Разработка и внедрение новых технологических решений с целью повышения качества непрерывнолитых блюмовых заготовок в условиях комбината ОАО "ОЭМК"

• Автор: Бокарев, Сергей Петрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Введение

1 Состояние вопроса и задачи исследования

1.1 Влияние конструктивных особенностей кристаллизатора и технологии разливки на качество непрерывнойитых заготовок
1.2 Анализ конструкции коллекторов, форсунок и типов систем вторичного охлаждения, а также режимов их работы на качество поверхности, макроструктуру непрсрывнолитых блюмов
1.3.Анализ влияния электромагнитного перемешивания на формирование непрерывнолитых слитков

1.4 Выводы к разделу и задачи исследования

2 Теоретический анализ формирования непрерывнолитых блюмов в кристаллизаторе и в зоне вторичного охлаждения при воздействии электромагнитного перемешивания
2.1 Исследование формирования оболочки слитка в кристаллизаторе. Расчет оптимальной формы каналов охлаждения рабочих стенок кристаллизаторов
2.2 Расчетные исследования режимов охлаждения затвердевающих блюмов. Расчет режимов вторичного охлаждения блюмов водовоздушным туманом. Опробование и корректировка методики расчта охлаждения непрерывнолитых блюмов
2.3 Теоретический анализ влияния электромагнитного перемешивания на качество макроструктуры и поверхности непрерывнолитого слитка

2.4 Выводы к главе

3 Разработка и промышленное испытание конструкций кристаллизаторов, систем вторичного охлаждения и режимов электромагнитного перемешивания
3.1 Испытание рабочих стенок кристаллизаторов из нового материала с покрытием и с оптимальной формой каналов охлаждения
3.2 Испытание коллекторов, форсунок вторичного охлаждения новой конструкции и расчетных режимов их работы
3.3 Промышленные испытания электромагнитного перемешивания жидкой фазы непрерывнолитой заготовки
3.4 Выводы к главе
4 Разработка технологии непрерывной разливки стали трещиночуствительных марок
4.1 Оптимизация температурноскоростного режима разливки стали
4.2 Разработка и испытание режимов качания кристаллизатора, обеспечивающих повышение качества поверхности непрерывнолитого слитка
5 Экономическая эффективность процесса Выводы
Приложение
Введение


Согласно измерениям, плотность теплового потока в стенке кристаллизатора на уровне мениска колеблется
в пределах 1, МВтм и снижается по высоте, достигая 0 0 кВтм у нижней кромки кристаллизатора 1. Усадка стали при переходе из жидкого состояния в твердое приводит к образованию газового зазора между поверхностью слитка и стенкой кристаллизатора. Взаимодействие поверхности слитка со стенкой кристаллизатора было изучено с помощью электроконтактного метода 1,2. Значение связи корочки НЛЗ со стенкой кристаллизатора уменьшается сверху вниз по высоте кристаллизатора от на горизонте мениска расплава до у нижней кромки кристаллизатора 3. Это говорит о том, что постоянного и плотного контакта корочки НЛЗ со стенкой кристаллизатора нет, а образовавшийся газовый зазор имеет низкую теплопроводность, равную 0,5 ВтмК по данным 4. Площадь контакта корочки НЛЗ со стенкой кристаллизатора изменяется как но высоте кристаллизатора, так и по его периметру. Важную роль в передаче тепла от корочки непрерывнолитого слитка к стенке кристаллизатора играет шлакообразующая смесь 5. Защитное шлаковое покрытие в кристаллизаторе выполняет следующие функции защищает мениск металла в кристаллизаторе от окисления, формирует жидкий шлак, который смазывает корочку слитка, образуя шлаковый гарнисаж между корочкой слитка и стенкой кристаллизатора, который обеспечивает надлежащий уровень теплопередачи, абсорбирует неметаллические включения из стали. Жидкий шлак, проникающий в зазор между кристаллизатором и корочкой слитка, образует два слоя, твердый и жидкий. Твердый слой шлака выполняет важную роль, влияя на отвод тепла от корочки непрерывнолитогого слитка к стенке кристаллизатора. Следующим этапом в передаче тепла является передача тепла материалом стенки кристаллизатора. В качестве материала для изготовления стенки кристаллизатора используется медь или сплавы на ее основе. Как уже говорилось ранее, отвод тепла от поверхности НЛЗ в кристаллизаторе неодинаков по высоте и по периметру кристаллизатора. Плотность теплового потока, по данным 6, изменяется по высоте кристаллизатора рис. Рис. Разность плотности теплового потока приводит к разности температур на поверхности стенки кристаллизатора. На рис. Рис. На рис. В местах наибольших температур соответственно происходит наибольшее увеличение размеров стенки и снижение твердости материала стенки 8. В результате в местах наибольших температур на поверхности стенки кристаллизатора происходит деформация. В зависимости от температуры разупрочнения, которая у меди каждой марки своя, раньше или позже происходит деформация и, как следствие, искривление стенки или образование зазора в стыках стенок. По ходу эксплуатации кристаллизаторов в результате их износа, а затем ремонта путем съема части рабочей поверхности, происходит уменьшение толщины стенки кристаллизатора, а, следовательно, изменение теплопроводности стенки рис 1. Толщина, мм
Рис. Последний этап в процессе теплообмена передача тепла от материала стенки к охлаждающей воде. Важными факторами в передаче тепла от медной стенки к охлаждающей воде являются оптимизация температуры и скорости потока воды в каналах, исключающие образование накипи, которая ухудшает теплоотвод 9. На момент закипания воды существенную роль оказывает скорость воды в каналах стенки кристаллизатора. На рис. Рис. По данным работы заметного образования накипи на стенках каналов при скорости воды, равной 6 мс и более при общей жесткости в 5 мг эквл не наблюдается. Автор работы 6 по измеренным температурам, коэффициенту теплопроводности и толщине пластин рассчитал удельный тепловой поток в зависимости от скорости охлаждающей воды рис. Круглый кристаллизатор диаметром 5 мм, толщина стенки мм, скорость разливки 2. Рис. Рис. Как видно из характера кривых на рис. Важным условием для формирования корочки непрерывнолитогого слитка является ее взаимодействие со стенкой кристаллизатора. С увеличением скорости вытягивания время нахождения заготовки в кристаллизаторе уменьшается, при этом уменьшается и толщина выходящей из кристаллизатора корочки, что приводит к увеличению температуры на поверхности И.