Развитие методик расчета и создание элементов системы сталеразливочный ковш-промежуточный ковш-кристаллизатор сортовой МНЛЗ

• Автор: Марочкин, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ СИСТЕМЫ СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫЙ КОВШ -ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ (ПК) - КРИСТАЛЛИЗАТОР (СПК)
СОРТОВЫХ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (МНЛЗ) И ПУТИ ИХ РАЗВИТИЯ
1.1. Конструкционные особенности МНЛЗ
1.2. Основное оборудование системы сталеразливочный ковш -промежуточный ковш - кристаллизатор
1.2.1. Конструкция сталеразливочного ковша
1.2.2. Конструкции устройств для транспортировки промежуточных ковшей
1.2.3. Конструкции промежуточных ковшей
1.2.4. Конструкция кристаллизаторов
1.3. Моделирование процесса разливки стали в системе сталеразливочный ковш - промежуточный ковш - кристаллизатор сортовой МНЛЗ
1.4. Выводы по первой главе и цели работы
2. РАЗВИТИЕ КОНСТРУКЦИЙ СИСТЕМЫ СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫЙ КОВШ - ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ - КРИСТАЛЛИЗАТОР СОРТОВОЙ МНЛЗ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ
2.1. Основные положения методов конструирования элементов системы СПК сортовой МНЛЗ
2.2. Особенности функционирования оборудования системы СПК и задачи математического моделирования при создании кристаллизатора
и сопутствующего оборудования
2.3. Условия математического моделирования процесса непрерывной разливки стали в промежуточном ковше
2.4. Результаты моделирования потоков стали системы СПК
2.5. Результаты моделирования распределения тепла по периметру гильзы кристаллизатора
2.6. Выводы по второй главе
3. СОЗДАНИЕ ВНУТРЕННЕГО ПРОФИЛЯ ГИЛЬЗ КРИСТАЛЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЖ
3.1. Исследование дефектов сортовых заготовок системы СПК
3.1.1. Влияние дефектов непрерывно-литой заготовки на стойкость элементов системы СПК
3.1.2. Исследование распространенного дефекта сортовой заготовки при разливке различных марок сталей
3.1.3. Результаты проведенных исследований дефектов заготовок
3.2. Решение задач на основе математического моделирования процессов распределения тепла по периметру гильзы кристаллизатора
3.2.1. Условия распределения тепла по периметру гильзы кристаллизатора при различных температурах ликвидус
3.2.2. Условия распределения тепла в угловых зонах внутреннего профиля гильзы кристаллизатора
3.3. Разработка новой конструкции гильзы кристаллизатора
3.4. Выводы по третьей главе
4. СОЗДАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ СИСТЕМЫ СПК, СОПУТСТВУЮЩИХ УЛУЧШЕНИЮ КАЧЕСТВА ЗАГОТОВКИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГИЛЬЗ С УЛУЧШЕННЫМ ВНУТРЕННИМ ПРОФИЛЕМ
4.1. Проектная разработка устройства для защиты струи металла
4.1.1. Методика расчета при конструировании защитных устройств в подсистеме СК-ПК
4.1.2. Описание новой конструкции устройства для защиты струи металла
4.1.3. Экспериментальные исследования при использовании конструкций с различной величиной бурта

4.1.4. Оценка экономической эффективности проведенных исследований конструкции устройства для защиты струи металла..
4.2. Проектная разработка устройства для снижения осевых отклонений потоков стали
4.2.1. Проблемы визуализации процесса для выставки ПК
4.2.2. Анализ образования эрозии огнеупорных элементов без применения устройств для снижения осевых отклонений потока жидкой стали
4.2.3. Оценка влияния отклонения от осей сталевыпускных отверстий для определения нормальных условий работы огнеупорных материалов
4.2.4. Описание работы устройства для снижения осевых отклонений потока жидкой стали
4.3. Выводы по четвертой главе
5. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ СИСТЕМЫ СПК
5.1. Цель и организация промышленных исследований
5.2. Применение новых конструкций системы СПК
5.3. Результаты промышленных испытаний новых элементов системы СПК по полученным образцам темплетов сортовой заготовки
5.4. Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. Акт об использовании полезной модели №97
Приложение Б. Акт долевого участия в общем экономическом эффекте.... 129 Приложение В. Акт об использовании полезной модели №102

чаемой продукции, с целью снижения этих дефектов на стадии их образования.
2.2. Особенности функционирования оборудования системы СПК и задачи математического моделирования при создании кристаллизатора и сопутствующего оборудования
Важнейший элемент системы СПК сортовой МНЛЗ - кристаллизатор (рисунок 1.1). Развитие конструкции кристаллизатора охватывает методы рационального теплоотвода и управления однородностью толщины затвердевшей оболочки слитка, формирующейся в кристаллизаторе; предотвращение деформации кристаллизатора в процессе эксплуатации; удлинение срока службы; оперативное изменение сечения заготовки [4,6,8,11,12,24,29].
Кристаллизатор оснащен специальной медной гильзой, которая позволяет производить разливку с высокой скоростью. Сталь в кристаллизаторе охлаждается при помощи первичного охлаждения так, чтобы образовалась корочка с несущей способностью, устойчивой к тянущим движениям. Образование корочки заготовки и первичная кристаллизация слитка металла -важнейшая задача, от правильности выполнения которой зависит дальнейшее условие по образованию качественной заготовки с заданными параметрами [86].
Для улучшения работы кристаллизатора, между медной гильзой и корочкой заготовки в него подаётся разливочный порошок (шлакообразующая смесь) при разливке стали «закрытой» струей или масло (рапсовое или другое минеральное масло) при разливке «открытой» струей.
В процессе разливки в стенках гильзы накапливаются внутренние термические напряжения, распределение которых зависит от параметров литья и состояния поверхности гильзы. Чем выше скорость разливки, тем больше тепловые потоки, проходящие через стенку гильзы, и остаточные термические деформации ее внутренней полости [8, 11, 12, 40, 41, 65, 68, 92, 104, 109, 114, 120].