Удосконалення технологічних та конструктивних параметрів високошвидкісної розливки сталі на сортових МБЛЗ - Дипломная работа

Вступ Останні роки в Україні намітилися тенденції щодо всебічної модернізації сталеплавильного комплексу. Орієнтуючись на передовий світовий досвід одними з основних шляхів ефективного переозброєння галузі можуть бути впровадження передових схем позапічної обробки сталі і установок безперервного розливання. Частка сталі, яка розливається на МБЛЗ, складає більше 50% і з кожним роком збільшується. Робота присвячена збільшенню продуктивності сортовий МБЛЗ, за рахунок застосування установки локального обтиску в кінці зони вторинного охолодження (ЗВО). Для дослідження впливу різних технологічних параметрів МНЛЗ розроблено математичну модель теплообміну на основі чисельного рішення двомірного диференціального рівняння теплопровідності при граничних умовах 3 роду. За допомогою математичної моделі затвердіння безперервнолитого злитка проведено дослідження впливу швидкості розливання і параметрів ЗВО на продуктивність МБЛЗ. 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 1.1 Основні розробки, повязані з МБЛЗ Аналізуючи літературні джерела, повязані з підвищенням ефективності безперервного розливання і освоєнням нових МБЛЗ і технологічних процесів можна відзначити, що в основному роботи спрямовані на прогнозування раціональних режимів вторинного охолодження злитків при безперервному литті; оптимізація параметрів роботи МБЛЗ; збільшення продуктивності МБЛЗ і т.д. У статті [1] основною метою є порівняння результатів, одержуваних на слябових заготовках при використанні двох випробуваних варіантів перемішування рідкої сталі в кристалізаторі МБЛЗ, а також витрат для реалізації на практиці порівнюваних варіантів. У статті [4] наведено огляд основних напрямків вдосконалення конструкцій машин безперервного лиття слябів і технології виробництва. У статті [5] розглянуто локальну деформацію злитка в двох перпендикулярних напрямах в площині, перпендикулярній подовжній осі заготовки, і відділення заготовки від злитка. У статті [9] розглянуто спосіб охолодження злитка розпиленим охолоджувачем, зміна питомих витрат охолоджувача уздовж ЗВО залежно від швидкості витягування злитка і регулювання інтенсивності охолодження злитка шляхом циклічного подання охолоджувача. Спочатку (50-і 60-і роки минулого сторіччя) МБЛЗ мали вертикальну архітектуру (вертикальна МБЛЗ рисунок 1.1а), включаючи ділянку порізки заготовки на мірні довжини. Після затвердіння заготовки здійснюється її розгин та видача готової заготовки на холодильник в горизонтальній площині. 1.2 Відділення МБЛЗ електросталеплавильного комплексу (ЕСПК) Інтерпайп Сталь 1.2.1 Технічна характеристика устаткування МБЛЗ На ділянці розливання сталі встановлені МБЛЗ №1 радіального типу з базовим радіусом 12 м, призначена для відливання круглих заготовок діаметром 150 мм, 170 мм, 210 мм, 250 мм, 290 мм і МБЛЗ №2 радіального типу з базовим радіусом 12 м, призначена для відливання круглих заготовок діаметром 385 мм, 410 мм, 450 мм, 470 мм [24]. Основні характеристики МБЛЗ [25]: - число струмків - 5/6; - радіус установки - 12 м; - радіус розгинання - 12 м, 23 м; - відстань між струмками - 1500 мм; - металургійна довжина - 33 м; - перерізи відлитих заготовок - O150, O170, O210, O250, O290; - місткість ковша і час - 160 т - 50 хв.; - опора ковша - підйомно-поворотний стенд; - візок промковша - підйомна консоль; - місткість промковша - 31 т; - рівень сталі в промковші - 800 мм; - форма промковша - трикутна; - регулювання потоку з промковша - електромеханічний стопорний стержень; - захист потоку сталі - занурювальний захисний кожух; - трубка кристалізатора - зігнута, довжина 780 мм; - мастило кристалізатора - порошкове; - регулювання рівня в кристалізаторі - радіоактивний Со60; - електромагнітна мішалка - зовнішня мішалка для кристалізатора; - механізм гойдання - гідравлічний; - система вторинного охолодження - 1 зона: опорні ролики, тільки вода; 2, 3,4 зони: система водоповітряного туману; - витяжні парасольки - бетонні перед системою водопостачання; - правка - двох роликові модулі, 5 модулів на струмок; - діапазон швидкості витягу - 0,30-6,0 м/хв.; - різання блюмів - кисневий різак; - довжина різання - 6-11,7 м; - тип приманки - жорстка; - транспортування блюмів - бічний ланцюговий шлеппер; - зона випуску - холодильник з крокуючими балками, рольганг, що відводить, з штовхальником. 1.3 Відділення МБЛЗ Дніпровського металургійного комбінату ім. Дзержинського (ДМКД) 1.3.1 Технічна характеристика устаткування МБЛЗ Поздовжній розріз лінії МБЛЗ Дніпровського металургійного комбінату ім. Дзержинського представлений на рисунку 1.1. Різниця у змісті С і Mn в суміжних плавках даної марки сталі при серійному розливанні не повинна бути більше 0,04% і 0,15% відповідно. Загальний вид рівняння теплопровідності, після введення, описаних вище допущень, для прямокутної області має вигляд (2.1) де t - температура,0С; х, y - координати, м; ? - час, с; ? - густина, кг/м3; ? - теплопровідність, Вт/(м·К); С - теплоємність, Дж/(кг·К), що визначається як (2.2) де СS - питома теплоємність сталі, Дж/(кг·К); Сеф - теплоємність двофазної зони, Дж/