МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ГИДРОДИНАМИКИ ПОТОКОВ СТАЛИ В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ СЛЯБОВОЙ МНЛЗ ВО ВРЕМЯ ЗАМЕНЫ ПОГРУЖНЫХ СТАКАНОВ
Abstract
Освещены результаты анализа направлений и современных методов исследований в области непрерывной разливки стали, связанных с выявлением и устранением факторов, оказывающих негативное влияние на качество поверхности непрерывнолитых заготовок. Показано, что существующая концепция построения систем быстрой смены погружных стаканов, эксплуатируемых на слябовых МНЛЗ, приводит к формированию на каждом ручье машины в течение серийной разливки 20 плавок некондиционного участка заготовки длиной 30 – 40 м, образующегося в итоге из-за нестабильных гидродинамических условий в кристаллизаторе. Приведены результаты исследования на физической модели изменений траектории и скорости движения потоков металла в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ, связанных с заменой погружных стаканов в процессе серийной разливки стали, а также предложены рекомендации по снижению длительности негативного воздействия данного фактора на условия формирования отливаемой заготовки. При помощи контрольно-измерительного комплекса с тензорезисторным преобразователем установлено, что перепад скоростей жидкостных потоков у противоположных узких стенок модели кристаллизатора, вызывающий нарушение тепловых условий формирования корочки непрерывнолитой заготовки, в случае использования прямоточных погружных стаканов может достигать значений 2 – 2,3, а для безнапорных глуходонных стаканов с двумя боковыми отверстиями, разделенными рассекателем, 1,2 – 4. С использованием материалов скоростной видеосъемки также получена информация о нарушении симметрии траектории циркуляционных контуров потоков расплава в кристаллизаторе, обусловленном проведением операции замены изношенного погружного стакана. В ходе исследований визуализацию траекторий движения потоков воды, имитировавшей жидкую сталь, в модели кристаллизатора обеспечивали введением через канал модели стопора-моноблока промежуточного ковша воздуха, благодаря чему симулировали подачу аргона во время разливки. Полученные сведения позволили разработать новый принцип построения системы быстрой смены погружных стаканов, заключающийся в совмещенном и параллельном выполнении ее структурными элементами (манипулятором, разливочным и переталкивающим устройствами) отдельных этапов процесса замены огнеупорных изделий. Это позволяет сократить временные затраты на смену изношенного погружного стакана и повысить выход годного при производстве слябовой заготовки на МНЛЗ.
About the Authors
Сергей ЕронькоRussian Federation
Владимир Золотухин
Russian Federation
Михаил Ткачёв
Ukraine
Дмитрий Провоторов
Russian Federation
Елена Ошовская
Ukraine
References
1. Куклев А.В., Лейтес А.В. Практика непрерывной разливки стали. – М.: Металлургиздат, 2011. – 432 с.
2. Девятов Д.Х., Логунова О.С., Тутарова В.Д., Ячиков И.М. Управление качеством непрерывнолитых заготовок. – Магнитогорск: МГТУ, 2006. – 367 с.
3. Ефимов В.А., Эльдарханов А.С. Технологии современной металлургии. – М.: Новые технологии, 2004. – 784 с.
4. Смирнов А.Н., Глазков А.Я., Пилюшенко В.Л. Теория и практика непрерывного литья заготовок. – Донецк: ДонГТУ, 2000. – 364 с.
5. Лякишев Н.П., Шалимов А.Г. Развитие технологии непрерывной разливки стали. – М.: ЭЛИЗ, 2002. – 208 с.
6. Козырев Н.А., Гизатулин Р.А. Машины и процессы непрерывного литья заготовок. – Новокузнецк: СибГИУ, 2011. – 357 с.
7. Смирнов А.Н., Ефимова В.Г., Верзилов А.П., Максаев Е.Н. Зарастание погружных стаканов слябовой МНЛЗ // Сталь. № 11. 2014. С. 14–18.
8. Ильин В.И., Носов С.К., Федоров Л.К., Шеховцов Е.В., Паршин В.М. Испытания безнапорных погружных стаканов при разливке колесобандажного металла // Сталь. № 12. 2001. С. 22–25.
9. Горнаков А.И. Моделирование процесса движения жидкого металла в кристаллизаторе установки непрерывного литья стали: Дис. … канд. техн. наук. – Комсомольск-на-Амуре: Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН, 2013. – 128 с.
10. Гущин В.Н. Разработка способов технологического воздействия на формирование непрерывнолитых заготовок и слитков и оборудования для их реализации с целью повышения качества металла: Дис. … док. техн. наук. – Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2011. – 356 с.
11. Коллберг С.Г., Хакль X.Р., Лехман А.Ф., Эриксон Я.Э. Традиционная разливка слябов с применением электромагнитных систем // Сталь. № 5. 2007. С. 53–61.
12. Вдовин К.Н., Точилкин В.В., Ячиков И.М. Непрерывная разливка стали. Гидромеханика машин непрерывного литья заготовок. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогорского государственного технического университета, 2014. – 348 с.
13. Ерошкин С.Б., Бобылев Г.С., Попович В.Н., Райко В.А., Ницль Г., Дэвис Д. Опыт применения погружных стаканов фирмы «Foseco GmbН» на слябовой МНЛЗ ОАО «Северсталь» // Сталь. № 5. 2007. С. 61–66.
14. Еронько С.П., Быковских С.В., Ошовская Е.В. Расчет и конструирование оборудования для внепечной обработки и разливки стали. – Киев: Техніка, 2007. – 344 с.
15. Герасименко В.Г., Чайка Д.В. Физическое моделирование гидродинамики непрерывной разливки // Металлургическая и горнорудная промышленность. № 7. 2010. С. 264–265.
16. Гущин В.Н., Ульянов В.А., Кузякина А.А. Методика физического моделирования многофазных потоков // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. № 3. 2013. С. 230–235.
17. Еронько С.П., Ткачев М.Ю., Ошовская Е.В. Гидравлическое моделирование процесса смены погружных стаканов на слябовых МНЛЗ // Электрометаллургия. № 10. 2016. С. 15–22.
18. Смирнов А.Н., Куберский С.В., Штепан Е.В. Непрерывная разливка стали. – Донецк: ДонНТУ, 2011. – 482 с.
19. Цаплин А.И., Никулин И.Л. Моделирование теплофизических процессов и объектов в металлургии. – Пермь: Изд-во Пермского государственного технического университета, 2011. – 299 с.
20. Провоторов Д.А. Системы автоматической замены стаканов-коллекторов на установках непрерывного литья заготовок // Матер. междунар. конф. «Автоматизация: проблемы, идеи, решения». Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. С. 138–141.
21. Еронько С.П., Ошовская Е.В., Ткачев М.Ю. Исследование и совершенствование системы быстрой смены погружных стаканов промежуточного ковша слябовой МНЛЗ // Известия ВУЗов. Черная металлургия. № 1. 2016. С. 49–56.
Supplementary files
![]() |
1. Скан договоров | |
Subject | ||
Type | Исследовательские инструменты | |
Download
(737KB)
|
Indexing metadata ▾ |
![]() |
2. Рисунки | |
Subject | ||
Type | Исследовательские инструменты | |
Download
(942KB)
|
Indexing metadata ▾ |
Review
For citations:
, , , , . Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2018;61(7).