4 Параметры качания кристаллизатора

Зная максимальную скорость вытягивания слитка, можно опреде­лить параметры качания кристаллизатора, к которым относятся амплитуда и частота качания. Необходимость качания кристаллизатора вызвана тем, что в процессе непрерывкой разливки корочка затвердевающего в кристаллизаторе слитка по мере его движения вниз претерпевает усадку и от­ходит от стенок. Зона плотного контакта корочки со стенками очень мала и находится в верхней части кристаллизатора, вблизи мениска жидкого ме­талла. При определенных условиях в этой зоне происходит прилипание тонкой корочки к стенкам кристаллизатора. Это может привести к разрыву корочки в местах ее отхода от стенок. Если кристаллизатор неподвижен, а слиток вытягивается с постоянной скоростью, тo прилипшая часть корки остается на месте (зависает), а нижняя часть будет двигаться вниз. В результате происходит прорыв – выход жидкого металла из сердцевины слит­ка. Для предотвращения прорывов необходимо сообщать кристаллизатору возвратно-поступательное движение. Причем скорость опускания кристал­лизатора задается несколько большей, чем скорость движения слитка. До­пустимое время опережения (τ_оп), необходимое для сваривания (залечивания) разрывов корочки слитка, должно составляет 0,1-0,3 с. Пе­ремещение кристаллизатора осуществляется в направлении его оси. Необходимое время опережения при разных скоростях вытягивания достигается изменением частоты (υ) и амплитуды (δ) качания кристаллизатора путем синхронизации со скоростью вытягивания слитка. Произведение оптимальной частоты качания на время опережения называется критерием оптимального опережения (К_опт). Для синусоидального закона качания К_опт = 0,274, а при трапециальном законе с циклом 3:1 – К_опт = 0,71-0,75.

Таким образом, частоту качания кристаллизатора можно определить по формуле:

(17)

где τ_оп – допустимое время опережения, с.

Оптимальную амплитуду качания выбирают только для максималь­ной скорости вытягивания слитка с учетом τ_оп и принимают ее постоян­ной для всех скоростей, меньших максимальной:

(18)

Для слябовой заготовки:

Для блюмовой заготовки:

В зависимости от ти­па и конструкции МНЛЗ амплитуда качания кристаллизатора составляет 1-50 мм, а частота от 20 до 600 циклов в минуту. Примеры параметров кача­ния кристаллизатора действующих МНЛЗ представлены в приложении 5.

Необходимую частоту качания кристаллизатора можно также определить исходя из рабочей скорости вытягивания по уравнению

(19)

где – рабочая скорость вытягивания, м/мин;

υ – частота качания кристаллизатора, мин^-1;

k_υ - коэффициент частоты;

δ - амплитуда качания кристаллизатора, м.

Обычно принимают k_υ = 0,8…1,5 и δ = 0,005…0,015 м.

Для слябовой заготовки:

.

Для блюмовой заготовки:

.