Файл: Особенности технологии непрерывной разливки высокоуглеродистой стали.docx

, (3.10)

где – время которое металл находится в кристаллизаторе, мин;

– высота металла в кристаллизаторе, м;

Принимаем недолив в кристаллизаторе 0,1 м, тогда

мин.

По формуле квадратного корня определим толщину затвердевшей корочки

, (3.11)

где  - толщина слоя затвердевшего металла, мм;

τ – время затвердевания, мин.

Тогда

мм.

Рекомендуемое значение для марки стали марки 80 и для стороны поперечного сечения заготовки 150150 мм – 15 мм. Таким образом, полученный результат удовлетворяет рекомендуемому значению.

При вытягивании заготовки из кристаллизатора он совер­шает возвратно-поступательные движения вверх-вниз (качает­ся) для облегчения отделения затвердевшей корочки заготовки от стенок кристаллизатора.

Частота качания кристаллизатора находится из выраже­ния

, (3.13)

где – частота качания кристаллизатора, 1/мин;

– коэффициент частоты качания;

– амплитуда качания кристаллизатора, мм.

На современных сортовых машинах при отливке заготовки со стороной приведенного квадрата 150 мм принимаем следующие параметры:

=3,5 мм; =0,315.

Находим частоту качания кристаллизатора

кач/мин.

Внутри вытягиваемой из кристаллизатора заготовки нахо­дится лунка жидкого металла, длина которой определяется по формуле

, (3.14)

где – глубина лунки жидкого металла, м.

---

Находим длину жидкого металла

м.

Обязательным условием получения плотной структуры в осевой зоне заготовки является соблюдение соотношения

(3.15)

где – металлургическая длина МНЛ3 (расстояние по оси заготовки от поверхности жидкого металла в кристаллизаторе до оси последнего ролика рольганга передгазорезкой), м.



Равенство верное, скорость вытягивание заготовки считаем приемлемой.

---

3.5 Расход материалов для смазки в кристаллизаторе

При разливке стали закрытой струей в качестве смазки между рабочей поверхностью кристаллизатора и затвердевшей коркой заготовки применяется жидкоподвижный шлак, образующийся после расплавления вводимой на поверхность металла шлакообразующей смеси (ШОС). Влажность смеси должны быть не более 0,5%. Расход ШОС в кристаллизатор составляет 0,6…0,8 кг/т. Вид применяемой смеси зависит от химического состава разливаемой стали, в частности от содержания углерода в металле. Так для стали марки 80 применяется ШОС №3 с температурлй плавления 1100…1135 ⁰С.

. По формуле (16) определим расход ШОС для разливки одной плавки

, (3.16)

где – масса металла в сталеразливочном ковше, т;

– расход ШОС, кг/т.

Таким образом, расход масла составит

кг.

3.6 Параметры кристаллизатора и направляющих элементов вторичного охлаждения

Кристаллизирующаяся 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 параметры в верхней части кристаллизатора на 3...4 %, а толщина - на 3,5...4,5 %. В нижней части кристаллизатора превышение раз­меров по ширине и толщине практически одинаковое и состав­ляет 1,9... 2,7%.

Поддерживающая система в зоне вторичного охлаждения заготовки не является сплошной и состоит из несколь­ких пар направляющих роликов, поддерживающих все грани за­готовки .

Количество и расположение роликов относительно техно­логической оси машины должно быть выбрано в соответствии с известной информацией об устройстве сортовых МНЛЗ.

Расстояние между опорными поверхностями роликов уменьшается линейно по длине зоны вторичного охлаждения. Это расстояние по любой стороне квадратной заготовки или по толщине заготовки прямоугольного сечения может быть рассчи­тано по формуле

---

, (3.17)

где – расстояние между противоположными роликам для 1-ой пары роликов, мм;

– расстояние между противоположными стенками в нижней части кристаллизатора, мм;

– толщина отливаемой заготовки, мм;

– расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до i - ой пары роликов, м;

– длина зоны вторичного охлаждения МНЛ3, м.

Определим расстояние между стенками кристаллизатора по толщине заготовки вверху и внизу кристаллизатора

А₀ = 1,030150= 154,5 мм;

В₀ = 1,035150 = 155,3 мм;

А₁ = 1,023150 = 153,5мм;

В₁ = 1,023150 = 153,5 мм.

Секции ЗВО рассчитаем по формуле (3.17)

1ая секция

;

2ая секция

мм;

3ая секция

мм;

4я секция

мм.

3.7 Режим первичного охлаждения заготовки

На МНЛЗ применяются гильзовые кристаллиза­торы из цельнотянутых медных труб со стенкой толщиной до 20 мм. Внутренняя поверхность гильзы является рабочей стен­кой кристаллизатора. Гильза крепится в стальном корпусе в верхней его части при помощи фланца, а в нижней части - с по­мощью уплотнения, допускающего свободное термическое уд­линение для исключения деформации стенки. Для предотвра­щения коробления гильзы предусмотрено также наличие рёбер жёсткости. Охлаждающая вода движется по зазору шириной 4... 7 мм между внешней поверхностью гильзы и корпусом в на­правлении снизу вверх.

Основным показателем, характеризующим режим первич­ного охлаждения заготовки в кристаллизаторе, является расход охлаждающей воды.

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;

- скорость циркуляции воды должна быть не менее 7 м/с для предотвращения образования застойных зон с локальным перегревом.

---

Расход воды, обеспечивающий выполнение первого усло­вия, определяется по формуле

(3.18)

где - расход воды на охлаждение кристаллизатора по рассматриваемому

условию, м3/ч;

– средняя плотность теплового потока от заготовки к кристаллизатору,

Вт/м2;

– площадь поверхности кристаллизатора, воспринимающая тепловой

поток, м2 ;

– плотность воды, кг/м3;

– удельная теплоемкость воды, кДж/(кгград);

- перепад температуры воды в кристаллизаторе, ° С.

В формуле (3.18) средняя плотность теплового потока от за­готовки к кристаллизатору вычисляется по формуле

(3.19)

где - коэффициент теплопроводности затвердевшего металла, Вт/(мград);

- средний перепад температуры между температурой жидкого металла и

температурой поверхности заготовки, ° С ;

- средняя толщина слоя затвердевшего металла в кристаллизаторе, м.

Исходя из методических указаний, выбрали значение коэффициента теплопроводности: Вт/(м*град)

Средний перепад температуры между температурой жид­кого металла и температурой поверхности заготовки изменяется в диапазоне 350...400° С. Принимаем 375 ° С.

Средняя толщина слоя затвердевшего металла в кри­сталлизаторе определяется по формуле

, (3.20)

где - высота кристаллизатора

---