Определение толщины закристаллизовавшегося слоя
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ I НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине: “Технологические процессы ОМД и их компьютерное моделирование ”
На тему : «Расчет технологических, теплотехнических, и конструктивных параметров МНЛЗ»
Выполнил ст. гр. ПТ-08-2 Сушенцев Д.Ю.
Проверил ас. Белан К.С.
Днепропетровск 2012
Исходные данные для расчета
| № п/п | Заданный параметр | Значение |
| Вариант | ||
| Марка разливаемой стали | 55C2 | |
| Содержание,% С | 0,52-0,60 | |
| Si | 1,5-2 | |
| Mn | 0,6-0,9 | |
| Cr | н.б. 0,3 | |
| Ni | н.б. 0,4 | |
| S | н.б. 0,02 | |
| P | н.б. 0,02 | |
| Сечение слитка, мм | 175  175
| |
| Эффективная длина кристаллизатора, м | 0,9 | |
| Предел прочности стали в близи температ. солидус, МПа. | 7,1 | |
| Плотность жидкой стали, кг/м3 | 7055 | |
| Теплоемкость жидкой стали, Дж/(кг*К) | 656 | |
| Теплопроводность стали, Вт/(м*К) | 30 | |
| Скрытая теплата затвердевания, кДж/кг | 245 | |
| Коэффициент затвердевания, мм/мин0,5 | 30 | |
| Коэф-ент k завис. от марки ст. и назначения гот. продукции | 0,125 | |
| Длина 4-х роликовой секции, м | 1 | |
| Расстояние от мениска металла в кр-ре до секции ЗВО, м | 2 | |
| Допуст. деформац. слоев мет. в темпе-рном интерв. хрупк. | 0,002 | |
| Коэф-нт,учитывающий интенсивность охл. слитка в ЗВО | 0,75 | |
| Относительная толщина закристаллизовавшейся корки | 0,6 | |
| Расстояние между точками правки, м | 1 | |
| Количество плавок в серии, шт | 8 | |
| Масса разливаемого металла в ковше, т | 50 | |
Коэффициент учитывающий потери времени при разл., 
| 0,9 | |
Коэффициент учитывающ. степень загр. оборуд. МНЛЗ, 
| 0,85 | |
| Допустимое время разливки, мин | 60 | |
| Длит. пауз между сериями для подгот. МНЛЗ к разл., мин | 60 | |
| Фонд рабочего времени эксплуатации МНЛЗ, сут. | 290 | |
| Продолжительность всех ремонтов, сут. | 75 | |
| Тип сталеплавильного агрегата | конвертер | |
| Количество конвертеров, шт | 3 | |
| Садка, т | 50 | |
| Длительность плавки, мин | 34 |
Содержание
|
|
|
|
|
|
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИКВИДУС И
СОЛИДУС стали разливаемой на мнлз 4
2 СКОРОСТЬ НЕПРЕРЫВНОЙРАЗЛИВКИ 7
РАСЧЕТ ОХЛАЖДЕНИЯ ЗАГОТОВКИ 9
Определение толщины закристаллизовавшегося слоя
И температуры на выходе из кристаллизатора 9
3.2 Определение температуры поверхности по длине
заготовки и расхода воды на охлаждение в ЗВО 15
Выбор формы технологической оси 21
4.1 Базовый радиус МНЛЗ 21
|
|
|
4.2 Выпрямление непрерывнолитой заготовки 24
5 производительность МНЛЗ 27
5.1 Пропускная способность МНЛЗ 27
Состав и подготовка МНЛЗ к разливке 29
5.3 Количество МНЛЗ в сталеплавильном цехе 30
СПИСОК ССЫЛОК 33
Приложение Результаты расчета.
ВВЕДЕНИЕ
Последние годы на Украине наметились тенденции по всесторонней мо-дернизации сталеплавильного комплекса. Ориентируясь на передовой мировой опыт одними из основных путей эффективного перевооружения отрасли могут быть внедрение передовых схем внепечной обработки стали и установок непре-рывной разливки.
Программа развития металлургического комплекса Украины до 2010 года включает значительное изменение структуры сталеплавильного произво-дства, а именно снижение доли мартеновской стали и разливки металла в изло-жницы в общем объеме металлопродукции. Значительное повышение доли кон-вертерной и электростали, а также увеличение объемов металла разливаемого на МНЛЗ может существенно повысить конкурентоспособность продукции оте-чественной металлургии.
|
|
|
В настоящее время успешно завершена реконструкия сталеплавильного производства на Донецком металлургическом заводе (реконструированы мощ-ности по выплавке и непрерывной разливке электростали) быстрыми темпами перевооружается Енакиевский металлургический завод (сооружение установки печь-ковш и шестиручьевой радиальной МНЛЗ), на очереди Кривой Рог, Запо-рожье, Мариуполь.
Данная курсовая работа посвящена расчету основных технологических, теплотехнических, конструктивных и эксплуатационных параметров МНЛЗ.
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИКВИДУС
И СОЛИДУС стали разливаемой на мнлз
При непрерывной разливке стали очень важно поддержание оптимально-го уровня температуры разливаемого металла.
Точный расчет и поддержание температуры металла при разливке необ-ходим для обеспечения высокого качества НЛЗ и стабильности процесса разли-вки.
Повышенный перегрев металла над температурой ликвидуса способству-ет увеличению трещиночувствительности заготовок, развитию столбчатой структуры слитка и таких дефектов макроструктуры, как осевая ликвация и центральная пористость. Кроме того, чрезмерно высокая температура разлива-емого металла может привести к прорывам НЛЗ по трещинам. При увеличении температуры металла в промковше выше оптимальной величины требуется снижение уровня скоростей вытягивания НЛЗ (ориентировочно, превышение оптимальной температуры разливки на 10 0С требует снижения скорости разли-вки на 5 %).
Необходимая температура металла в промежуточном ковше рассчитыва-ется исходя из температуры ликвидуса для каждой марки стали.
Определим температуру ликвидус заданной марки стали приняв следующий химический состав, %:
0,50 С, 1,8 Si, 0,8 Мn, 0,3 Cr, 0,4 Ni, 0,02 S, 0,02 P.
Расчет температуры ликвидус стали, производится по формуле:
Тл =1534–tсн (1.1)
где tсн – снижение температуры плавления железа из-за присутствия в нем примесей которое определяется по формуле:
tсн =К1´[C, %]+К2´[Mn,%+Si,%+ Cr,%+ Ni,%+P,%+S,%] 0С, (1.2)
где К1 и К2–коэффициенты для различных химических элементов в стали;
[C,%; Mn,%; Si,%; Cr,%, Ni,%, P,%; S,% ] – содержаниехимических элементов в стали (Заданные значения коэффициентов для различных химических элемен-тов в стали для расчета температуры ликвидус представлены в таблицах 1-2 [1]).
Таблица 1 – Коэффициент К1 при заданном содержании углерода в стали для расчета температуры ликвидус
| Содержание углерода в стали, % | 0,51 ¸ 0,60 |
| К1 | 86 |
Таблица 2 – Коэффициенты К2 различных химических элементов в стали для расчета температуры ликвидуса
| Химический элемент | Mn | Si | Cr | Ni | P | S |
| К2* | 5 | 8 | 1,5 | 4 | 30 | 25 |
Расчетная температура ликвидус составит:
tсн =К1´[C, %]+К2´[Mn,%+Si,%+ Cr,%+ Ni,%+P,%+S,%]= 86´0,56+5´0,75+8´1,75+ 1,5 ´0,3+ 0,4 ´4+0,02 ´30+0,02 ´25=73 оС,
Тл =1534–tсн =1534 – 73=1461 оС.
Рекомендуемая величина перегрева металла в промежуточном ковше над температурой ликвидуса во время разливки на МНЛЗ для низко – и среднеугле-родистых марок стали составляет 30 ¸ 35 єС.
Предполагаемые потери температуры металла в ходе разливки:
- в промковше за время разливки одной плавки – 5 ¸ 10 єС;
- при переливе металла из сталеразливочного в промежуточный ковш – 30 ¸ 40 єС (в зависимости от типа футеровки промковша и номера плавки в серии).
Рекомендуемое превышение температуры металла в сталеразливочном ковше перед разливкой на МНЛЗ должно составлять:
65ч85 ° С – для низко – и среднеуглеродистых марок стали;
Определим температуру солидус стали, содержащей, %:
0,56 С, 0,75 Mn и 1,8 Si. Влиянием фосфора и серы с концентрациями до 0,025 % можем пренебречь.
Рассмотрим уравнения, аппроксимирующие в данной области линию со-лидуса соответствующей бинарной диаграммы.
В интервале (0,15¸0,8) С действительно выражение:
(1.3)
Для марганца Л.Кухарем [2] было выведено подобное соотношение:
(1.4)
а для кремния им же предложена формула
(1.5)
где NC, NMn, NSi – концентрация, % (ат.), указанных элементов.
Процентные (по массе) содержания элементов пересчитаем на атомные
(1.6)
где 
– относительная масса элемента.
По этому отношению 0,56 % С º2,5541 % (ат.), 0,75 Mnº0,7615 % (ат.), 1,8 % Siº3,5272% (ат.).
Теперь подставим концентрации NC, NMn и NSi в уравнения (1.3) – (1.4) и рассчитаем снижения температуры солидус: DtC = -97,49 oC, DtMn = -5,77 oC,
DtSi = -35,31 oC.
Суммарное снижение температуры солидус DtS = -138,56 oC, а температу-ра солидус tS = 1534-139=1395 oC.
2 СКОРОСТЬ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ
При определении скорости разливки металла на машинах полунепрерыв-ного (МПНЛЗ) и непрерывного (МНЛЗ) литья заготовок исходя из того, что в кристаллизаторе должна получаться корочка такой толщины, чтобы по выходе из кристаллизатора она бы не порвалась под действием жидкого металла [3].
Скорость разливки зависит от целого ряда факторов: сечение, марка, тип УНРС и влияет на производительность, качество, массу оборудования – стои-мость МНЛЗ.
Предварительная оценка скорости может быть произведена также по формуле:
(2.1)
k – коэффициент, зависящий от марки стали и назначения готовой проду-кции; при отливке квадратных заготовок k=0,11-0,14.
При отливке блюмов из стали обыкновенного качества следует вы-бирать максимальное значение коэффициента.
После подстановки соответствующих значений в уравнение (2.5) получим скорость разливки:
wmin=0,11*(1+0,8/0,8)/0,8=2,75
wmax=0,14*(1+0,8/0,8)/0,8=3,5
wcp=0,125*(1+0,8/0,8)/0,8=3,13
ГИПРОМЕЗОМ рекомендуются следующие скорости разливки:
для заданного сечения заготовки
а´в, мм2 80´80
w, м/мин 2,75-3,5
Однако эти скорости могут быть рекомендованы для случая, когда разли-вка плавок на МНЛЗ производится одиночными плавками. В случае серийной разливки методом плавка на плавку время разливки на МНЛЗ необходимо сог-ласовывать с продолжительностью плавки в сталеплавильном агрегате и рит-мом подачи ковшей с металлом в отделение непрерывной разливки.
Для дальнейших расчетов выбираем скорость разливки 3,13 м/мин.
РАСЧЕТ ОХЛАЖДЕНИЯ ЗАГОТОВКИ
Определение толщины закристаллизовавшегося слоя
Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 222; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!