Моделирование и оптимизация элементов систем охлаждения МНЛЗ

• Автор: Васютин, Антон Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 200 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ И

ЗАТВЕРДЕВАНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО СЛИТКА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ И

ЗАТВЕРДЕВАНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО СЛИТКА

2.1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАТВЕРДЕВАНИЯ СЛИТКА.

2.2. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ

2.3. РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

2.4. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА НА

ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ СЛИТКА

2.5. ВЫВОДЫ
3. СРЕДСТВА И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ РАЗБРЫЗГИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
3.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗБРЫЗГИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
3.2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СТЕНД ЛГТУ.
3.3. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.
3.4. ВЫВОДЫ.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
РАЗБРЫЗГИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ.
4.1. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ ФОРСУНОК СЕРИИ К
4.2. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ ФОРСУНОК СЕРИИ К
4.3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ МНЛЗ ОАО НЛМК.
5.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХ КАПЕЛЬНЫХ ПОТОКОВ НА ПРИМЕРЕ ФОРСУНОК
СЕРИИ К.
5.2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХ
КАПЕЛЬНЫХ ПОТОКОВ.
5.3. ВЫВОДЫ.
6. ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ
НЕПРЕРЫВНОГО СЛИТКА ПРИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ
6.1. ВЫВОДЫ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Простейшая струйная форсунка механического распыливания представляет собой цилиндрическое сопло, из которого вытекает струя жидкости, распадающаяся на капли и образующая факел с малым углом при вершине (рис 1,7). В том случае, когда сопло выполнено в виде узкой щели, при выходе из форсунки возникает плоская жидкая пленка (рис. Одним из вариантов струйной форсунки является форсунка с соударяющимися струями (рис. Из точки столкновения двух струй жидкость растекается радиально, образуя пленку, распадающуюся на капли. В форсунке ударного типа вытекающая из сопла струя жидкости соударяется с жесткой стенкой; образующаяся при этом жидкая пленка стекает со стенки, и происходит распад. Рис. Рис. В центробежных форсунках жидкость, получившая интенсивное вращение в камере закручивания, вытекает из сопла в виде тонкой пленки, образующей полый конус. Пленка под влиянием окружающей газовой среды и других возмущений распадается на капли. В форсунках с вращающимся распылителем тонкая жидкая пленка, образующаяся при вращении диска или барабана, теряет устойчивость, и происходит распад. В акустических форсунках с подводом энергии через жидкость пленка дробится под действием вертикальных колебаний пластинки, происходящих с ультразвуковой частотой. Рис. Схема форсунки с соударяющимися струями (1 - струя; 2 - сопло; 3 - подвод жидкости. В форсунках с газовым или пневматическим распыливанием струя или пленка жидкости подводится в спутный газовый (воздушный) поток. На поверхности раздела газа и жидкости возникают неустойчивые волны, и струя (пленка) распадается на капли. В акустических форсунках с подводом энергии через газ струя (или пленка), вытекающая из отверстия или щели, подвергается воздействию акустических колебаний газа, создаваемых генератором. По мере развития способа непрерывной разливки стали применялись различные методы водяного охлаждения: струйное, форсуночное, роликофорсуночное, форсуночно-брусьевое, роликовое (бесфорсуночное), панельное. Эти способы отличаются различной интенсивностью и различными расходами воды[4]. Струйное охлаэ/сдение обеспечивает наибольшую интенсивность, однако при этом происходит резкое переохлаждение поверхности слитка, получается большой перепад температур по толщине корочки, что может привести к образованию значительных термических напряжений. Форсуночное охлаждение позволяет снизить интенсивность охлаждения. Ролико-форсуночное охлаждение предусматривает подачу воды, распыляемой форсунками, на поверхность слитка между опорными роликами поддерживающей системы. Этот способ позволяет обеспечить “смягченный” режим охлаждения с удельными расходами воды при этом составляют 0,5 - 1,0 л/кг [1,4]. При прохождении через ЗВО (что особенно характерно для водяной системы охлаждения) температура поверхности слитка изменяется циклически: вхождение движущегося участка слитка в поле орошения сопровождается резким снижением температуры поверхности слитка, а выход из поля - разогревом. Число таких термоциклов на поверхности слитка при прохождении через ЗВО соответствует числу форсунок. Релъсо-форсуночный (или форсуночно-брусьевой) способ охлаждения с подачей воды между брусьями аналогичен ролико-форсуночному. При роликовом способе (бесфорсуночном) охлаждающая вода подается под малым давлением непосредственно на ролики, что обеспечивает безударное охлаждение их поверхности. Охлаждение слитка происходит за счет контактного теплообмена между роликами и поверхностью слитка, а также частично за счет стекающей охлаждающей воды. Экранный способ охлаждения представляет систему закрытого типа. Для охлаждения слитка в ЗВО устанавливаются водоохлаждаемые экраны, окружающие все грани слитка. Отдельные секции экранов выполнены подобно кристаллизатору из толстостенной медной облицовки. При их использовании значительно снижается интенсивность теплоотвода, что приводит к углублению жидкой фазы и, следовательно, к удлинению ЗВО. Паро-воздушное и воздушное охлаждение характеризуются низкой интенсивностью, что приводит к разогреву поверхности слитка и, следовательно, к снижению качества отливки. Водо-воздушное охлаждение, находящее в последнее время все большее распространение, обеспечивает изменение коэффициента теплоотдачи в широких пределах.