Исследование теплового взаимодействия в системе "кристаллизатор МНЛЗ-слябовая заготовка" и совершенствование конструкции рабочей стенки кристаллизатора

• Автор: Сухарев, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Содержание
Введение

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Кристаллизаторы машин непрерывного литья стальных слябовых

заготовок

1.2 Теплообмен при формировании слитка в кристаллизаторе

1.3 Математические модели затвердевания и охлаждения слитка при

непрерывной разливке стали

1.3.1 Модель затвердевания и охлаждения слитка

1.3.2 Модель нагрева рабочей стенки кристаллизатора

1.4 Выводы по главе
2 СТАЦИОНАРНАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ «СЛИТОК-СТЕНКА КРИСТАЛЛИЗАТОРА С ПАЗАМИ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ»
2.1 Основные идеи математического описания
2.2 Математическое описание тепловых процессов в системе «слиток-стенка кристаллизатора с пазами прямоугольного сечения»
2.2.1 Основные допущения в расчетном сечении и процессах
2.2.2 Подмодель «слиток»
2.2.3 Подмодель «стенка»
2.2.4 Теплоотдача от рабочей стенки к воде
2.3 Дискретная модель тепловых процессов в системе «слиток - стенка
кристаллизатора с пазами прямоугольного сечения»
2.3.1 Дискретная подмодель «слиток»
2.3.2 Дискретная подмодель «стенка»
2.4 Тестирование, адаптация и проверка адекватности модели
2.4.1 Тестирование при охлаждении путем принудительной конвекции
2.4.2 Адаптация и проверка адекватности модели
2.5 Выводы по главе
3 ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ «СЛИТОК-КРИСТАЛЛИЗАТОР»
ЗЛ Особенности моделирования тепловых процессов в системе
«слиток - кристаллизатор»
3.2 Математическое описание тепловых процессов в системе «слиток-
кристаллизатор»
3.2.1 Подмодель «слиток»
3.2.2 Подмодель «стенка кристаллизатора»
3.2.3 Определение углового коэффициента излучения с поверхности шлака на медную стенку кристаллизатора
3.3 Дискретная модель тепловых процессов в системе «слиток
кристаллизатор»
3.3.1 Дискретная подмодель «слиток»
3.3.2 Дискретная подмодель «стенка кристаллизатора»
3.4 Тестирование и проверка адекватности модели
3.5 Выводы по главе
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ
В СИСТЕМЕ «СЛИТОК - СТЕНКА КРИСТАЛЛИЗАТОРА»
4.1 Разработка методики приведения стенки с пазами прямоугольного
сечения к плоской пластине
4.2 Исследование термических сопротивлений в системе
«корка - охлаждающая вода»
4.3 Исследование влияния толщины медной стенки на максимальную
температуру рабочей поверхности
4.4 Исследование тепловых процессов протекающих
в непрерывнолитом слитке и кристаллизаторе
4.4.1 Исследование влияния геометрии канала прямоугольного сечения
на температурные показатели стенки кристаллизатора
4.4.2 Исследование влияния геометрии канала прямоугольного сечения
на неравномерность охлаждения медной стенки кристаллизатора

4.5 Исследование влияния переходных режимов разливки на тепловые процессы в слитке и стенке кристаллизатора
4.6 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Здесь выделение теплоты кристаллизации происходит по линейному закону (рис. 1.15). При этом введена величина относительного количества твердой фазы 'Н= Ута/У0, где Утв и У0 - объемы твердой фазы и всего расплава. Для жидкой фазы = 0, для полностью затвердевшей части слитка *Р = 1 и для двухфазной зоны 0 < ¥ < 1.
Учет выделения тепла кристаллизации двухфазной зоне сводится к соответствующему заданию зависимости эффективной удельной теплоемкости сплава от температуры сэф = сэф(Т), а уравнение примет вид:
рсзф§ =с11у(л§гас1Г),
где сЭф — эффективная удельная теплоемкость.
Удельная теплоёмкость будет равна: ся, приГ > Г1ик;
при Тсо:] < 'У < Т ;

ста, при Т<Тт.
где сж и ств - теплоемкость жидкого и твердого металла;
Т0ол и Глик - температуры солидуса и ликвидуса.
Для решения многих практических задач можно с достаточной степенью точности для интервала температуры кристаллизации принять величину теплоемкости постоянной, определяемой как средняя величина между сж и ств, а значение эффективной теплоемкости в этом интервале, как:
Общий вид данной зависимости сЭф(1) представлен на рис. 1.15.