Материал: Определение технологических параметров разливки стали на слябовой МНЛЗ

6 Скорость разливки металла и диаметр каналов разливочных стаканов

При установившемся режиме непрерывной разливки стали уровень жидкого металла в кристаллизаторе должен быть постоянным. Для соблюдения этого условия между скоростью разливки металла в один ручей и скоростью вытягивания заготовки из кристаллизатора существует следующая зависимость:

(12)

где: - весовая скорость разливки жидкого металла, т/мин;

- плотность затвердевшей стали на выходе из зоны вторичного охлаждения, т/м3; = 7,5…7,6 т/м3;

- толщина и ширина заготовки, м;

- скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора, м/мин.

Величина рабочей скорости разливки и ее предельные значения и вычисляются по формуле (12) при подстановке в нее соответствующих значений скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора и .

Диаметр канала стакана промежуточного ковша рассчитывается с использованием известной формулы:

(13)

где: - диаметр канала стакана промежуточного ковша, мм;

- коэффициент скорости разливки металла из промежуточного ковша, т/(мин·мм2·м0,5); - толщина и ширина заготовки, м;

- высота слоя жидкого металла в промежуточном ковше, м.

Диаметр канала стакана сталеразливочного ковша вычисляется по формуле:

(14)

где: - диаметр канала стакана сталеразливочного ковша, мм;

- диаметр канала стакана сталеразливочного ковша, мм;

- коэффициент скорости разливки металла из сталеразливочного ковша, т/(мин·мм2·м0,5);

- высота слоя жидкого металла в сталеразливочном ковше, м.

При расчете рекомендуется принимаем следующие значения параметров:

Диаметры каналов промежуточного и сталеразливочного ковшей принимаются путем округления высчитанных по формулам (13) и (14) значений в большую сторону и кратными 5 мм.

7 Параметры настройки кристаллизатора и поддерживающих элементов зоны вторичного охлаждения

В задании на курсовую работу указаны такие размеры поперечного сечения непрерывнолитой заготовки, которые она должна иметь на выходе из слябовой МНЛЗ. Кристаллизующаяся заготовка имеет несколько большие размеры поперечного сечения, которые постепенно уменьшаются по мере ее охлаждения. Поэтому поддерживающая система машины настраивается таким образом, чтобы расстояние между противоположными стенками кристаллизатора и противоположными роликами системы вторичного охлаждения монотонно уменьшалось в направлении вытягивания заготовки. Обычно ширина поперечного сечения заготовки превышает заданные размеры в верхней части кристаллизатора на 2…3 %, а в нижней его части – на 1…2 %. По толщине аналогичные значения составляют соответственно 4…5 % и 3…4 % (рис. 1).

Поддерживающая система в зоне вторичного охлаждения, как правило, состоит из роликов, поддерживающих широкие грани слябовой заготовки. Расстояние между опорными поверхностями роликов уменьшается линейно по длине зоны вторичного охлаждения и может быть рассчитано по формуле:

(15)

где: - расстояние между противоположными роликами на входе в I–ый участок зоны вторичного охлаждения (см. рис. 1), мм;

-расстояние между широкими плитами в нижней части кристаллизатора, мм;

- расстояние между противоположными роликами на выходе из зоны вторичного охлаждения, равное толщине отливаемой заготовки, мм;

- расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до начала i-го участка этой зоны, м;

- длина зоны вторичного охлаждения МНЛЗ, м.

Расчет параметров настройки поддерживающей системы МНЛЗ заключается в определении расстояния между противоположными стенками вверху и внизу кристаллизатора и между противоположными роликами на входе и выходе каждого участка зоны вторичного охлаждения.

,00 мм

8 Режим первичного охлаждения заготовки

На слябовых МНЛЗ используются сборные кристаллизаторы, состоящие из четырех медных плит, каждая из которых для жесткости крепится шпильками к индивидуальной стальной плите. По толщине используемых медных плит кристаллизаторы подразделяются на тонкостенные и толстостенные. В тонкостенных кристаллизаторах плиты изготовляются из холоднодеформированной меди толщиной 15…25 мм, а в толстостенных – из горячедеформированной меди толщиной 60…90 мм. Более широкое распространение получили толстостенные кристаллизаторы, обладающие большей жесткостью и надежностью в работе. В толстостенных кристаллизаторах вода со скоростью 6…10 м/с подаётся в просверленные в медной плите цилиндрические каналы либо в фрезерованные каналы прямоугольной формы с наружной стороны медной плиты (рис. 2).

Основным показателем, характеризующим режим первичного охлаждения заготовки в кристаллизаторе, является расход охлаждающей воды. Предварительно перед расчетом расхода воды необходимо, пользуясь вышеприведенной информацией, выбрать форму каналов охлаждения в кристаллизаторе и вычислить их количество по формуле:

(16)

где: - количество каналов, шт.;

- периметр кристаллизатора в средней его часть по осям каналов, мм;

- расстояние между осями соседних каналов, мм.

В формуле (16) периметр по осям каналов в средней части кристаллизатора определяется по формуле:

(17)

где: - расстояние между широкими плитами кристаллизатора в его верхней и нижней частях, мм;

- расстояние между узкими плитами кристаллизатора в его верхней и нижней частях, мм;

- расстояние от внутренней стороны медной плиты кристаллизатора до оси каналов, мм.

Расход воды на охлаждение кристаллизатора должен быть таким, чтобы обеспечивалось выполнение двух условий:

– температура воды на выходе из кристаллизатора не должна превышать 40…45 °С для предотвращения отложения солей внутри каналов;

– скорость циркуляции воды в каналах должна быть в интервале 6…10 м/с для предотвращения образования застойных зон с локальным перегревом.

Расход воды, обеспечивающий выполнение первого условия, определяется по формуле:

где: - расход воды на охлаждение кристаллизатора по рассматриваемому условию, м3/ч;

- средняя плотность теплового потока от заготовки к кристаллизатору, Вт/м2;