Лукьянов С. И., Суспицын Е. С., Демкин Д. М. – Исследование параметров качания кристаллизатора МНЛЗ

Аннотация

Большинство дефектов непрерывнолитой заготовки зарождаются в кристаллизаторе МНЛЗ. Для обеспечения стабилизации условий вытягивания заготовки из кристаллизатора, ему сообщают возвратно– поступательные движения, что минимизирует величину силы трения между заготовкой и кристаллизатором, а также улучшает условия подачи шлака в зазор между заготовкой и стенками кристаллизатора.

Эффект от качания кристаллизатора достигается тогда, когда время опережения tоп, в течение которого скорость его движения вниз больше, чем вытягивания слитка Vсл , превышает заданную величену. Согласно технологическим требованиям для малоуглеродистой стали с содержанием углерода менее 0,14%, время опережения должно быть tоп = 0,1…0,12 с; для среднеуглеродистой стали с содержанием углерода больше 0,16%, tоп = 0,15…0,2 с.

Для каждого значения скорости вытягивания слитка необходимое время опережения можно обеспечить изменением амплитуды А и частотой f качания кристаллизатора. Однако, вследствии нелинейной зависимости tоп от Vсл и А, возникает задача нахождения оптимальных характеристик качания кристаллизатора. Для кристаллизатора с точным синусоидальным законом перемещения, оптимальная частота качания кристаллизатора находится по выражению: f = 0,241?Vсл /А.

На большинстве действующих в настоящее время МНЛЗ, в частности МНЛЗ №1–4 ОАО ММК, предусмотрено только изменение частоты качания кристаллизатора. Приведем результаты расчета времени опережения в таблице 1.

Для определения выполнения технологических требований приведем диапазоны скоростей разливки в зависимости от группы марок стали в таблице 2.

При данных скоростях разливки металла и частоте качания кристаллизатора не обеспечивается требуемая по технологии величина времени опережения.

Кроме того на МНЛЗ №1–4 ОАО ММК установлена система Динаском. Данная система предназначена для мониторинга работы механизма качания кристаллизатора МНЛЗ и мониторинга взаимодействия слитка и кристаллизатора МНЛЗ.

Принцип действия системы состоит в измерении нескольким датчиками ускорения фактических движений кристаллизатора по трем линейным и трем угловым степеням свободы и обработке полученной информации: получение мгновенных значений скорости и перемещения. По данным системы была получена действительная скорость кристаллизатора (рис.1).

При разливке форма качания кристаллизатора несколько изменяется вследствие наличия упругих связей и действия сил трения между слябом и стенками кристаллизатора.

Управление электроприводом механизма качания с учетом упругих связей в его линии и учет сил взаимодействия между слитком и кристаллизатором с целью поддержания технологически требуемого времени опережения скорости кристаллизатора скорости слитка станет темой предстоящего исследования.

Рис. 1. Диаграмма изменения скорости кристаллизатора Vкр, скорости сляба Vc

Список литературы

Пиксаев В. А., Хребтов В. Е., Бодяев Ю. А., Вдовин К.Н. Механизм качания кристаллизатора слябовых МНЛЗ. Конструирование и расчет: Монография.– Магнитогорск: МГТУ, 2001.– 87с;
Астафьев Е. В. Разработка технологических требований к электроприводу кристаллизатора МНЛЗ.//Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 14.– 2007;
Технологическая инструкция кислородно–конверторного цеха ОАО ММК. – Магнитогорск, 2007.– 101с.