Совершенствование системы охлаждения слитка при непрерывной разливке стали

• Автор: Хапова, Ольга Валентиновна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 168 с. : ил

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1. С Место непрерывной разливки стали в металлургическом цикле.

1.2. Принцип работы МНЛЗ и системы охлаждения слитка

1.3. Кристаллизатор и методы расчета его охлаждения

1.4.Зона вторичного охлаждения МНЛЗ и методы расчета расхода воды.

1.5.Существующие методы улавливания паровоздушных выбросов.

1.6.Выводы по главе и постановка задачи исследования.

Глава 2. Методы расчета параметров охлаждения кристаллизатора и оценка результатов расчета.

2.1. Введение в методику расчета.

2.2. Расчет теплоотдачи от поверхности каналов кристаллизатора к охлаждающей воде

2.2.1. Определение режима течения воды в канале
2.2.2. Методика расчета теплоотдачи
2.2.3. Исследование влияния расхода воды и скорости движения воды в кристаллизаторе на интенсивность теплоотдачи.
2.2.4. Оценку влияния расхода воды и скорости движения воды в кристаллизаторе на интенсивность теплоотдачи.
2.3. Расчет теплового сопротивления стенки кристаллизатора
2.3.1. Методика расчета теплового сопротивления
2.3.2. Расчет теплового сопротивления рабочей стенки кристаллизатора
2.3.3. Исследование зависимости теплового сопротивления рабочей стенки кристаллизатора от характерных размеров
2.3.4. Анализ зависимости теплового сопротивления от геометрических размеров.
2.3.5. Оценка влияния на тепловое сопротивление стенки коэффициента теплоотдачи и геометрических размеров каналов.
2.4. Расчет тепловых потоков через стенку кристаллизатора
2.4.1. Методика расчета тепловых потоков
2.4.2. Расчет тепловых потоков через стенку кристаллизатора.
2.4.3. Оценка тепловых потоков от скорости разливки и по высоте кристаллизатора.
2.5. Расчет параметров охлаждения кристаллизатора
2.5.1. Методика расчета температуры охлаждающей воды
2.5.2. Расчет температуры охлаждающей воды
2.5.3. Определение допустимой скорости воды в каналах кристаллизатора
2.5.4. Расчет температуры рабочей поверхности стенки кристаллизатора
2.5.5. Расход и нагрев охлаждающей воды в кристаллизаторе.
2.5.6. Оценка зависимости параметров охлаждения кристаллизатора от скорости воды, скорости разливки и геометрических размеров кристалл изатора
2.6. Выводы по главе
Глава 3. Исследование качественного состава исходной воды и конденсата,
образующегося в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ
3.1.Определение источников исходной воды и конденсата
3.2. Потенциометрический метод.
3.3. Титрование
3.4. Исследование качественного состава отложений, образующихся на роликах МНЛЗ.
3.5. Физикохимические процессы в воде системы охлаждения МНЛЗ
3.6. Выводы по главе.
Глава 4. Исследование параметров паровоздушной смеси,образующейся в
бункере МНЛЗ.
4.1.Существующая система удаления паровоздушной смеси из бункера зоны вторичного охлаждения МНЛЗ.
4.2.Схема образования паровоздушной смеси при охлаждении сляба спрейерным потоком водовоздушной смеси.
4.3. Методика расчета параметров паровоздушной смеси, образующейся в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ
4.4. Расчет величины массового расхода пара, содержащегося в паровоздушной смеси.
4.5. Пример расчета величины массового расхода пара, содержащегося в паровоздушной смеси.
4.6. Выводы по главе
Глава 5. Разработка математической модели и моделирование процесса принудительного охлаждения и конденсации паровоздушной смеси, удаляемой из зоны вторичного охлаждения МНЛЗ.
5.1. Предпосылки для создания математической модели
5.2. Структура математической модели.
5.3. Основные исходные данные, использованные при поверочных расчетах.
5.4. Исходные данные для расчета в программе .
5.5. Моделирование и расчет зоны вторичного охлаждения.
5.6. Моделирование и расчет зоны отвода и конденсации паровоздушной смеси
5.6.1. Математическая модель процессов химического превращения воды в зоне вторичного охлаждения, отвода и конденсации паровоздушной смеси.
5.6.2. Результаты расчетов и их обсуждение.
5.7. Моделирование и расчет системы удаления остаточной паровоздушной смеси
5.7.1. Особенности математической модели системы удаления остаточной паровоздушной смеси
5.7.2. Результаты расчетов и их обсуждение.
5.8. Выводы по главе.
Заключение.
Список литературы


Форма слитка сохраняются за счет специальной поддерживающей системы роликовой, брусьевой и др После прекращения подачи воды слиток охлаждается на воздухе. Тепло отводится от кристаллизатора и зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок водой оборотной системы водоснабжения. Принципиальная схема оборотного водоснабжения приведена на рис. Перед подачей на насосную станцию вода очищается от взвеси и умягчается. Общая жесткость воды составляет 4,6 мгэквл. Температура воды составляет С, количество воды, подаваемой на. Вода от насосной станции подается но трубопроводу 5В5 на охлаждение кристаллизатора и по трубопроводу В5 в зону вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок. После прохождения кристаллизатора повышается температура воды примерно до С. С 2 превращается в пар, а вода, неуспевшая испариться, стекает со слитка. В результате теплового воздействия происходят химические превращения с компонентами, входящими в состав воды, и она изменяет свой химический состав. Использованная вода после кристаллизатора подается на насосную станцию, а вода, прошедшая зону вторичного охлаждения, предварительно очищается отстаиванием в яме окалины и затем отводится на насосную станцию. В 5 1 1 В
м. Рис. Принципиальная схема оборотного водоснабжения машины непрерывного литья заготовок. В технологическом процессе непрерывного литья стали кристаллизатору . В ходе разливки жидкий металл непрерывно подается в кристаллизатор и, соприкасаясь с еговодоохлаждаемыми рабочими стенками, кристаллизуется по периметру. При выходе из кристаллизатора оболочка слитка образует как бы сосуд с жидким металлом, внутри которого в направлении от стенок к центру продолжается кристаллизация, но форма слитка и его поперечные размеры уже определены формой и размерами рабочей полости кристаллизатора. Основное требование к кристаллизатору обеспечить необходимый теплоотвод от затвердевающей стали и получить на выходе из кристаллизатора прочную оболочку слитка с хорошей поверхностью, которая не разрушалась бы под действием тепла жидкой фазы и ферростатического давления, а также от взаимодействия с направляющим аппаратом зоны вторичного охлаждения 5. Необходимый теплоотвод из кристаллизатора осуществляется водой, подаваемой в каналы кристаллизатора. В последнее время чаще всего применяются кристаллизаторы с прямоугольными каналами. Эти кристаллизаторы требуют более интенсивного охлаждения, следовательно, более высоких скоростей движения воды и больших се расходов. Методам расчета кристаллизаторов посвящено множество работ 3. Рассмотрим более подробно методику, предложенную Евтеевым Д. М. 3 и Емельяновым В. А. 2. В методике, предложенной Евтеевым Д. М. 3, указано, что при использовании для охлаждения кристаллизатора воды скорость ее необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы температура поверхности стенок в верхней зоне кристаллизатора находилась в пределах С. Если считать, что средний тепловой поток в этой зоне на длине 0мм от уровня мениска составляет 1,6 МВтм2К и средняя температура уходящей воды С, то необходимый коэффициент теплопередачи от стенки к воде составит ав кВтм2К, что соответствует скорости воды 5 мс. Общий расход воды выбирают из условия нагрева ее при прохождении через кристаллизатор на величину меньшую, чем температура, при которой начнется выпадение солей, содержащихся в воде. Ьк теплота затвердевания сталиУскорость разливки. Расчет проводился для широких граней, т. Расход воды может быть снижен при использовании химически мягкой воды. В данной методике рассматривается только верхняя часть кристаллизатора, а остальная часть кристаллизатора не исследуется. В методике, предложенной Емельяновым В. А. 2, говорится о том, что плотность теплового потока в верхней части кристаллизатора достигает величины ,5 МВтм , а в нижней части снижается до 0,,7 МВтм . Среднее значение я0,,9 МВтм . Ускорость разливки А, пкоэффициенты, определяемые из опыта. Е площадь сечения канала д1свСв Стемпература воды на выходе из кристаллизатора Iтемпература входящей воды.