Введение к работе
Актуальностьработы. Одним из перспективных направлений в
ллогго птпгггрт*"рг атьъаатпа ттпо ttt^dv-.. п^отпж ча miomivrtTav иаттпо-пт.гпт"\тт\ тгт>т-а
заготовок (МНЛЗ). Широкое применение непрерывного литья стали позволяет сократить цикл металлургического производства, получить широкий диапазон сечений заготовок, уменьшить энергетические расходы, повысить выход годного и улучшить качество литого металла.
Дальнейший рост производительности МНЛЗ, увеличение скорости вытягивания сляба и расширение марочного сортамента разливаемых сталей связаны протдо ьоиГО с рбсзнивм важной и сложно? ^анзщт устранения дефектов в слябах и особенно трещинообразования. Качество заготовок, а также надежность и производительность МНЛЗ существенно определяются теплоЕыми процессами, протекающими в затвердевающем металле и элементах оборудования машины. Детальное изуче-^ '-яяе на МНЛЗ конвертерного производства АО "Северсталь" (г. Череповец) причин ног'мок роликов и факторов, опрьг^яющих коробление и деформацию сляба, а такав условий обпазовячия :~?ешв. н поверхности сляба показало, что они являются следствием несовершенства управления тепловым резимом сляба в зоне вторичного охлаждения (ЗВО) МНЛЗ. В процессе эксплуатации МНЛЗ происходит отклонение (дрейф) характеристик оборудования машин вследствие засорения форсунок, распыляющих водовоздушную эмульсию различными примесями, "'йзм«ї:оііїі.-і ракіегров подподязих трублірОв~~ов 80^00^10^-^,^0^10^ роликов и их судних опор, изменения параметров регулирующей и подающей аппаратуры и др.
В ЭТ-* связи решение практической проблемы контроля и управления прсоссами кристаллизации и затвердевания сляба в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ, основанное на более полной и достоверной информации о текущем состоянии сляба и оборудования является актуальной. Информативной характеристикой процесса затвердевания металла в зоне вторичного охлаждения !.ГГ13 может служить харзктер изменения температуры поверхности сляба - величина его вторичного разогрева, зависящая от текущего состояния технологических, 'varrnnrhi^wi^cvjAX тг ""л,нстт?уктттвных параметров ^птзновки и их отклонений В ПрОЦеСС- .^Киі'іЛу-іТ5ь;Ш.
Ш^-"_іі357іє ПБЛЯбїси разработка теории сторичного разогрева поверхности сляба в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ и разработка методов и способов управления охлаждением сляба в ЗВО МНЛЗ,
основанные на этом эффекте.
Методы_исследования. Работа выполнена на основе комплексных натурных, лабораторных и теоретических исследований теплообмена на машинах непрерывного литья заготовок в зоне вторичного охлаждения с учетом математического моделирования процесса затвердевания и охлаждения сляба.
Наїчная_ювизна_работн.
1. На основе комплексных промышленных исследований температурных полей SB0 МНЛЗ выяш.зн информативный теплофизический параметр - вторичный разогрев поверхности сляба, характеризующий текущее его тепловое состояние f зависимости от конструктивных, теплофкзических и технологических параметров разливки.
?. Даны общая постановка, основные уравнения и гравл'оше условия математической модели процесса вторичного разогрева :.ляба за ','Э-МКЛЗ. На ochoep созданной модели установлена вззймосе -:ь~ теш- sjsx параметров разливки в зависимости от текущего состоя ~~я характекісхін: guowACZzi^ yciwoz.:;;:.
З.ійсходя из математического описания- взаимосвязи вторичного разогрева сляба от текущего состояния оборудования МЙЯЗ, разработан принципиально.новый способ оярвделения толщины оболочки сляба в процессе его.вытягивания.
а, Для реализации способа управления охлаждением сляба а 380 МНЛЗ разработано способ контроля тегйперэтуры его поверхности. - - .2„..Првддд$и^' спас- ітрогнозирования .качестЕ? поверг" :сти сляба ,по величине-яе^итературы '-го поверхности за ЗВО.
Ш_зЩ!1_ыносятся:
Постановка и решение задачи математического моделирования процесса вторичного разогрева поверхности сляба за зоной вторичного 0ХЛЗЗД8НИЯ МНЛЗ.
Методика расчета толщины твердой оболочку сляба, протяженности и температуры максимального его рззогреєа, полученные с учетом эффекта вторичного разогрева поверхности сляба.
Способ определения толщина оболочки сляба после ЗВО МНЛЗ.
Методика настройки вторичного охлзадания МНЛЗ, обеспечивающая рациональные режимы охлаждения.
Достоверность полученных результатов обусловлена применением современных.--методов , исследований, „и_ подтверждена результатами опытно-промышленных испытаний способа контроля и управления охлаждением сляба на МНЛЗ.
^актическая_ценность_работы.
5 1 На основе решения уравнений математической модели процесса вторичного разогрева поверхности сляба в зависимости от конструктивных и технологических, параметров МІІЛЗ получены и подтверждены экспериментально соотношения для инженерного расчета тепловых параметров сляба при непрерывной разливке.
-
Разработан метод тарирпчания системы вторичного охлаждения металла. Методика принята в эк тлуатзцию конверторным производством АО "Северсталь".
-
Результаты исследования теплового состояния сляба позволили установить ряд причин коробления сляба, количественно оценить влияние отвода теплоты от слябз оборудованием. На основе этих данных разработаны ТЭО на реконструкщю системы автоматики МНЛЗ, принятые к реализацию в АО "Северсталь".
" 4. Все машины непрерывного литья заготовок АО "Северсталь" оборудованы- средствами непрерывного контроля охлаждения сляба, разработанные на основе результатов исследован*".
,.. 5. Разработана инженерная методика oi^ . деления параметров вторичного во,,воздушного охлаждения при пе:входных процессах, обеспечивающая рацксизльные' режимы охлаадения. Методика принята к реализацию АО "Северсталь".
6. Раср^иотана методика прогнозирования качества поверхности слябз по величине его температуры за ЗВО МНЛЗ АС "Северсталь".
Работа выполнялась в соответствии с госбюджетной темой "Теория и методы совершенствования теплофизических процессов в технологических установках" ("Разработка теории метрологического обеспечении вторичногс охлаждения слябовых МНЛЗ") и по заказу АО "Северсталь" і рамках хоздоговорных тем "Метрологическое обеспечение ЗВО. МНЛЗ-з, 4. Контро- j и управление затвердеванием сляба" (N 1Ш - 92/181 НС) и "Работь по совершенствованию системы вторичного охлаадения МНЛЗ' (N 57060ІІ).
Апробация_рабдты. Основные разделы работы докладывались на техническом совещании в лаборатории непрерывной разливки АО "Северсталь" (г.Череповец, 1992, 1993 г.г.), на Международной конференции "Теплотехнолргия непрерывной разливки стали и горячей листовой прокатки" (г.Вологда, 1991), на научных семинарах и заседаниях кафедр "Тепловые процессы в технологических системах" ВоПИ и "Теплотехажи и гидравлики" ЧГИИ.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ. Кроме того, 5 технических решений признаны изобретениями.
(ЗФ&ЙОЗботы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы (из наименований). Объем диссертации составляет 1.2,9 страниц машинописного текста, 24 рисунка, 2 таблицы и приложения.
