内容简介

本书主要介绍本研究报告的目的是较为系统地介绍Ni系低温钢的强韧化机理和组织性能调控基本规律。本书对冶金企业、科研院所从事钢铁材料研究和开发的科技人员、工业开发人员具有重要的参考价值，也可供中、高等院校中的钢铁冶金、材料学、材料加工、热处理和焊接等专业的从教人员及研究生阅读、参考。

前言概述

控制轧制和控制冷却(TMCP,Thermo-mechanicalControlProcess)技术作为改善钢材综合力学性能的重要技术已经广泛应用于板带钢生产领域，在晶粒细化，组织强化以及组织均匀化等方面发挥了重要作用，对于高性能钢铁材料的开发和生产具有十分重要的意义。开发新型冷却技术取代以层流冷却技术为特征的传统加速冷却技术成为TMCP技术发展的迫切需求。为此，本课题结合国家自然科学基金青年科学基金项目（51404058）和中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（N150704005），针对射流冲击和汽雾喷射换热基础开展研究工作，为实现高强均匀高效换热提供理论支撑。主要研究工作如下：（1）针对缝隙射流冲击换热属性进行研究，获得了静止和运动条件下的缝隙射流换热区域分布和演变规律。运动状态下采用倾斜射流冲击换热方式，可以提高再润湿同步性，再润湿前沿呈一条直线，热流密度曲线间距均匀分布，可满足板带钢高强度均匀冷却的需求。在0~45°范围内，倾角增大有利于换热能力提升，热流密度峰值增幅12.8~13.2%。（2）针对单束圆形喷嘴射流冲击换热属性进行研究，研究结果表明倾斜角度对单束圆形喷嘴射流冲击换热能力有着显著影响，顺向流区域内的热流密度、换热系数以及再润湿速度均有所增加。在此基础上，研究获得了喷嘴结构、开冷温度、水温、射流方向等参数变化均对换热特性的影响规律。进而研究获得喷射流体间的相互作用规律，及其对换热规律的影响。（3）针对多束圆形喷嘴射流冲击换热属性研究，分析了流体射流冲击冷却过程的流体结构和换热区域分布。喷嘴间平行流相互冲击飞溅，形成干涉区和液滴飞溅区，促进热流密度和换热系数增强。增加流速有助于提高冷却强度，改善冷却均匀性。在实验室和现场条件下开展多束射流实验研究，随流速的增加平均换热系数有所增加，但增幅逐渐减小。（4）研究了纳米流体空气增压汽雾喷射换热机理，对其导热能力、润湿规律等流体属性以及汽雾喷射流体结构分布进行了量化分析，进而掌握其沸腾换热机理，汽雾喷射条件下的再润湿行为、换热区域分布与演变规律等换热机理，阐明了纳米颗粒和表面活性剂添加对流体流动特性以及换热行为作用规律。（5）结合本书研究结果建立了射流冲击沸腾换热条件下的平均换热系数理论模型，并针对超大热载荷边界条件下的对流导热耦合问题建立快速有限元解析模型。相关成果为热轧板带钢超快冷、淬火工艺技术装备改进、控制系统模型优化以及冷却工艺调优提供理论支持

作者介绍

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（简称RAL）是我国轧制技术领域唯一的国家重点实验室，多年来取得了非常丰富的科研成果。本简报是该实验室2013年各项工作的总结，全面反映了实验室2013年取得的各方面的科研成果。

目录

摘要
1 板带钢先进快速冷却技术研究现状
1．1 引言
1．2 板带钢快速冷却技术分类
1．3 控制冷却技术的研究与发展
1．3．1 传统板带钢冷却装备
1．3．2 新型射流冲击冷却技术
1．4 快速冷却技术换热原理研究现状
1．4．1 射流冲击换热原理研究现状
1．4．2 汽雾冷却换热原理研究现状

2 板带钢高温壁面换热基本原理研究
2．1 板带钢热加工（热处理）过程中的换热行为
2．1．1 热传导
2．1．2 热辐射
2．1．3 对流换热
2．2 沸腾换热基本原理
2．2．1 沸腾换热原理
2．2．2 射流冲击钢板表面冷却区域研究
2．2．3 沸腾气泡特征的研究
2．3 射流（层流）冲击换热基本原理
2．3．1 垂直射流）中击冷却换热机理
2．3．2 倾斜射流冲击冷却换热机理
2．3．3 射流冲击换热特性研究
2．3．4 射流冲击换热数学模型的建立
2．4 气雾冲击换热基本原理
2．4．1 空气增压汽雾冷却换热模型研究
2．4．2 临界液滴尺寸模型研究
2．5 钢板内部导热基本原理
2．5．1 导热微分方程
2．5．2 钢板热物性参数处理

3 倾斜狭缝射流换热特性研究
3．1 多功能冷却实验平台构建
3．2 静止状态下狭缝式射流冲击沸腾换热研究
3．2．1 狭缝射流冲击换热基本属性研究
3．2．2 倾角对换热属性的影响
3．3 运动状态下狭缝射流冲击换热属性研究
3．3．1 运动过程条件下的狭缝射流冲击基本换热特征
3．3．2 倾角对换热属性的影响
3．3．3 相对运动速度对换热属性的影响
3．4 狭缝射流冲击冷却换热数值分析
3．4．1 努赛尔数计算及射流冲击换热区域特性分析
3．4．2 单束倾斜射流冲击流体属性数值分析
3．4．3 多束狭缝射流冲击流体属性数值分析

4 圆形喷嘴射流冲击换热原理研究
4．1 单束射流冲击换热过程
4．1．1 单束圆形倾斜射流换热属性
4．1．2 单束圆形倾斜射流的数值分析
4．2 单束圆形射流冲击换热属性的主要影响因素
4．2．1 喷嘴结构对换热属性的影响
4．2．2 开冷温度对换热属性的影响
……
5 多束圆形射流冲击换热原理研究
6 空气增压气雾冷却换热原理研究
7 快速冷却条件下的板带钢内部温度演变规律研究
8 板带钢在线冷却快速温度解析模型的开发
9 板带钢先进快速冷却技术的开发和应用
10 结论
参考文献