Введение к работе
Актуальность темы. В плане реконструкции сталеплавильного
пикла нв металлургическом комбинате "Запорожсталь" ведется строительство комплекса конверторного передела стали с непрерывной разливкой металла и транзитным горячим прокатом тонкого листа. "Узким" местом получения высококачественного тонколистового высоколегированного и нержавеющего стального листа по указанной схеме является наличие поверхностных дефектов непрерывнолитого сляба - "следов качания кристаллизатора" ( СКК ) и необходимость холодного адъюстажа поверхности слитка с последующим нагревом перед станом горячего проката тонкого листа. Это в свою очередь ведет к значительному увеличению удельных энергозатрат и снижению конкурентоспособности готовой продукции.
Практика эксплуатации машин непрерывного литья заготовок ( МНЛЗ ) показывает, что природа образования СКК обусловлена взаимодействием потоков расплава жидкого металла со стенками пермегавюгаегося кристаллизатора. Кроме того, известно, что в ходе возвратно - поступательного движения кристаллизатора Ш1ЕЗ и колебаний уровня металла в полости последнего, на поверхности непрерывнолитого слитка образуется складки и эаливины со следами шлака. Причиной их образования является синхронное качанию кристаллизатора изменение скорости перелива жидкого металле через мениск, уровень которого пульсирует из-за имеющего место гистерезиса смачивания поверхности стенок кристаллизатора на Гранине "тпляк - металл - кристаллизатор". Следовательно, исключение причин образования СКК может быть достигнуто путем поддержания постоянного уровня мениска жидкого^ металла в полости кристаллизатора в границах некоторого отдельно взятого закона возвратно - поступательного движения кристаллизатора.
Цель работы. Снижение удельных энергозатрат зв счет исключения холодного адъюстажа поверхности непрерывнолитого слитка и последующего его нагрева, а так же улучшение качества поверхности сляба путем устранения причин образования СКК в процессе Формирования слитка в кристаллизаторе МНЛЗ.
Научные положения, разработанные лично диссертантом и новизна предлагаемой диссертационной работы:
Т. На основе критического анализа существующих технологий и способов улучшения качества непрервнолитого слитка определены
возможности построения закона дпижения кристаллизатора МНЛЗ с гаэоимпульсным перемешиванием металла исключающего причины образования СНК.
-
Разработан принципиально новый способ непрерывной рязливю металлов, в котором отсутствует относительное перемещение мениска жидкого металла в полости кристаллизатора и собственно кристаллизатора, являющееся причиной образования СКК.
-
Теоретическими исследованиями определены условия выполнения и установление функциональная зависимость параметров газо-
а импульсного перемптивания и кинематики движения кристаллизатора
в новом способе непрерывного литья.
-
Экспериментальными исследованиями на гидравлической моде* установлен характер движения уровня расплава в кристаллизаторе при г-азоимпульоном перемешивании жидкого металла.
-
Экспериментальными исследованиями на лабораторной установ ке полунепрерывного литья, путем статистической обработки рез^-л татов планируемых трехФакторных экспериментов, предполагающих минимизацию поверхностных дефектов, определены оптимальные параметры закона движения кристаллизатора по новому способу непре рывной разливки металлов.
-
Разработана инженерная методика расчета и выбора оптималь ных параметров закона движения кристаллизатора по новому способ непрерывной разливки металлов как для существующих, так и для вновь проектируемых МНЛЗ,
-
Разработана новая методика исследований зависимости периметров законов качания кристаллизатора и качества поверхности слитка на оригинальной лабораторной установке полунепрерывного литья.
Лостоверность научных положение. Результаты работы, полученные аналитически, а также численно, базируются на известныу и апробированных практикой положениях:
математической статистики;
дифференциального исчисления;
положений теории подобия, приближенных методой и анализа размерностей в механике;
- построения планов и планирования зкеперименотов.
Экспериментальнне результаты получены с использованием совр*
менной видеоанпературы и визуальномор*ологического описания натурных образцов слитков. Объем проведених экспериментов дублі ровался и удовлетворительно укладывается в доверительный интер
вал для 5 f уровня значимости.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Предложенный is работе принципиально новый способ непрерывной раз-липки металлов, рекпмендагпчи, методика расчета и выбора его ппрпметроп t/огут быть использовании практически для любой МНЛЗ. Реализация разработанных предложений не требуют каких - либо изменений конструкции МНЛЗ и собственно технологии непрерывного литья, я исползование нового способа обеспечивается разработкой режима качания кристаллизатора и подачи импульса на основе предложенной инженерной методики расчета и выбора параметров закона движения кристаллизатора.
Результаты работы использованы при рабочем проектировании ''іШ.-. конверторного неха металлургического комбината "Залорожсталь". (жидвемнй экономический з^ект в результате улучшения качества поверхности н^прерывнолитого сляба и возможности транзитной горячей прокатки без холодного адъпстяжа даст около 30 _ А С "Г снижения удельного расхода энергозатрат.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на заседании научно - технического Совета металлургического комбината "Залорожсталь" и расширенном заседании кафедры МСШ Запорожского индустриального института.
Публикации. '-'о результатам работы одна статья опубликована., получен один иностранный патент.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, чртыг"Х глав, выводов, библиографического списка и приложений. Гг^гуга изложена на П4 страницах машинописного текста, содержит <5 рисунков, библиографический список из 104 наименований, исходные данные и результаты экспериментов в приложении на "^ странинех.