Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут»
Фізико-Технічний Інститут
Фізико-Технічний Інститут
П.С. Бондарь, 11 клас,Криворізька педагогічна гімназія, Дніпропетровська обл.
Науковий керівник: В.П. Лялюк
Педагогічний керівник: І.Л. Лінчук
Останнім часом в області технологій розливання сталі спостерігаються істотні зміни, спрямовані на збільшення продуктивності МБЛЗ і підвищення якості сталей, що розливаються. Це обумовлено розвитком досліджень, пов’язаних з металургійними й гідродинамічними процесами, що відбуваються в промковші в ході розливання.
Узагальнюючи дані відомих досліджень, слід зазначити, що для підвищення чистоти сталі в промковші необхідно контролювати процес плину рідкого металу й установлювати оптимальний рівень симетричності й динаміки переміщення потоків у рідкій ванні. Розв’язок таких завдань вимагає вдосконалення внутрішньої конфігурації промковша, що дозволяє інтенсифікувати трансформацію турбулентної кінетичної енергії в зоні пливу металу. Як наслідок, у рідкій ванні промковша збільшується обсяг зон із квазиламінарним рухом потоків і зменшується частка так званих «мертвих» зон, що сприяє флотації неметалічних включень, а також усередненню сталі по хімічному складу й температурі. При формуванні в промковші зон з турбулентним характером руху потоків (наприклад область шлакового поясу, що прилягає до зони падіння струменя) у цім місці спостерігається підвищене зношування шару футерівки й інтенсивне перемішування сталі з покривним шлаком внаслідок виникаючого бурління.
При розливанні наддовгими серіями (30-40 плавок і більше) активний контакт торкрет-шару промковша зі шлаком становить кілька десятків годин (при періодичній зміні рівня металу), що практично виключає можливість ефективного застосування високо стійких вогнетривів без додаткових заходів щодо їхнього захисту.
Метою даної роботи є дослідження, направлене на підвищення якості безпрервнолитної заготовки шляхом розвитку методів конструювання й створення проміжних ковшів МБЛЗ із ефективними системами розподілу потоків сталі в його обсязі.
Актуальність: Створення, розвиток і модернізація машин, агрегатів і елементів металургійних технологічних комплексів – найважливіше завдання сучасної промисловості, вирішення якого забезпечує підвищення продуктивності і якості металургійної продукції, що випускається. Виконання цього завдання прямо пов’язане із сучасним високопродуктивними технологічними системами безперервного розливання сталі.
Машини безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), будучи найскладнішою транспортно-технологічною системою на базі металургійних агрегатів, оснащених спеціалізованими маніпуляторами, вимагають постійної уваги з боку не тільки технологів, але й конструкторів. Устаткування металургійних заводів у міру експлуатації зношується, або застаріває морально й вимагає модернізації. Технологічний процес також підданий старінню, що приводить до зниження конкурентоспроможності. Змінити цю ситуацію можна за рахунок створення нових і вдосконалювання існуючих конструкцій елементів транспортної й технологічної підсистеми МБЛЗ. Це забезпечить не тільки якість металу, що розливається, але й суттєво збільшиться продуктивність. МБЛЗ із тривалим строком експлуатації повинні або поступово, або радикально зазнати модернізації на базі інноваційних рішень, які будуть сприяти й збільшенню продуктивності, і підвищенню якості продукції.
Отримані результати:
1. У якості основного критерію гідродинамічної подоби використовується критерій Фруда;
2. У якості робочої рідини у фізичній моделі використовується вода, що забезпечує візуалізацію процесів, що протікають;
3. При фізичному моделюванні перевага віддається зменшеним у кілька раз у порівнянні із промисловим об’єктом моделями, що суттєво знижує трудомісткість виконуваних експериментів;
4. Найважливішим елементом, що забезпечує конкретність одержуваних у ході фізичного моделювання результатів, є дотримання повної геометричної подоби об’єктів, у тому числі й рівняння наливу рідини в промковші;
5. У якості основного кількісного критерію ефективності роботи промковша приймається величина так званого «резидентного часу», тобто, часу перебування рідини в промковші, який визначається за допомогою індикаторів, що спеціально вводяться.
Висновки: При застосуванні на сортових МБЛЗ п’ятиструмкового проміжного ковша можна досягти безвихрового, стабільного витікання струменя металу зі сталевипускних каналів.
Проміжний ківш забезпечує надходження металу в кристалізатор з певною витратою і, забезпечуючи добре організований струмінь, дозволяє розливати сталь в кілька кристаллизаторів одночасно і здійснювати серійну розливку методом плавка на плавку при зміні сталерозливних ковшів без припинення і зниження швидкості розливання. Конструкція і місткість проміжного ковша в значній мірі визначають стабільність процесу розливання сталі і якість заготовки.
Перелік посилань: