Файл: Особенности технологии непрерывной разливки высокоуглеродистой стали.docx

3 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАЗЛИВКИ СТАЛИ МАРКИ 80 НА СОРТОВОЙ МНЛЗ

3.1 Параметры жидкого металла

Для расчета используется сталь марки 80, химический состав которой представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Химический состав стали марки 80

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	С	Mn	Si	S	P	Cr	Ni	Cu	Al
80	0,80…0,85	0,5…0,65	0,17 … 0,37	≤0,015	≤0,015	≤0,05	≤0,05	≤0,05	≤0,005

Сталь, предназначенная для разливки непрерывным способом, должна иметь содержание серы и фосфора, не более 0,015% каждого элемента. Для данной стали S≤0,005%, P≤0,010%.

Температура разливаемой стали оказывает существенное влияние, как на технологию непрерывной разливки, так и на качество получаемой заготовки. Температура стали в промежуточном ковше МНЛЗ определяется по формуле

, (3.1)

где - температура стали в промежуточном ковше, ° С;

- температура начала затвердевания стали (температура ликвидус), ° С;

- величина перегрева стали над температурой ликвидус, ° С.

Температура ликвидус стали вычисляется по формуле

(3.2)

где 1539 - температура затвердевания чистого железа, ° С;

73; 12; 3; 30; 28; 1; 3,5; 7- величины снижения температуры затвердевания железа при введении в него 1 %, соответственно, углерода, кремния, марганца, серы, фосфора, хрома, никеля, меди, ° С/%;

---

[C], [Si], [Mn], [S], [P], [Cr], [Ni], [Cu] - содержание в стали, соответственно, углерода, кремния, марганца, серы, фосфора, хрома, никеля, меди, %.
Рассчитаем температуру ликвидус по формуле (3.2)



_{Сталь 80 классифицируется как сталь конструкционная углеродистая качественная, разливку ведем закрытой струей.}

Величина перегрева стали над температурой ликвидус (°С) принимается в соответствии с заданной величиной продол­жительности разливки металла из одного сталеразливочного ковша и способом подачи металла в кристаллизатор:

Продолжительность

разливки металла, мин <= 60 > 60

Открытая струя 20...30 30...40

Закрытая струя 15...25 25...35
Величину перегрева принимаем равной 25.

Тогда температура стали в промежуточном ковше по формуле (3.1) составляет

3.2 Продолжительность затвердевания сортовой непрерывнолитой заготовки

Главным фактором, влияющим на продолжительность затвердевания непрерывнолитых заготовок, являются размеры поперечного сечения: толщина и ширина. Продолжительность затвердевания непрерывнолитых заготовок определяется по формуле

, (3.3)

где - продолжительность затвердевания заготовки, мин;

- коэффициент формы поперечного сечения заготовки;

- толщина заготовки, мм;

- коэффициент затвердевания стали, мм/мин^0,5.

В формуле (3.3) величина коэффициента формы поперечного сечения заготовки вычисляется следующим образом

, (3.4)

где - ширина заготовки, мм.

Величина коэффициента затвердевания стали зависит от величины перегрева и в данном случае будет равна 27 мм/мин

---

^0,5.

Тогда, продолжительность затвердевания заготовки будет равна

мин.

---

3.3 Скорость разливки металла и диаметр каналов разливочных стаканов

Весовая скорость разливки металла из сталеразливочного ковша определяется по формуле
, (3.5)

где – весовая скорость разливки металла из сталеразливочного ковша, т/мин;

- масса металла в сталеразливочном ковше, т;

- продолжительность разливки металла одной плавки, мин.
Продолжительность разливки принимаем равной 80 мин. Тогда весовая скорость будет равна

т/мин.

Диаметр канал стакана сталеразливочного ковша вычисляется по формуле

, (3.6)

где - диаметр канала стакана сталеразливочного ковша, мм;

- коэффициент весовой скорости разливки металла из сталеразливочного ковша, т/(мин*мм²*м^0,5);

- высота слоя жидкого металла в сталеразливочном ковше, м.

При расчете принимаем следующие значения параметров

= 1,4*10^-3 т/(мин*мм²*м^0,5); = 0,9 м.

Рассчитаем диаметр канала

мм.

Таким образом, диаметр канала сталеразливочного ковша равен 45 мм.

Диаметр канала стаканов промежуточного ковша определяется по формуле

, (3.7)

где - диаметр канала промежуточного ковша, мм;

- количество ручьев МНЛЗ, шт;

- коэффициент весовой скорости разливки металла из промежуточного ковша, т/(мин*мм

---

²*м^0,5);

- высота слоя жидкого металла в промежуточном ковше, м.

Принимаем следующие значения параметров

= 1,35*10^-3 т/(мин*мм²*м^0,5); =0,9 м.

Рассчитаем этот диаметр

мм.

Таким образом, диаметр стаканов промежуточного ковша равен 20 мм.

3.4 Скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора

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

, (3.8)

где – плотность затвердевшей стали на выходе из зоны вторичного охлаждения, т/м³ (принимаем равной 7,6 т/м³ );

– толщина заготовки, м;

– ширина заготовки, м;

– скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора, м/мин.

После преобразования формулы (3.8) вычисляется расчет­ное значение скорости вытягивания заготовки из кристаллизато­ра

, (3.9)

Тогда расчетная скорость вытягивания заготовки

м/мин.

Найденное значение скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора должно обеспечивать получение в заготовке на выходе из кристаллизатора корочки затвердевшего металла достаточной толщины для исключения возникновения аварий­ных прорывов жидкого металла. Поэтому по известной формуле квадратного корня вычисляется расчетное значение толщины слоя затвердевшего металла в заготовке на выходе из кристаллизатора. Это расчетное значение сравнивается с рекомендуемым значением.

Определяем время, которое заготовка находится в кристаллизаторе по формуле (3.10)

---