Файл: Особенности технологии непрерывной разливки высокоуглеродистой стали.docx

В первом приближении коэффициент конвективной теплоотдачи зависит от интенсивности обдува поверхности заготовки воздухом и может быть определена по формуле

(3.31)

где - скорость движения воздуха, подаваемого на заготовку, м/с.

При водовоздушном вторичном охлаждении заготовки рекомендуется принимать скорость движения воздуха в диапазоне 2...5 м/с. Принимаем 4 м/с. Тогда













5 Определяется плотность орошения поверхности заготовки водой

_(3.32)

где - плотность орошения поверхности заготовки, м3/(м2·ч);

- охлаждающий эффект воды, Вт·ч/м3.

При водовоздушном охлаждении плотность орошения принимается в диапазоне η = 57000...60000 Вт·ч/м3. Принимаем η = 58000 Вт·ч/м3. При водяном охлаждении η = 48000...52000 Вт·ч/м3. Принимаем η = 50000 Вт·ч/м3.

Тогда









6 Рассчитывается расход воды по формуле

(3.33)

где - расход воды на вторичное охлаждение заготовки на данном участке, л/мин;

- площадь орошаемой поверхности, м².

При отливке заготовки охлаждаются все ее гра­ни. Тогда для заготовки квадратного сечения

_(3.34)

где - толщина и ширина отливаемой заготовки в середине i - го участка зоны

---

вторичного охлаждения, м;

- длина i - го участка ЗВО, м.

Вычисление значений толщины и ширины отливаемой за­готовки в середине i - го участка зоны вторичного охлаждения производится по формуле

(3.35)

_(3.36)

где , - толщина и ширина отливаемой заготовки, м;

- расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до середины i - го участка зоны вторичного охлаждения, м.









Площадь орошаемой поверхности по всей длине ЗВО:









После этого подсчитывается общий и удельный расходы воды на вторичное охлаждение заготовки с использованием формул:

(3.37)

(3.38)

<sub>где - суммарный расход воды на вторичное охлаждение заготовки, л/мин;

n - количество участков зоны вторичного охлаждения МНЛЗ,

- удельный расход воды на вторичное охлаждение заготовки, л/т;

- скорость разливки стали в ручье, т/мин.</sub>

Для водовоздушной системы вторичного охлаждения не­обходимо также рассчитать и расход воздуха на каждом участке ЗВО. Для качественного распыления воды нужно выдерживать определенное соотношение между расходами воды и воздуха. Величина этого соотношения определяется конструкцией фор­сунок и может изменяться в широких пределах. Для ориентиро­вочных расчетов, проводимых без учета конструкции форсунок, можно принять соотношение расхода воды к расходу воздуха в диапазоне от (1:20) до (1:200). Принимаем 1:100.

---

Сформируем таблицы параметров по каждому участку зоны вторичного охлаждения заготовки.

Таблица3.2 – Параметры по каждому участку ЗВО

Параметр	Значение параметров зоны вторичного охлаждения
	1-я секция	2-я секция	3-я секция	4-я секция
τ, мин	0,42	1,01	2,27	3,81
ξ,м	0,02	0,03	0,04	0,05
tпов,0С	1136	1032	962	917
Qвн, Вт/м2	525398	447133	345905	291214
Qизл, Вт/м2	167180	122998	98652	84963
Qконв, Вт/м2	6873	21038	19587	18649
gор, м3/(м2*ч)	7,03	5,18	3,89	3,21
Fор,м2	0,16	0,93	0,98	0,66
Gв, л/мин	18,86	80,52	63,38	35,05

На рисунке 3.1 представлен график изменения температуры поверхности по оси грани заготовки по длине зоны вторичного охлаждения машины.

---

Рисунок 3.1 – Изменение температуры поверхности по оси грани заготовки по длине зоны вторичного охлаждения машины
На рисунках 3.2 и 3.3 представлены графики изменения плотности орошения и расхода воды по длине зоны вторичного охлаждения машины соответственно.



Рисунок 3.2 - Изменение плотности орошения по длине зоны вторичного охлаждения машины.



Рисунок 3.3 – Изменение расхода воды по длине зоны вторичного охлаждения машины
По формулам (3.37) и (3.38) определим общий и удельный расход на вторичное охлаждение заготовки

---

4 АНАЛИЗ КАЧЕСТВА СОРТОВЫХ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ СТАЛИ МАРКИ 80

Для анализа качества сортовых непрерывнолитых заготовок из стали марки 80 была изучена выборка из 299 плавок, разлитых в период с мая по июль 2020г. на пятиручьевой МНЛЗ в ЭСПЦ ПАО «ММК». Сталь марки 80 конструкционная рессорно-пружинная, применяется при изготовлении круглых и плоских пружин и других деталей, работающих в условиях трения и под действием вибрационных нагрузок.

Данные о параметрах изученных плавок представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Данные о параметрах изученных плавок

Параметр	Значение
	минимум	максимум	среднее
Содержание химических элементов, %: C Si Mn S Mn/S P N Al	0,80 0,20 0,45 0,001 90 0,004 0,004 0,002	0,084 0,30 0,065 0,006 690 0,019 0,008 0,005	0,82 0,26 0,53 0,002 335 0,010 0,010 0,00
Температура металла в промежуточном ковше, оС	1484	1500	1494
Температура ликвидус, оС	1462	1466	1464
Перегрев металла, оС	20	37	30,15
Скорость вытягивания заготовки, м/мин	1,8	2,3	2,0

С целью проведения сравнительного анализа макроструктуры из заготовки вырезался темплет, в котором изучалась макроструктура литого металла. Определили степень развития следующих дефеков: центральная пористость (ЦП), осевая ликвация (ОЛ), (ЛТП общ.), (ЛТП ос.), (ЛТП уг.), краевая точечная загрязненность (КТЗ). На рисунке 4.1 приведена средняя степень развития вышеуказанных дефектов.



Рисунок 4.1 – Данные усреднительной оценки степени развития дефектов непрерывнолитых заготовок из стали марки 80

---