Расчет технологических параметров непрерывной разливки стали (стр. 1 из 5)
Курсовая работа
«Расчет технологических параметров непрерывной разливки стали»
Аннотация
В работе представлен расчет технологических параметров непрерывной разливки стали на четырехручьевой МНЛЗ криволинейного типа. Определены параметры жидкого металла для непрерывной разливки, выбраны диаметры каналов стаканов в сталеразливочном и промежуточном ковшах. Приведен расчет основных параметров систем охлаждения кристаллизатора и зоны вторичного охлаждения. Определена длительность разливки плавки и годовая производительность МНЛЗ при рабочей скорости вытягивания заготовки.
Содержание
Введение
1 Параметры жидкого металла
2 Продолжительность затвердевания непрерывнолитой заготовки
3 Скорость вытягивания заготовки
4 Скорость разливки и диаметр сталеразливочных стаканов
5 Параметры настройки кристаллизатора и системы вторичного охлаждения
6 Охлаждение кристаллизатора
7 Вторичное охлаждение заготовки
8 Длительность разливки плавки и производительность МНЛЗ
Заключение
Список использованных источников
Введение
Непрерывная разливка является в настоящее время основным способом разливки стали, при котором получают слябовые и сортовые заготовки. Качество непрерывнолитых заготовок во многом зависит от правильности выбора технологических параметров процесса разливки, который должен быть сделан с учетом типа машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), размеров поперечного сечения заготовки, марки стали. Экспериментальное определение рациональных параметров разливки с учетом вышеперечисленных факторов – это сложный, дорогой, трудоемкий и длительный процесс. Современное состояние теории непрерывной разливки стали позволяет определить основные технологические параметры расчетным путем. Расчет технологических параметров непрерывной разливки стали всегда делается для конкретной МНЛЗ. Поэтому для расчета необходимо иметь данные о металлургической длине машины, высоте кристаллизатора, количестве и длине участков зоны вторичного охлаждения, способе вторичного охлаждения на каждом участке. В задании на выполнение расчета могут быть указаны как конструктивные параметры машины, так и источник информации для их выбора.
В данной курсовой работе определены:
– параметры жидкого металла (допустимое содержание вредных примесей итемпература металла при разливке);
– продолжительность затвердевания заготовки;
– рабочая скорость вытягивания заготовки и диапазон допустимых скоростейвытягивания;
– скорость разливки металла и диаметр каналов стаканов в сталеразливочном ипромежуточном ковшах;
– параметры настройки кристаллизатора и зоны вторичного охлаждения;
– режим охлаждения кристаллизатора;
– режим вторичного охлаждения заготовки;
– длительность разливки плавки и производительность МНЛЗ.
1. Параметры жидкого металла
Действующие стандарты, определяющие требования к химическому составу металла, допускают довольно высокое содержание вредных примесей – серы и фосфора. Непрерывная разливка металла с повышенным содержанием вредных примесей сопряжена с рядом трудностей. Так, например, повышенное серы требует снижения скорости разливки. В противном случае непрерывно-литые заготовки оказываются пораженными различными дефектами (чаще всего поверхностными или внутренними трещинами). Кроме того, при разливке такого металла возможно возникновение аварийных ситуаций, связанных с прорывами затвердевшей корки [2].
Разливаемая сталь марки 15 имеет следующий химический состав (по ГОСТ 1050–88), представленный в таблице 1.1 [3].
Таблица 1.1 – Химический состав разливаемой стали марки 15
| С | Si | Mn | S | P |
| не более | ||||
| 0,12…0,19% | 0,17…0,37% | 0,35…0,65% | 0,04% | 0,035% |
Обычно верхний предел содержания серы и фосфора в стали, разливаемой на МНЛЗ, устанавливается в интервале от 0,015 до 0,025%. Выбор конкретного значения предельного содержания вредных примесей определяется возможностями технологии выплавки и ковшевой обработки металла в сталеплавильном цехе. С учетом приведенной выше информации необходимо принять предельные значения допустимых содержаний серы и фосфора в металле. Принимаем верхний предел содержания фосфора 0,025%, верхний предел содержания серы 0,025%.
Температура разливаемого металла оказывает существенное влияние как на технологию непрерывной разливки, так и на качество получаемой заготовки. Наилучшие результаты получаются в том случае, когда металл в промежуточном ковше имеет перегрев над температурой ликвидус 20–300С:
где tпр – температура металла в промежуточном ковше, 0С;
tликв – температура ликвидус, 0С.
Температуру ликвидус для углеродистой стали рекомендуется определять по формуле:
где
– среднее содержание углерода в стали, %.Принимаем среднее содержание углерода в стали марки 15 равным 0,15%.
Тогда:
; 
2. Продолжительность затвердевания непрерывнолитой заготовки
Главными факторами, определяющими продолжительность затвердевания непрерывнолитых заготовок, являются размеры ее поперечного сечения: толщина А и ширина В. С достаточной точностью продолжительность затвердевания заготовки можно определить по формуле:
где
– продолжительность затвердевания, мин;Кф – коэффициент формы поперечного сечения заготовки;
А – толщина заготовки, мм;
К – коэффициент затвердевания, мм/мин0,5.
Значение коэффициента формы Кф примем равным 1 (т. к. В/А ≥ 2).
Величину коэффициента затвердевания К рекомендуется принимать в пределах 24–26 мм/мин0,5 для всех марок стали, принимаем равным 26 мм/мин0,5. Толщина получаемой заготовки составляет 250 мм.
Тогда:
3. Скорость вытягивания заготовки
Установление скоростного режима заключается в определении диапазона допустимых скоростей вытягивания заготовки и рабочей скорости вытягивания. В качестве рабочей принимается такая скорость вытягивания, при которой обеспечивается сочетание высокого качества заготовки с достаточно высокой производительностью МНЛЗ. Обычно рабочая скорость вытягивания заготовки назначается с учетом многих факторов: марки стали, размеров поперечного сечения отливаемой заготовки, температуры металла в промежуточном ковше, содержания в стали вредных примесей и др. Если температура разливаемого металла и содержание вредных примесей в нем соответствуют требованиям раздела 1, то рабочая скорость вытягивания может быть рассчитана по формуле:
где
– рабочая скорость вытягивания заготовки, м/мин; 
– коэффициент скорости вытягивания, м2/мин;А, В-толщина и ширина заготовки, м.
Так как сталь марки 15 относится к группе углеродистых качественных сталей, то принимаем
= 0,16 м2/мин, толщина и ширина заготовки составляет соответственно 0,25 и 1,3 м.Тогда получаем:
Рабочая скорость вытягивания заготовки является базовой для определения диапазона допустимых скоростей вытягивания:
.Получаем:
Скорость вытягивания определяет глубину лунки жидкого металла в кристаллизующейся непрерывно-литой заготовке:
;тогда при расчете на рабочую скорость вытягивания:
;при расчете на максимальную скорость вытягивания:
Необходимая частота качания кристаллизатора определяется по формуле:
где Lк – глубина лунки жидкого металла, м;
– частота качания кристаллизатора, мин-1; 
– коэффициент частоты; 
- амплитуда качания кристаллизатора, м.Принимаем
= 1,1 и = 0,003 м.Получим:
