Разделы сайта

Тепловой режим кристаллизатора

Основные требования к тепловому режиму кристаллизатора сводятся к следующему:

расход охлаждающей воды в кристаллизаторе должен исключать ее перегрев, вызывающий отложение солей и ухудшение теплоотвода от слитка;

интенсивность охлаждения должна быть такой, чтобы при выходе слитка из кристаллизатора толщина твердой оболочки была достаточной для исключения прорыва металла из середины слитка;

распределение интенсивности теплоотвода по длине и периметру слитка должно обеспечивать отсутствие больших градиентов температур и недопустимых термических напряжений, вызывающих образование трещин в оболочке слитка.

На теплообмен между слитком и кристаллизатором и, следовательно, на формирование оболочки слитка влияют очень многие факторы: марка стали, температура металла, скорость разливки, конструктивные параметры кристаллизатора и др.

Наибольшее значение имеют конструктивные особенности кристаллизатора: размеры граней, конусность стенок, толщина и материал стенок, режим охлаждения. Для большинства конструкций кристаллизаторов из всех перечисленных параметров переменным является только режим охлаждения (температура и расход охлаждающей воды), служащий управляющим воздействием на режим кристаллизации слитка.

В кристаллизаторе имеется два характерных режима теплоотдачи: при плотном контакте слитка со стенками кристаллизатора (плотность теплового потока 1,8-2,3 МВт/м2) и при газовом зазоре между слитком и стенками кристаллизатора (плотность теплового потока 0,7-0,9 МВт/м2). В начале (вверху кристаллизатора) слиток непосредственно контактирует с кристаллизатором, затем слиток в связи с охлаждением и усадкой несколько отходит от стенок кристаллизатора и появляется газовый зазор. При отходе слитка от стенок и уменьшении теплоотдачи происходит некоторый разогрев оболочки, которая вновь прижимается к стенкам, и тепловой поток на короткое время возрастает. Окончательный отход оболочки слитка от стенок кристаллизатора происходит на расстоянии 600-700 мм от уровня жидкого металла, и плотность теплового потока внизу кристаллизатора снижается до 0,25-0,5 МВт/м2.

Изменение плотности теплового потока от слитка к стенкам кристаллизатора по ходу затвердевания слитка может определяться на основании эмпирических зависимостей. Например, при отливке слябов средняя плотность теплового потока (полусумма значений в углах и середине граней) для широких граней подчиняется по зависимости (Мвт/м2)

(1.1)

где - время движения рассматриваемого сечения слитка от уровня жидкого металла, мин.

Изменение теплового потока в определенной степени соответствует изменению температуры поверхности слитка, которая быстро падает до 800 - 900 °С в начальный момент охлаждения и затем несколько возрастает после образования зазора между слитком и стенками кристаллизатора и далее остается примерно постоянной.

Толщина оболочки слитка довольно точно может быть определена по закону квадратного корня:

(1.2)

где - коэффициент затвердевания, равный для разных граней слитка 20 - 25 мм мин -0.5; - время, мин.

Основной целью управления первой стадией кристаллизации слитка является получение достаточно толстой и прочной оболочки слитка на выходе из кристаллизатора. Для реализации этой цели необходимо отобрать от слитка вполне определенное количество тепла, зависящее от марки стали, начальной температуры металла и сечения заготовки

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Конструкторско-технологическое проектирование печатной платы
печатная плата Проектирование печатных плат (ПП) представляет трудоемкий, но очень важный процесс. Для того, чтобы обеспечить функционирование электронной аппаратуры (ЭА) необходимы не только схемотехнические решения, функциональная точность, надежность, но и учет влияния внешней среды, конструктивных, эксплуатационных требований, пр ...