Разработка технологии литья и конструкции кристаллизатора с учетом особенностей формирования корки для повышения качества полунепрерывнолитого стального слитка круглого сечения

• Автор: Цукерман, Виктор Яковлевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Краматорск
• Количество страниц: 251 c. : ил

1. Условия формирования корки слитка в кристаллизаторах

МНЛЗ и МПНЛЗ . II

1.1. Характеристики условий формирования корки слитка

в кристаллизаторах МНЛЗ II

1.2. Особенности формирования корки крупного слитка круглого сечения в кристаллизаторах МПНЛЗ

1.3. Критическое состояние корки слитка в кристаллизаторах

1.4. Задачи исследования формирования корки слитка круглого сечения в кристаллизаторах МПНЛЗ
2. Экспериментальное исследование теплообмена в процессе формирования корки слитка в кристаллизаторах МПНЛЗ.

2.1. Методика оценки параметров теплообмена в кристаллизаторе .

2.2. Анализ экспериментальных данных по теплообмену

в кристаллизаторах .

2.3. Обобщение закономерностей охлаждения корки слитка
в кристаллизаторах МПНЛЗ .
3. Экспериментальное исследование кинетики формирования корки слитка круглого сечения в кристаллизаторе
3.1. Методика проведения исследований кинетики затвердевания слитка круглого сечения в кристаллизаторе
3.2. Анэлиз кинетики формирования корки слитка круглого сечения в кристаллизаторах МПНЛЗ .
3.3. Оценка критических значений параметров кинетики затвердевания при разрушении корки слитка под кристаллизатором .
4. Анализ факторов нагружения корки слитка круглого сечения
4.1. Оценка напряжений в корке слитка под действием ферростатического давления
4.2. Определение сил трения слитка о стенки кристаллизатора
4.3. Анализ температурных напряжений в корке слитке .
4.4. Сопоставление оценок напряжений в корке слитка .
5. Теоретический анализ состояния корки слитка круглого сечения в условиях потери контакта со стенкой кристаллизатора .
5.1. Методика оценки характеристик температурного поля корки слитка после потери контакта со стенкой кристаллизатора .
5.2. Методика оценки напряжений и деформаций корки слитка круглого сечения при потере контакта с кристаллизатором
5.3. Анализ температурных напряжений в корке слитка круглого сечения
5.4. Анализ деформации корки слитка круглого сечения
после потери контакта со стенкой кристаллизатора
6. Определение рациональных условий формирования корки
слитка круглого сечения в кристаллизаторах МПНЛЗ .
6.1. Определение ограничений на скорость вытягивания
слитка .
6.2. Определение рационального режима эксплуатации
кристаллизаторов и совершенствование их конструкции .
Повышение качества поверхности слитков при рациональных
условиях формирования корки в кристаллизаторах МПНЛЗ
Выводы
Библиографический список.
Приложение I.
Приложение 2.
ВВЕДЕНИЕ


Наряду с поисками новых сплавов для рабочих стенок кристаллизатора широко применяют традиционную медь с низким содержанием кислорода. Так фирма xi Рогыу Со , применив специальный процесс электроотливки, добилась создания кристаллизаторов на основе сплава с , меди, обладающих повышенной твердостью и прочностью при повышенных температурах. Скорость движения воды в канале не должна быть ниже мс , с. Сообщают об эксплуатации кристаллизаторов при снижении скорости течения воды до I мс , , однако сведений о стойкости кристаллизаторов не приведено. Стойкость кристаллизаторов может быть повышена также благодаря уменьшению тепловой нагрузки в районе зеркала металла при использовании рациональных технологических приемов литья. Профилирование рабочих стенок кристаллизатора нанесение рифлений, создание конусности способствует повышению качества слитков. В настоящее время технология литья стали на МНЛЗ достаточно разработана, особенно для отливки слябов. Жидкий металл из основного ковша подают в промежуточный, из которого через специальные разливочные стаканы его распределяют между кристаллизаторами многоручьевая разливка, либо в одном кристаллизаторе при большой площади зеркала металла. На первых этапах освоения процесса непрерывной разливки металл в кристаллизатор подавали открытой струей. Причем и зеркало металла было открытым. Исследования показали , , что в этом случае между слитком и кристаллизатором возникают значительные силы трения, которые вызывают разрывы корки. Для повышения стабильности процесса литья Юнганс применил качание кристаллизатора . Качание кристаллизатора позволило локализовать разрывы корки в верхней части кристаллизатора, что резко снизило число прорывов. Для повышения качества слябов с большой площадью поперечного сечения, а также сортовых заготовок сечением до 0,x0, м и 0,x0, м 3 применили подачу жидкого металла под уровень через погружной разливочный стакан. Повышение качества слитков из сложнолегированных сталей было достигнуто путем защиты зеркала металла шлакообразующей смесью . Качество слитков во многом определяется характером потоков жидкого металла в кристаллизаторе. Так при использовании погружного стакана с двумя боковыми отверстиям, направленными под утлом 7 к зеркалу металла, добились повышения качества слитков из сложнолегированных сталей . Для уменьшения влияния воздействия струи жидкого металла на неравномерность фронта затвердевания используют несколько разливочных стаканов при отливке слябов. Определено оптимальное расположение стаканов . При отливке слитков круглого сечения рекомендуют для выравнивания фронта затвердевания вращать разливочный стакан с боковыми отверстиями , , либо вращать крнсталлизатор8, 9 , либо вращать вместе слиток и кристаллизатор 5 . Указанные мероприятия не нашли широкого применения, так как необходима перестройка существующих машин, что зачастую требуют значительных капитальных затрат. Как показал анализ , значения средней плотности теплового потока в кристаллизаторе при литье слитков круглого, квадратного, прямоугольного сечений, балочного профиля образуют одну совокупность рис, 1. С0,5 МВтм2. Средняя плотность теплового потока зависит от ряда факторов , среди них прежде всего отмечают влияние шлака на зеркале металла, скорости разливки, конусности кристаллизатора, марки стали, способа подачи расплавленного металла в кристаллизатор, температуры разливаемой стали величины перегрева над ликвидусом . Содержание углерода в разливаемой стали оказывает существенное влияние на среднюю плотность теплового потока в кристаллизаторе 3, , , , . По данным , с. С на больше, чем при разливке стали с содержанием 0,2 С сечение 0,x0, м, по данным увеличение содержания углерода в разливаемой стали с 0, до 0, привело к повышению средней плотности теплового потока на . Данные, полученные авторами в опытах на кристаллизаторе с горизонтальными каналами, показывают, что значительное снижение средней плотности теплового потока происходит при концентрации углерода, близкой к перитектическому составу. При увеличении скорости литья средняя плотность теплового потока возрастает. Рас 1. Ьи лроуоипЬ.