(fa)，誤(wu)差(cha)較大的(de)(de)是(shi)溫(wen)(wen)度回升法(fa)(fa)(fa)和熱(re)(re)(re)焓(han)法(fa)(fa)(fa)；在(zai)一般情況(kuang)下(xia)，為了簡化(hua)計算和降低編(bian)程(cheng)(cheng)難度，可采用等(deng)效比熱(re)(re)(re)法(fa)(fa)(fa)處(chu)理(li)凝固(gu)潛(qian)(qian)熱(re)(re)(re)。因此，在(zai)非穩態條件下(xia)，內熱(re)(re)(re)源(yuan)與凝固(gu)潛(qian)(qian)熱(re)(re)(re)的(de)(de)關(guan)系可表示(shi)為:

  此外，由于(yu)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)的(de)凝固(gu)收(shou)縮(suo)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)的(de)受熱(re)(re)(re)膨脹，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)接觸(chu)隨之(zhi)發生變化(hua)，當(dang)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)間(jian)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)形(xing)成以后，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)向鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)的(de)傳(chuan)熱(re)(re)(re)方(fang)式不(bu)只(zhi)是簡單的(de)傳(chuan)導傳(chuan)熱(re)(re)(re)，同(tong)時存(cun)在小區(qu)域的(de)對流和(he)輻射傳(chuan)熱(re)(re)(re)，進而(er)加(jia)大了計(ji)算(suan)(suan)的(de)復雜(za)性，為了降低計(ji)算(suan)(suan)的(de)復雜(za)性和(he)難度，采(cai)用等(deng)效界面換熱(re)(re)(re)系數(shu)hi來替代(dai)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)形(xing)成后鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)間(jian)復雜(za)的(de)傳(chuan)導、對流和(he)輻射傳(chuan)熱(re)(re)(re)過程，在不(bu)考慮間(jian)隙(xi)(xi)比熱(re)(re)(re)容的(de)情況(kuang)下，等(deng)效界面換熱(re)(re)(re)系數(shu)h;計(ji)算(suan)(suan)方(fang)法如(ru)下：

2. 傳(chuan)熱(re)反問題模型

  與(yu)(yu)正問(wen)(wen)(wen)題相對(dui)應(ying)的(de)(de)反問(wen)(wen)(wen)題，即在求解傳(chuan)熱(re)問(wen)(wen)(wen)題時，以(yi)(yi)溫度場為已知量，對(dui)邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian)(jian)或(huo)初始(shi)條(tiao)件(jian)(jian)進行計(ji)算(suan)的(de)(de)過(guo)程。傳(chuan)熱(re)反問(wen)(wen)(wen)題的(de)(de)研究從(cong)20世紀60年(nian)代以(yi)(yi)來得到了空前的(de)(de)進步與(yu)(yu)應(ying)用。在鑄(zhu)(zhu)造過(guo)程中，鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)型(xing)間邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian)(jian)的(de)(de)反問(wen)(wen)(wen)題也(ye)一直備(bei)受關注。通傳(chuan)熱(re)正問(wen)(wen)(wen)題模型(xing)可(ke)(ke)知，在鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)型(xing)物性參數(shu)、初始(shi)條(tiao)件(jian)(jian)以(yi)(yi)及(ji)除(chu)鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)型(xing)間邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian)(jian)以(yi)(yi)外，其他邊(bian)界(jie)條(tiao)件(jian)(jian)可(ke)(ke)知的(de)(de)情況下。溫度場可(ke)(ke)表示(shi)成隨(sui)鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)型(xing)間界(jie)面(mian)換熱(re)系(xi)數(shu)變化的(de)(de)函數(shu)，即

  利用(yong)傳熱(re)(re)反(fan)問(wen)題模型，運用(yong)數(shu)值離散的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)求(qiu)解界(jie)面換熱(re)(re)系數(shu)的(de)(de)(de)過程，相當于依照(zhao)一定的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)或(huo)者規(gui)律選(xuan)定界(jie)面換熱(re)(re)系數(shu)，并以此作為(wei)已知邊界(jie)條件，利用(yong)傳熱(re)(re)正問(wen)題計算出(chu)相應(ying)的(de)(de)(de)溫度(du)場(chang)，如果溫度(du)場(chang)的(de)(de)(de)計算值與(yu)測(ce)量值之間(jian)的(de)(de)(de)偏(pian)差(cha)最小(xiao)，那么選(xuan)定的(de)(de)(de)界(jie)面換熱(re)(re)系數(shu)最接(jie)近真實值。為(wei)了度(du)量溫度(du)場(chang)計算值與(yu)測(ce)量值之間(jian)的(de)(de)(de)偏(pian)差(cha)，利用(yong)最小(xiao)二乘(cheng)法(fa)構(gou)建(jian)以下函數(shu)關系

  因(yin)此，在給定界面(mian)(mian)(mian)換熱系數(shu)初始(shi)值的情況下，利用(yong)式（2-151)可(ke)對(dui)界面(mian)(mian)(mian)換熱系數(shu)h進行(xing)迭(die)代求(qiu)解，每次(ci)迭(die)代均(jun)利用(yong)傳熱正問題模型(xing)對(dui)熱電偶(ou)測量點的溫(wen)度T(h)進行(xing)計算(suan)；當迭(die)代結果滿足精(jing)度要求(qiu)時，即(ji)可(ke)獲得接近界面(mian)(mian)(mian)換熱系數(shu)真實值的h.對(dui)于一維導熱過程，界面(mian)(mian)(mian)換熱系數(shu)反算(suan)模型(xing)求(qiu)解過程中可(ke)用(yong)如圖2-77所示的幾何(he)模型(xing)，除(chu)了鑄(zhu)錠和鑄(zhu)型(xing)間邊界條(tiao)件以外，模型(xing)中還包含兩個邊界條(tiao)件，分(fen)別為鑄(zhu)錠心部邊界條(tiao)件（B1)和外表(biao)面(mian)(mian)(mian)邊界條(tiao)件（B2).

3. 正/反傳熱(re)問題的數值求解方法

  數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)離(li)(li)(li)散方(fang)法(fa)(fa)主要包含(han)有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)元(yuan)、有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)體(ti)積及(ji)有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)差分(fen)(fen)(fen)(fen)法(fa)(fa)。有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)元(yuan)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎是(shi)變分(fen)(fen)(fen)(fen)原(yuan)理和加(jia)(jia)權余量(liang)法(fa)(fa)，其(qi)基(ji)本(ben)求(qiu)解(jie)(jie)(jie)(jie)思想是(shi)把(ba)計算域劃(hua)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)個(ge)(ge)互不重(zhong)疊的(de)(de)(de)(de)單(dan)元(yuan)，在每(mei)個(ge)(ge)單(dan)元(yuan)內，選(xuan)擇一(yi)(yi)些合適(shi)的(de)(de)(de)(de)節點作為(wei)求(qiu)解(jie)(jie)(jie)(jie)函數(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)插值(zhi)(zhi)點，將微分(fen)(fen)(fen)(fen)方(fang)程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)變量(liang)改寫成由(you)各變量(liang)或(huo)其(qi)導(dao)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)節點值(zhi)(zhi)與所選(xuan)用的(de)(de)(de)(de)插值(zhi)(zhi)函數(shu)(shu)組成的(de)(de)(de)(de)線性(xing)表達式(shi)(shi)，借助變分(fen)(fen)(fen)(fen)原(yuan)理或(huo)加(jia)(jia)權余量(liang)法(fa)(fa)，將微分(fen)(fen)(fen)(fen)方(fang)程離(li)(li)(li)散求(qiu)解(jie)(jie)(jie)(jie)。有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)體(ti)積法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)思路(lu)是(shi)將計算區域劃(hua)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)一(yi)(yi)系列不重(zhong)復的(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制體(ti)積，并(bing)使每(mei)個(ge)(ge)網(wang)(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)點周圍(wei)有(you)(you)(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)控(kong)(kong)制體(ti)積；將待(dai)解(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)微分(fen)(fen)(fen)(fen)方(fang)程對每(mei)一(yi)(yi)個(ge)(ge)控(kong)(kong)制體(ti)積積分(fen)(fen)(fen)(fen)，便(bian)得出一(yi)(yi)組離(li)(li)(li)散方(fang)程。其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)未(wei)(wei)知數(shu)(shu)是(shi)網(wang)(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)點上(shang)因(yin)變量(liang)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)。有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)差分(fen)(fen)(fen)(fen)法(fa)(fa)是(shi)將求(qiu)解(jie)(jie)(jie)(jie)域劃(hua)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)差分(fen)(fen)(fen)(fen)網(wang)(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)，用有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)個(ge)(ge)網(wang)(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)節點代替(ti)連續的(de)(de)(de)(de)求(qiu)解(jie)(jie)(jie)(jie)域，以泰勒(le)級數(shu)(shu)展開等方(fang)法(fa)(fa)，把(ba)控(kong)(kong)制方(fang)程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)導(dao)數(shu)(shu)用網(wang)(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)節點上(shang)函數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)差商代替(ti)進行離(li)(li)(li)散，從而建立以網(wang)(wang)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)節點上(shang)的(de)(de)(de)(de)值(zhi)(zhi)為(wei)未(wei)(wei)知數(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)代數(shu)(shu)方(fang)程組。對于有(you)(you)(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)差分(fen)(fen)(fen)(fen)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)，從格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)精度(du)來劃(hua)分(fen)(fen)(fen)(fen)，有(you)(you)(you)一(yi)(yi)階格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)、二階格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)和高(gao)階格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)。從差分(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)空間(jian)形式(shi)(shi)來考慮，可分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)中(zhong)心格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)和逆風格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)。考慮時間(jian)因(yin)子的(de)(de)(de)(de)影響，差分(fen)(fen)(fen)(fen)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)還可以分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)顯格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)、隱格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)、顯隱交(jiao)替(ti)格(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)式(shi)(shi)等。

  以隱(yin)式有限差分為例，對通式（2-152)進行數值(zhi)離散，二階導數采用二階中心差商形式，經整理得：

  為了更好地(di)說明壓力(li)對界(jie)面換熱(re)系數的影響，以(yi)高氮(dan)鋼P2000加壓凝固過(guo)(guo)程的傳(chuan)熱(re)現象為例，采用4根雙(shuang)鉑(bo)銠(lao)（B型）熱(re)電偶，通過(guo)(guo)埋設熱(re)電偶測溫(wen)實(shi)驗測量(liang)(liang)凝固過(guo)(guo)程鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)型溫(wen)度變(bian)(bian)化(hua)(hua)曲線，采用兩個位(wei)移傳(chuan)感(gan)器測量(liang)(liang)凝固過(guo)(guo)程中鑄(zhu)(zhu)型和(he)鑄(zhu)(zhu)錠(ding)的位(wei)移變(bian)(bian)化(hua)(hua)情況，獲得凝固過(guo)(guo)程中鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)型界(jie)面氣隙演變(bian)(bian)規律，測量(liang)(liang)裝置示意圖(tu)和(he)實(shi)物圖(tu)如圖(tu)2-79所示。

  澆(jiao)注(zhu)結束后，在(zai)0.5MPa、0.85MPa和(he)(he)(he)1.2MPa下(xia)的(de)(de)(de)(de)鋼液(ye)凝(ning)固過程中，鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)(he)(he)鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)測量結果如(ru)圖2-80所示，溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)測量的(de)(de)(de)(de)時間區間為澆(jiao)注(zhu)結束后的(de)(de)(de)(de)300s以內(nei)，且(qie)鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)(he)(he)鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)在(zai)不同壓(ya)力下(xia)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)趨勢基本(ben)一致(zhi)。以0.5MPa下(xia)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)為例，如(ru)圖2-80(a)所示，在(zai)初始階段，2nd和(he)(he)(he)4h曲(qu)線(xian)(xian)(xian)上溫(wen)(wen)度(du)(du)均存在(zai)陡升和(he)(he)(he)振蕩階段，這主要(yao)是在(zai)測溫(wen)(wen)初期(qi)，熱(re)(re)電偶與鋼液(ye)接觸后的(de)(de)(de)(de)自身預熱(re)(re)，以及澆(jiao)注(zhu)引起鋼液(ye)的(de)(de)(de)(de)湍流所致(zhi)［104];隨(sui)著鋼液(ye)凝(ning)固的(de)(de)(de)(de)進(jin)行，由(you)于(yu)鑄(zhu)(zhu)錠(ding)不斷向(xiang)鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)傳熱(re)(re)，致(zhi)使鑄(zhu)(zhu)錠(ding)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)（2nd和(he)(he)(he)4h)逐漸減小，而鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)（1st和(he)(he)(he)3rd)隨(sui)之增加。此外(wai)，測溫(wen)(wen)位置相近的(de)(de)(de)(de)3rd和(he)(he)(he)4th曲(qu)線(xian)(xian)(xian)之間存在(zai)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)差，這主要(yao)是由(you)于(yu)鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)(he)(he)鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)間氣隙(xi)形成(cheng)后產(chan)生的(de)(de)(de)(de)巨(ju)大(da)熱(re)(re)阻Rair-cap(=1/hi),其(qi)中h為鑄(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)(he)(he)鑄(zhu)(zhu)型(xing)(xing)(xing)間的(de)(de)(de)(de)換熱(re)(re)系數。

  不同(tong)壓力下(xia)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)增長速(su)率(lv)（15t和(he)(he)(he)3rd)和(he)(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)冷卻速(su)率(lv)（2d和(he)(he)(he)4h)如圖2-81所示(shi)，當壓力從0.5MPa增加(jia)(jia)至1.2MPa時(shi)，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)內(nei)(nei)2md和(he)(he)(he)4h熱(re)(re)電偶測溫(wen)點冷卻速(su)率(lv)的(de)(de)(de)增量(liang)分別為0.335K/s和(he)(he)(he)0.605K/s.與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，在澆注(zhu)結束后(hou)300s時(shi)，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)內(nei)(nei)2d和(he)(he)(he)4h測溫(wen)位置之間(jian)的(de)(de)(de)平(ping)均溫(wen)度(du)梯度(du)從4.0K/mm增加(jia)(jia)到了8.6K/mm.由導熱(re)(re)的(de)(de)(de)傅里葉定律（Qingor=αGr,α為19Cr14Mn0.9N鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)導熱(re)(re)系(xi)數，Qingot為熱(re)(re)通(tong)量(liang)）可知，隨(sui)著壓力的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)內(nei)(nei)沿(yan)度(du)梯度(du)方向(xiang)上的(de)(de)(de)熱(re)(re)通(tong)量(liang)增大。此(ci)外，根據(ju)能量(liang)守恒(heng)定律（即(ji)Q=Qingot,Q為鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)和(he)(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型間(jian)的(de)(de)(de)熱(re)(re)通(tong)量(liang)），鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)和(he)(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型間(jian)的(de)(de)(de)熱(re)(re)通(tong)量(liang)也隨(sui)之增加(jia)(jia)。因此(ci)，增加(jia)(jia)壓力能夠顯著加(jia)(jia)快鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)冷卻以及強化鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)(ding)(ding)和(he)(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)型間(jian)的(de)(de)(de)換熱(re)(re)。

  在0.5MPa、0.85MPa和(he)(he)1.2MPa壓(ya)力下的(de)(de)鋼液凝(ning)固(gu)過(guo)程中，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)的(de)(de)溫度測量值作為(wei)(wei)(wei)(wei)輸(shu)入值（圖2-80),運用驗證后(hou)的(de)(de)反(fan)算(suan)(suan)模型(xing)，對(dui)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)和(he)(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)間界面(mian)(mian)換(huan)熱(re)系(xi)數隨時(shi)間的(de)(de)變(bian)化規(gui)律(lv)進行反(fan)算(suan)(suan)，反(fan)算(suan)(suan)過(guo)程中時(shi)間步長(chang)Δt取值為(wei)(wei)(wei)(wei)0.75s,空間步長(chang)Δr取值為(wei)(wei)(wei)(wei)1mm,常(chang)數β和(he)(he)8分(fen)別(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei)(wei)10-10和(he)(he)200.換(huan)熱(re)系(xi)數的(de)(de)反(fan)算(suan)(suan)結(jie)果分(fen)別(bie)(bie)為(wei)(wei)(wei)(wei)hos、ho85和(he)(he)h2,隨時(shi)間的(de)(de)變(bian)化規(gui)律(lv)如圖2-82所(suo)示(shi)，由于Δt和(he)(he)8乘積(ji)為(wei)(wei)(wei)(wei)150s,結(jie)合Beck非線性估(gu)算(suan)(suan)法本身的(de)(de)特點，只能反(fan)算(suan)(suan)出(chu)凝(ning)固(gu)前期(qi)150s內hos、ho.85和(he)(he)h2隨時(shi)間的(de)(de)變(bian)化規(gui)律(lv)。此(ci)外，因(yin)熱(re)電偶本身的(de)(de)預熱(re)以及澆注引(yin)起鋼液的(de)(de)湍流(liu)，導致2nd和(he)(he)4th熱(re)電偶的(de)(de)在前30s內存在較大的(de)(de)波動，因(yin)此(ci)反(fan)算(suan)(suan)出(chu)的(de)(de)界面(mian)(mian)換(huan)熱(re)系(xi)數在前期(qi)存在一定的(de)(de)波動，其中h2最大，其次(ci)是(shi)ho.85,ho5最小。

  擬合(he)后(hou)的(de)(de)(de)參數(shu)Adj.R-Square分(fen)別為0.9558、0.9716和(he)0.9692,說明擬合(he)度高(gao)，反(fan)算(suan)結果(guo)和(he)經驗公式相符(fu)。通(tong)過對比(bi)不(bu)同壓(ya)力(li)下反(fan)算(suan)出的(de)(de)(de)界面(mian)換(huan)(huan)熱(re)(re)系數(shu)可知，隨著(zhu)(zhu)壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)增加，界面(mian)換(huan)(huan)熱(re)(re)系數(shu)增大，鑄錠和(he)鑄型間界面(mian)換(huan)(huan)熱(re)(re)條件得到明顯(xian)改善，充(chong)分(fen)說明壓(ya)力(li)在19Cr14Mn0.9N含氮鋼的(de)(de)(de)凝固過程中，起(qi)到了十分(fen)顯(xian)著(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)強(qiang)化冷(leng)卻(que)作用。

  眾所(suo)周知，在某一時刻(ke)下，界(jie)面換(huan)(huan)熱(re)系(xi)數與(yu)壓(ya)力(li)呈現多(duo)項式(shi)(shi)(shi)關系(xi)。為了獲(huo)得19Cr14Mn0.9N 含氮鋼界(jie)面換(huan)(huan)熱(re)系(xi)數與(yu)壓(ya)力(li)之間的(de)關系(xi)，可采用多(duo)項式(shi)(shi)(shi)擬(ni)合(he)的(de)方(fang)式(shi)(shi)(shi)對界(jie)面換(huan)(huan)熱(re)系(xi)數與(yu)壓(ya)力(li)關系(xi)進(jin)行擬(ni)合(he)，擬(ni)合(he)關系(xi)式(shi)(shi)(shi)為