- •Содержание:
- •В ведение
- •1 Параметры жидкого металла
- •2 Продолжительность затвердевания нлз
- •3 Скорость вытягивания заготовки
- •4 Параметры качания кристаллизатора
- •5 Скорость разливки и диаметр каналов сталеразливочных стаканов
- •6 Параметры настройки кристаллизатора и системы вторичного охлаждения
- •7 Охлаждение кристаллизатора
- •8 Вторичное охлаждение заготовки
- •9 Длительность разливки плавки и производительность мнлз
- •10 Определение требуемого числа мнлз
- •Список использованных источников
2 Продолжительность затвердевания нлз
Главными факторами, определяющими продолжительность затвердевания НЛЗ, являются размеры ее поперечного сечения: толщина а и ширина b. С достаточной точностью продолжительность затвердевания заготовки можно определить по формуле
(3)
где а - толщина заготовки, мм;
τз - продолжительность затвердевания, мин;
Кф – коэффициент формы поперечного сечения заготовки;
k - коэффициент затвердевания, мм/мин1/2.
Численное значение коэффициента формы Кф принимается следующим образом:
Кф = 1, если b/а ≥ 2;
Кф = 0,5 + 0,25 ∙ b/a, если b/а < 2.
Величину коэффициента затвердевания k рекомендуется принимать в пределах 24…26 мм/мин0,5 для всех марок спокойной стали.
Для слябовой заготовки:
;
принимаем к = 25;
мин.
Для блюмовой заготовки :
принимаем к = 25;
мин
3 Скорость вытягивания заготовки
Рабочая скорость вытягивания при разливке большинства сталей существенно отличается от максимальной, что связано с особенностями кристаллизации этих марок сталей (например, склонность к образованию трещин) и особенностями формирования поверхности слитка. В приложении 4 представлены значения рабочих скоростей вытягивания слитка различных сечений и марок сталей.
В качестве рабочей принимается такая скорость вытягивания, при которой обеспечивается сочетание высокого качества заготовки с достаточно высокой производительностью МНЛЗ. Обычно рабочая скорость вытягивания назначается с учетом многих факторов: марки стали, размеров поперечного сечения отливаемой заготовки, температуры металла в промежуточном ковше, содержания в стали вредных примесей и др. Если температура разливаемого металла и содержание вредных примесей в ней соответствуют требованиям раздела 1, то рабочая скорость вытягивания (линейная скорость разливки) может быть рассчитана по формуле [8]
(12)
где νр – рабочая скорость вытягивания заготовки, м/мин;
kν – коэффициент скорости вытягивания, м2/мин;
а, b, - толщина и ширина заготовки, м.
Слябовая, блюмовая и сортовая заготовка отличаются друг от друга размерами одной из сторон и соотношением ширины к толщине а/b:
для слябовой заготовки размер одной из сторон более 0,6 м, а отношение ширины к толщине заготовки более 2:
для блюмовой заготовки размеры поперечного сечения составляют 0,2-0,6 м, а отношение а/b < 2;
для сортовой заготовки размеры поперечного сечение не превышают 0,2 м.
Значения коэффициента скорости вытягивания kν для слябовых заготовок приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Значения коэффициента скорости вытягивания kν для слябовой заготовки [8]
Марка стали, назначение |
kν |
1. Углеродистая обыкновенного качества и низкоуглеродистая стабилизированная алюминием для холоднокатаного листа 2. Углеродистая и низколегированная конструкционная; углеродистая и низколегированная для судостроения, мостостроения и трубная 3. Кипящая обыкновенного качества для горячекатаного листа и сталь углеродистая конструкционная кипящая общего назначения и для холоднокатаного листа 4. Легированная и конструкционная 5. Низкоуглеродистая электротехническая динамная и трансформаторная сталь |
0,3
0,24
0,24 0,20
0,18 |
(для слябовой заготовки).
Практика показала, что на используемых в настоящее время слябовых МНЛЗ для обеспечения получения качественной литой заготовки и безаварийной работы, скорость разливки (в случае получения чрезмерно высоких значений) должна ограничиваться предельными значениями, указанными в таблице 4.
Таблица 4 – Предельные значения скорости разливки слябовой заготовки [9]
Толщина сляба, мм |
νр, м/мин |
150 |
1,6 |
200 |
1,6 |
250 |
1,4 |
300 |
1,2 |
Примечание: 1. Для случая реконструкции существующей МНЛЗ необходимо при обосновании линейной скорости разливки учитывать конкретные условия разливки в цехе. 2. При получении расчётом более высоких значений линейной скорости разливки, требуется соответствующее обоснование. |
Значения коэффициента скорости вытягивания kν для блюмовых заготовок (толщиной более 200 мм) приведены в таблице 5.
Значения коэффициента скорости вытягивания kν для сортовых заготовок (толщиной менее 200 мм) находится в пределах 0,2-0,3. Чем более легированная сталь, тем значение коэффициента меньше.
Так как нормативных значений, ограничивающих линейную скорость разливки блюмовых и сортовых заготовок нет, то она принимается равной расчетной.
Таблица 5 – Значения коэффициента скорости вытягивания kν для блюмовых заготовок [8]
Марка стали, назначение |
kν |
1. Сталь углеродистая обыкновенного качества 2. Сталь углеродистая и низколегированная конструкционная; для судостроения, котлостроения, мостостроения и трубная 3. Сталь углеродистая конструкционная кипящая 4. Сталь легированная и конструкционная. Сталь высоколегированная и сплавы для электродов 5. Сталь инструментальная углеродистая, легированная и ШХ |
0,14
0,13 0,11
0,11 0,10 |
(для блюмовой заготовки).
Рабочая скорость вытягивания заготовки является базовой для определения диапазона допустимых скоростей вытягивания:
(13)
Для слябовой заготовки:
Для блюмовой заготовки:
Рабочая скорость вытягивания определяет глубину лунки жидкого металла в кристаллизующейся НЛЗ
(14)
Для слябовой заготовки:
Для блюмовой:
Для определения максимальной протяженности жидкой фазы машины существует уточненная формула [9]:
(15)
где K – коэффициент, зависящий от отношения ширины заготовки к толщине;
а – толщина наиболее толстой заготовки, отливаемой на машине, м.
Значения коэффициента К приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Значение коэффициента K для расчета протяженности жидкой фазы
Отношение в/а |
Профиль заготовки |
К |
Отношение в/а |
Профиль слитка |
К |
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 |
блюм блюм блюм блюм блюм блюм блюм блюм блюм блюм сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб |
240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 293 296 299 302 305 308 311 314 317 320 321 322 323 324 326 |
3,6 3,7 3,8 3,9 4 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6 и более |
сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб сляб
|
327 328 329 330 332 333 333 334 334 335 335 336 336 337 337 337 338 338 338 339 339 339 339 340 340 |
Для слябовой заготовки:
Для блюмовой заготовки:
Обязательным условием получения плотной осевой зоны НЛЗ является соблюдение соотношения:
(16)
где Lм – металлургическая длина МНЛЗ (расстояние по оси заготовки от уровня жидкого металла в кристаллизаторе до последнего поддерживающего ролика), м.
Поэтому необходима проверка соблюдения условия (16) при разливке с максимальной скоростью вытягивания. Если данное условие не соблюдается, то максимальную скорость вытягивания необходимо соответственно уменьшить.
Проверяем условия:
Для слябовой заготовки: условие выполняется;
Для блюмовой заготовки: условие выполняется.