Файл: Особенности технологии непрерывной разливки высокоуглеродистой стали.docx

, м;

- величина недолива жидкого металла до верхнего края медной гильзы

кристаллизатора, м.

Принимаем величину недолива100 мм. Тогда средняя толщина слоя затвердевшего металла в кристаллизаторе:

м.

Средняя плотность теплового потока от заготовки к кристаллизатору:

Вт/м².

В формуле (3.18) площадь поверхности кристаллизатора, воспринимающая тепловой поток, рассчитывается по уравнению

, (3.21)

где , – расстояние между противоположными стенками по толщине и ширине верхней части кристаллизатора, м;

, – расстояние между противоположными стенками по толщине и ширине нижней части кристаллизатора, м.

м²

Удельная теплоемкость воды принята равной 4,187 кДж/(кгград).

В формуле (3.18) перепад температуры воды в кристалли­заторе вычисляется как разность между температурой воды на выходе из кристаллизатора (40...45°С) и ее температурой на входе (15...25°С).

Тогда расход воды, обеспечивающий выполнение первого условия, будет равен

м³/ч.

Расход воды, обеспечивающий выполнение второго усло­вия – заданную скорость ее движения, определяется по форму­ле

, (3.22)

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

- площадь поперечного сечения зазора между медной гильзой и стальным корпусом, м2;

– скорость движения воды , м/с.

Скорость движения охлаждающей воды обычно изменяет­ся в интервале 7...10 м/с. Принимаем 10 м/с.

Тогда расход воды, обеспечивающий выполнение второго условия - заданную скорость ее движения в каналах кристаллизатора, будет равен

---

м³/ч.

После вычисления расхода воды по формулам (3.18) и (3.22) принимается наибольшее значение расхода воды.

Итак, принимаем расход воды 105,50 м³/ч..

---

3.8 Режим вторичного охлаждения заготовки

Режим вторичного охлаждения заготовки рассчитывается для заданной скорости вытягивания сляба из кристаллизатора. Расчет режима вторичного охлаждения заготовки осуществляется по участкам зоны вторичного охлаждения (ЗВО) МНЛЗ. Так как по длине любого участка зоны вторичного охлаждения все показатели, характеризующие тепловое состояние кристаллизующейся заготовки, непрерывно меняются, то расчет ведется для середины участка.

Расчет каждого участка производится в следующей последовательности.

1 Вычисляется продолжительность времени от начала кристаллизации заготовки по формуле

_, (3.23)

где - продолжительность времени от начала кристаллизации заготовки, мин;

- расстояние от поверхности жидкого металла в кристаллизаторе до середины I-го участка зоны вторичного охлаждения, м;

- заданное значение скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора для расчета режима вторичного охлаждения, м/мин.









2 Определяется толщина слоя затвердевшего металла с использованием формулы

(3.24)

где - толщина слоя затвердевшего участка в середине I-го участка зоны

вторичного охлаждения, м.

Тогда толщина слоя затвердевшего участка по всей длине зоны вторичного охлаждения будет равна:









3 Рассчитывается температура поверхности по оси верхней грани заготовки по формуле

---

, (3.25)

где - температура поверхности заготовки I-го участка зоны вторичного

охлаждения, ° С;

- температура поверхности по оси широкой грани заготовки в начале зоны вторичного охлаждения, ° С;

- температура поверхности по оси широкой грани заготовки в конце зоны вторичного охлаждения, ° С;

- расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до середины I-го

участка, м;

- общая протяженность зоны вторичного охлаждения машины, м.

В формуле (3.25) температура поверхности по оси широкой грани заготовки в начале зоны вторичного охлаждения вычисляется с использованием формулы

_{, (3.26)}

где - температурный коэффициент, ° С/мин.

Для углеродистой стали значение температурного коэффициента принимает значение = 210 ° C/мин.



Температура поверхности по оси верхней грани заготовки в конце зоны вторичного охлаждения для углеродистой стали равна: = 900 ° С.

Тогда температура поверхности по оси верхней грани заготовки по всей длине зоны вторичного охлаждения равна



4 Подсчитывается плотность теплового потока от жидкой сердцевины к поверхности заготовки через слой затвердевшего металла

_{, (3.27)}

где - плотность теплового потока от жидкой сердцевины к поверхности

заготовки, Вт/м2;

---

- перепад температуры по толщине затвердевшего слоя металла (° С)

определяется по формуле

_{, (3.28)}









Тогда плотность теплового потока от жидкой сердцевины к поверхности заготовки через слой затвердевшего металла по всей зоне вторичного охлаждения









C поверхности заготовки в окружающую среду излучением

(3.29)

где - плотность теплового потока, передаваемого излучением, Вт/м2;

- степень черноты поверхности заготовки; γ = 0,7...0,8, принимаю 0,7;

- коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м2·К4);

= 5,67 /(м2·К4);

- температура окружающей среды, ° С.









С поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией

(3.30)

где - плотность теплового потока, передаваемого конвекцией, Вт/м²;

- коэффициент конвективной теплоотдачи с поверхности заготовки, Вт/(м²·град).

---