Скорость затвердевания слитка

Теплопередача в застывающем слитке при наличии конвективных потоков жидкого металла, как правило, складывается из теплопередачи конвекцией, теплопроводностью и излучением. Основная причина трудности определения скорости кристаллизации слиткасвязана с невозможностью учесть многообразие факторов, оказывающих влияние на кристаллизацию слитка, и их изменения в процессе кристаллизации. По этой же причине затруднено моделирование процесса кристаллизации слитка стали. Наиболее просто решается задача при анализе только одного потока теплопроводностью через затвердевший металл. Общее уравнение теплопроводности для одномерного теплового потока в одномерном пространстве имеет вид:

dT/dt = ( /pc)*(dT2/dx2) где - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К) [кал/(м-ч-°С)]; р и с - плотность (кг/м3) и теплоемкость (кал/кг° С) твердой стали; dT/dx - температурный градиент.

Одним из первых методов изучения скорости кристаллизации стали явился - метод выливания жидкого металла из закристаллизовавшейся части слитка. В последние годы применяли также метод радиоиндикатора. В этом случае в изложницу через определенное время после заливки металла вводят радиоиндикатор, например Fe⁵⁹ в виде окиси. Границу распространения каждой порции радиоиндикатора фиксируют, определяя радиоактивность проб металла, отобранных из разных мест, вырезанных из слитка

Оба метода измерения скорости кристаллизации стали взаимно дополняют друг друга, поскольку при опрокидывании слитка из него выливается не только жидкий металл, но и выбрасывается двухфазная область, появляющаяся между жидкой и твердой частями слитка; в то же время надо иметь в виду, что радиоиндикатор распределяется только в жидкой части слитка.