Совершенствование методики проектирования и модернизация оборудования промежуточных ковшей МНЛЗ на основе моделирования потоков металла

• Автор: Филатова, Ольга Анатольевна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. КОМПЛЕКС МАШИН НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЕГО ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
1.1. Компоненты комплекса машин непрерывной разливки стали
1.2. Конструкции и особенности функционирования промежуточного ковша (ПК)
1.3. Конструкции оборудования промковша сортовой МНЛЗ электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) ОАО «ММК»
1.4. Методы и особенности моделирования при проектировании элементов оборудования МНЛЗ, работающих с потоками жидкого металла
1.5.Математическая модель процесса рафинирования стали
1.6.Выводы по главе
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ОБОРУДОВАНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК
2.1. Основные положения по проектированию оборудования промежуточного ковша МНЛЗ
2.2. Требования, предъявляемые к оборудованию систем распределения потоков стали (СРП) промежуточных ковшей МНЛЗ, и общие принципы их построения
2.3.Методика расчета элементов системы распределения потоков стали. Оценка работоспособности оборудования СРП промковша
2.4. Проектирование оборудования СРП стали промковша. Структурная схема алгоритма
2.5. Выводы по главе
3 СОЗДАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМ РАПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ СТАЛИ Т - ОБРАЗНОГО ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША СОРТОВОЙ МНЛЗ
3.1. Компоновка оборудования СРП ПК и задачи математического моделирования при создании и модернизации элементов СРП
3.2. Условия математического моделирования процесса непрерывной разливки стали в промежуточном ковше
3.3. Моделирование потоков металла в Т- образном промежуточном ковше с различными комплектами оборудования СРП
3.4. Разработка оборудования системы распределения потоков стали для Т-образного промежуточного ковша
3.5. Сравнение результатов моделирования течения метала в Т-образном промковше с различным оборудованием
3.6. Выводы по главе

4. СОЗДАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ, РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ СТАЛИ С АРГОННЫМИ БЛОКАМИ Т - ОБРАЗНЫХ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КОВШЕЙ СОРТОВЫХ МНЛЗ
4Л. Основные положения по проектированию оборудования СРП стали с подачей аргона
4.2. Цели и задачи разработки оборудования систем распределения потоков стали в Т- образном ПК сортовой МНЛЗ с подачей аргона
4.3. Конструкции оборудования создаваемых СРП в Т- образном ПК сортовой МНЛЗ, обеспечивающих подачу аргона
4.4. Разработка основ проектирования и выбор параметров системы подачи аргона в СРП с использованием аргона
4.5. Методы исследования процесса продувки жидкой стали инертным газом - аргоном при использовании СРП в ПК
4.6. Численное моделирования процесса разливки стали в промковше с использованием СРП на базе аргонных блоков
4.7. Состав мероприятий по рафинированию металла в ПК МНЛЗ
4.8. Выводы по главе
5. КОНСТРУКЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОВ СТАЛИ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША МНЛЗ 1, 2 ЭСПЦ
5.1. Конструкции создаваемых СРП в Т- образном ПК сортовой МНЛЗ, обеспечивающих подачу аргона
5.2. Особенности эксплуатации и использования элементов СРП на МНЛЗ
5.3. Результаты испытаний аргонных блоков на сортовых МНЛЗ 1,2 ЭСПЦ ОАО ММК
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Приложение

99 100

ВВЕДЕНИЕ

Повышению качества непрерывно-литой заготовки на МНЛЗ уделяется большое внимание инженерами металлургических предприятий и учеными, как в нашей стране, так и за рубежом.
Промежуточный ковш является важным технологическим агрегатом МНЛЗ. Его конструкция, а также конструкция его отдельных элементов определяют параметры течения стали. Это оказывает значительное влияние на стабильность её разливки и на содержание неметаллических включений в получаемой литой заготовке.
В СНГ достаточно серьезно проблемой повышения качества непрерывно - литой заготовки, в том числе и за счет рафинирования стали в промежуточном ковше, занимаются Ефимов В.А., Ефимов Г.В., Эльдарханов A.C., Смирнов А.Н., Лякишев Н.П. и др. [24, 25, 40, 105, 107, 108, 128, 137]. В их работах представлено несколько способов интенсификации процесса рафинирования стали в промежуточном ковше. Основным механизмом рафинирования признается процесс удаления включений за счет их всплытия к поверхности расплава и дальнейшей ассимиляции покровным шлаком. В их работах указывается, что для интенсификации процесса рафинирования стали, в первую очередь, требуется выбрать рациональные параметры течения металла в промежуточном ковше (ПК). Для этих целей применяют специальное оборудование промежуточного ковша, которое устанавливается во внутреннюю полость ковша. Его использование способствует скорейшему выносу неметаллических частиц к покровному шлаку. Комбинация такого оборудования в промежуточном ковше образует систему распределения потоков стали (СРП).
Несмотря на то, что отдельное оборудование СРП уже давно с успехом применяется на многих металлургических предприятиях мира, обоснованных инженерных методик их расчета в научной литературе до сих пор не представлено. В особенности это относится к Т-образным промежуточным ков-

3) разделение потока металла от бойного места на направления, защищающие ближайшие ручьи от загрязненной стали;
4) надежная фиксация элементов СРП в промковше [91];
5) минимизация числа элементов СРП промежуточного ковша и простота их формы;
6) обеспечение прочности (<т<[(т]) оборудования, достаточной устойчивости (Р < Р,р );сохранение сплошности покровного шлака;
7) элементы СРП не должны влиять на работу стопорных механизмов. Условиями длительного функционирования являются:
1) элементы системы распределения потоков стали должны обладать кавитационной стойкостью, либо их конструкция должна исключать возможность развития кавитационного процесса [24];
2) элементы системы распределения потоков стали должны выполняться под уровень покровного шлака.
Оставшиеся принципы объединяются в группу сервисных принципов:
1) выполнение придонных переливных отверстий в элементах СРП для обеспечения эффективного и безаварийного их извлечения из промковша и уменьшения остатков жидкой стали после разливки в ПК;
2) наличие в оборудовании системы распределения потоков стали элементов фиксации при установке монтажных петель;
3) элементы СРП должны быть сбалансированы.
2.3. Методика расчета элементов системы распределения потоков
стали. Оценка работоспособности оборудования СРП промковша
2.3.1. Основные параметры для оценки работоспособности оборудования системы распределения потоков стали
Основные размеры элементов системы распределения потоков стали рассчитываются из условия их работоспособности при разливке стали. Например,