Perpindahan Panas Lapisan Aluminizing Hot Dip Selama Pemadatan

Lapisan aluminizing hot dip adalah salah satu metode perlindungan permukaan baja yang paling efektif dan secara bertahap mendapatkan popularitas. Meskipun kecepatan tarikan adalah salah satu parameter terpenting untuk mengontrol ketebalan lapisan produk aluminisasi, namun, ada sedikit publikasi tentang pemodelan matematika kecepatan tarikan selama proses celup panas. Untuk menggambarkan korelasi antara kecepatan tarik, ketebalan lapisan dan waktu pemadatan, prinsip perpindahan massa dan panas selama proses aluminisasi diselidiki dalam makalah ini. Model matematika didasarkan pada persamaan Navier-Stokes dan analisis perpindahan panas. Eksperimen menggunakan peralatan yang dirancang sendiri dilakukan untuk memvalidasi model matematika. Secara khusus, lelehan aluminium dimurnikan pada 730 . Metode Cook-Norteman digunakan untuk perlakuan awal pelat baja Q235.

Suhu aluminizing hot dip diatur ke 690 dan waktu pencelupan diatur ke 3 menit. Motor arus searah dengan variasi kecepatan stepless digunakan untuk mengatur kecepatan tarikan. Perubahan suhu lapisan dicatat oleh termometer inframerah, dan ketebalan lapisan diukur dengan menggunakan analisis gambar. Hasil percobaan validasi menunjukkan bahwa ketebalan lapisan sebanding dengan akar kuadrat dari kecepatan tarik untuk pelat baja Q235, dan bahwa ada hubungan linier antara ketebalan lapisan dan waktu pemadatan ketika kecepatan menarik lebih rendah dari 0.11 m/s. Prediksi model yang diusulkan cocok dengan pengamatan eksperimental ketebalan lapisan.

1 Pendahuluan

Baja hot dip aluminizing memiliki ketahanan korosi yang lebih tinggi dan sifat mekanik yang lebih diinginkan dibandingkan dengan baja hot dip galvanizing. Prinsip hot dip aluminizing adalah pelat baja yang telah diolah sebelumnya dicelupkan ke dalam paduan aluminium cair pada suhu tertentu untuk waktu yang sesuai. Atom aluminium berdifusi dan bereaksi dengan atom Besi untuk membentuk lapisan komposit senyawa Fe-Al dan paduan aluminium yang memiliki daya ikat kuat dengan matriks untuk memenuhi persyaratan melindungi dan memperkuat permukaan. Singkatnya, bahan baja hot dip adalah jenis bahan komposit dengan sifat komprehensif dan biaya rendah. Saat ini, teknik seperti Sendzimir, Non-oksidasi pereduksi, Non-pengoksidasi dan Cook-Norteman biasanya digunakan untuk aluminisasi celup panas, di mana produksi skala besar dapat direalisasikan karena efisiensi produksinya yang tinggi, kualitas produk yang stabil dan kurang polusi. Di antara empat teknologi tersebut, Sendzimir, Non-oxidizing Reducer dan Non-oxidizing dicirikan oleh proses yang kompleks, peralatan yang mahal dan biaya yang tinggi. Saat ini, metode Cook-Norteman menjadi banyak digunakan karena keunggulan proses yang fleksibel, biaya rendah dan ramah lingkungan.

Untuk proses hot dip aluminizing, ketebalan lapisan merupakan kriteria penting untuk mengevaluasi kualitas lapisan dan memainkan peran kunci dalam menentukan sifat lapisan. Oleh karena itu, bagaimana mengontrol ketebalan lapisan selama proses hot dip dianggap penting dalam menjamin kualitas lapisan yang sangat baik. Seperti yang telah kita ketahui, ada korelasi erat antara ketebalan lapisan, kecepatan tarikan dan waktu pemadatan. Oleh karena itu, untuk mengontrol proses hot dip dan meningkatkan kualitas pelapisan, perlu dibangun model matematis yang dapat menggambarkan korelasi tersebut. Dalam makalah ini, model matematis ketebalan lapisan dan kecepatan tarikan diturunkan dari persamaan Navier-Stokes. Perpindahan panas selama pemadatan lapisan dianalisis, dan hubungan ketebalan lapisan dan waktu pemadatan ditetapkan. Eksperimen pelat baja Q235 aluminizing hot dip berdasarkan metode Cook-Norteman dilakukan dengan peralatan buatan sendiri. Suhu nyata dan lapisan ketebalan diukur sesuai. Derivasi teoritis diilustrasikan dan dikonfirmasi oleh eksperimen.

2 Model Matematika

2.2 Perpindahan panas selama pemadatan lapisan Karena lapisan aluminium sangat tipis, dapat dianggap sebagai parallel cairan mengalir pada permukaan datar potongan berlapis. Kemudian dapat dianalisis dari arah x. Diagram skematik lapisan-substrat disajikan pada Gambar. 2 dan distribusi suhu ditunjukkan pada Gambar. 3.
Untuk rincian lengkap, silahkan hubungi kami.