Тема:"Гідродинамічне і теплофизическое моделювання процесів, на радіальних МНЛЗ"

Науковий керівник д.т.н., професор Кравцов В.В.

          В останні десятиліття розвиток чорної металургії у світі характеризується заміною застарілого мартенівського виробництва сталі на киснево-конвертерне і электропечное, упровадженням внепечной обробки рідкої сталі і широким використанням безупинного лиття сталі для одержання заготівель.

         Ці сучасні технологічні процеси дозволяють різко підвищити производительность праці металургів, розширити сортамент вироблених сталей, поліпшити якість металу і знизити його собівартість.

          Винятково високі темпи розвитку одержало безупинне лиття сталі, завдяки якому з'явилася можливість організувати безупинний, високопродуктивний процес виробництва литих заготівель по профілі і розмірам придатних для безпосереднього використання їх на сортовому чи листовому прокатному станах. При цьому заощаджується велике кількість енергії, поліпшується якість заготівель і, що особливо важливо, значно підвищується вихід придатного металу з рідкої сталі.

          З кожним роком у чорній металургії росте кількість машин безупинного лиття заготівель, технологія безупинного лиття і конструкція машин совершенствуются в напрямку підвищення якості злитків, що відливаються, і продуктивності кожної машини.Продуктивність однієї МНЛЗ, як правило, уже перевищує 1,5 млн. т у рік, а при сприятливому сортаменті досягає і 2-2,5 млн. у рік. Така висока продуктивність досягнута за рахунок високої швидкості розливання, скорочення допоміжного часу на обслуговування машин, безупинного лиття сталі великими серіями плавок. Підвищення швидкості розливання в ряді випадків відкрило можливість організації роботи конвертера і МНЛЗ у єдиному циклі.

          Велика увага приділяється якісної підготовки сталі до розливання. Широке застосування знайшла внепечная обробка рідкого металу в сталеразливочном ковші, що містить у собі продувку сталі аргоном, коректування хімічного складу сталі, її рафінування і вакуумирование.

          Для виробництва непрерывнолитых заготівель використовуються машини, побудовані по різних принципових схемах. Найбільше стругаючи класифікація типів МНЛЗ заснована на просторовому розташуванні і подовжній формі тієї частини технологічного каналу машини, де відбувається кристалізація заготівлі, що відливається,т.е., де заготівля знаходиться в двухфазном стані. Виходячи з цього, найбільш розповсюджені схеми машин безупинного лиття заготівель поділяються на наступні основні чотири типи: вертикальний, радіальний, криволінійний і горизонтальний.

          Тривалий година при виборі найбільш раціональної схеми машини, у першу чергу, розглядалося питання про можливість деформації злитка в двухфазном стані. Існувала думка про ті, що усяка деформація злитка в двухфазном стані неодмінно повинний приводити до внутрішніх дефектів у злитку, що відливається,
         Характерними дефектами при деформації непрерывнолитой заготівлі в двухфазном стані є тріщини, перпендикулярні її широким граням, що з'являються в оболонці поблизу границі з рідкою фазою. Вигин і випрямлення заготівлі з рідкою серцевиною - це найбільш явна деформація, який і порозумівалося поява таких тріщин. Саме на цій основі машинам криволінійного типу протиставлялися машини радіального типу і навіть вертикальні. Машини радіального типу будували зі збільшеними радіусами для того, щоб уникнути виправлення заготівлі в двухзном стані.

          2 ГІДРОДИНАМІЧНІ І ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕСИ ПРИ ЗАТВЕРДІННІ ЗАГОТІВЕЛЬ НА РАДІАЛЬНИХ МНЛЗ

          У даної роботі відображена спроба оцінити вплив гідродинаміки рідкої лунки при безупинному розливанні на радіальних установках.
         Оскільки розміри поперечного переріза заготівель порівняно мала циркуляція рідкого метала в затвердевающей заготівлі дуже впливає на хід теплофизических процесів кристалізації, просування фронту кристалізації, а також розподілу газів, неметалічних включень і утворенні поверхневих дефектів. Отже необхідно розраховувати поле швидкостей.
Для визначення швидкостей використовують рішення рівняння Навье-Стокса, системи виду

                                                                                                    Малюнок до висновку рівняння Навье-Стокса

          Однак рішення даної системи диференціальних рівнянь представляє собою визначену складність, у виді великого обсягу обчислень. А також необхідно враховувати неправильну форму кристаллизатора (вигнутий). А рівняння Навье-Стокса виводилося для правильної форми.

          Існують методи розрахунку, викладені наприклад у книзі В.Т. Сладкоштеева "Безупинне розливання сталі на радіальних установках" де розподіл швидкостей знаходиться аналітичним методом.

         На підставі роботи Сладкоштеева можна визначити параметри струменя в затопленому замкнутому просторі в розмірних величинах.

          Контури струменя в безрозмірних координатах можуть бути з відомим наближенням визначені по емпіричній залежності.

         У моїй роботі планується знайти відстань від фронту затвердіння до осі струменя по гранях меншого і більшого радіуса, відстань від контуру смолоскипа струменя по гранях меншого і більшого радіуса.Швидкість на осі, і швидкості кристалізації по гранях більшого і меншого радіусів відповідно.

         Установивши вище перераховані фактори можна буде впливати на процес кристалізації з метою зменшення потенційного браку.


                   На головну                    Публикацii                    Користі посилання