Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИСАЖА НА СТЕНКЕ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МНЛЗ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-1-63-68

Полный текст:

Аннотация

Процессы формирования гарнисажа и жидкой пленки между кристаллизатором и поверхностью заготовки оказывают влияние на показатели качества и стабильность непрерывной разливки стали. Известен ряд теоретических исследований, посвященных прогнозу толщины гарнисажа и пленки жидкого шлака. Однако в этих исследованиях не учитывается взаимное влияние процессов формирования гарнисажа и пленки, а также формирования толщины оболочки заготовки. В связи с этим в работе представлена разработанная авторами математическая модель взаимосвязанных тепловых процессов в системе слоев «медная стенка кристаллизатора – гарнисаж – пленка жидкого шлака – корка слитка». Модель позволяет прогнозировать динамику формирования толщины корки слитка, шлакового гарнисажа и слоя жидкого шлака по высоте кристаллизатора и длину участка жидкостного трения в кристаллизаторе в зависимости от скорости литья, температуры разливаемой стали и плавления шлака, толщины сляба и рабочего слоя медной стенки. Установлена адекватность модели объекту по таким параметрам, как температура поверхности заготовки, толщина корки, удельный тепловой поток в кристаллизаторе и температура рабочей стенки. Показан пример применения разработанной модели, в котором исследовано влияние скорости разливки на длину участка жидкостного трения в кристаллизаторе. Установлено, что при скоростях 0,8; 1,0 и 1,2 м/мин шлаковая прослойка сохраняется на  протяжении 0,331; 0,415 и 0,498 м от мениска металла соответственно. При этом толщина гарнисажа достигает максимального значения 0,77 мм. Дальнейшее формирование заготовки происходит в условиях отсутствия смазки в кристаллизаторе. Указана возможность использования разработанной модели технологами при выборе химического состава шлакообразующей смеси, обеспечивающего требуемую длину участка жидкого шлака, и конструкторами при выборе профиля кристаллизатора с учетом толщины гарнисажа, а также в учебных целях.

 

Об авторах

Д. И. Габелая
Череповецкий государственный университет
Россия
к.т.н., доцент кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудовани


З. К. Кабаков
Череповецкий государственный университет
Россия
д.т.н., профессор кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования


Ю. В. Грибкова
Череповецкий государственный университет
Россия
к.т.н., доцент кафедры математики и информатики


Список литературы

1. Теория непрерывной разливки / В.С. Рутес, В.И. Аскольдов и др. – М.: Металлургия, 1971. – 296 с.

2. Бровман М.Я. О силах трения между слитком и кристаллизатором при непрерывной разливке стали // Металлы. 2003. № 6. С. 21 – 28.

3. Ермолаева Е.И., Лейтес А.В. и др. Температурные условия формирования шлакового покрытия при вертикальном вводе металла в кристаллизатор // Непрерывное литье стали. Тематический отраслевой сборник. 1981. № 7. С. 80 – 83.

4. Куклев А.В., Лейтес А.В. Практика непрерывной разливки стали. – M.: Meталлургиздат, 2011. – 432 c.

5. Зайцев А.И., Лейтейс А. В., Либерман А. Л. Физико-химические основы нового метода управления отводом тепла от слитка к кристаллизатору // Сталь. 2003. № 3. С. 70 – 74.

6. Зайцев А.И., Могутнов Б.М., Шахпазов Е.Х. Современные представления о шлаках для внепечной обработки и непрерывной разливки стали // Электрометаллургия. 2010. № 8. С. 2 – 11.

7. Cho J., Shibata Н., Emi Т. Radiative heat transfer through mold flux film during initial solidification in continuous casting of steel // ISIJ Intern. 1998. Vol. 38. No. 3. P. 268 – 275.

8. Mills К.C., Alistair B.F. The role of mould fluxes in continuous casting – so simple yet so complex // ISIJ Intern. 2003. Vol. 43. No. 10. P. 1479 – 1486.

9. Meng Y., Thomas B.G. Simulation of microstructure and behaviour of interfacial mold slag layers in continuous casting of steel // ISIJ Intern. 2006. Vol. 46. No. 5. P. 660 – 669.

10. Акмен Р.Г., Кубрик Б.И., Ильченко О.Т. О распределении тепловых потоков в кристаллизаторе МНЛЗ и слитке // Изв. вуз. Черная металлургия. 1982. № 12. С. 110 – 114.

11. Суворов С.А., Вихров Е.А. Совершенствование шлакообразующих смесей // Сталь. 2010. № 4. С. 38 – 42.

12. Рудой Л.С. Моделирование на ЭВМ затвердевания и разнотолщинности корки слитка в кристаллизаторе // Изв. вуз. Черная металлургия. 1974. № 4. С. 144 – 148.

13. Непрерывная разливка стали на радиальных установках / В.Т. Сладкоштеев, Р.В. Потанин, О.Н. Суладзе, В.С. Рутес. – М.: Металлургия, 1974. – 288 с.

14. Рудой Л.С., Баптизманский В.И. Производительность машин непрерывного литья заготовок. – К.: Техника, 1982. – 152 с.

15. Гиря А.П., Убранович Л.И, Ермаков О.Н., Пестов В.И. Исследование процесса теплообмена в кристаллизаторе МНЛЗ // Повышение эффективности процесса непрерывного литья стали: Тематический отраслевой сборник. – М., 1983. С. 4 – 7.

16. Клипов А.Д., Колпаков А.И., Чигринов М.Г., Баллад Э.Р. Физико-химические и теплофизические особенности непрерывной разливки под шлаком // Сталь. 1972. № 2. С. 124 – 128.

17. Машины непрерывного литья заготовок. Теория и расчет / Л.В. Буланов, Л.Г. Корзунин, Е.П. Парфенов и др. – Екатеринбург: Уральский центр ПР и рекламы «Марат», 2004. – 319 с.

18. Журавлев В.А., Китаев Е.М. Теплофизика формирования непрерывного слитка. – М.: Металлургия, 1974. – 215 с.

19. Китаев Е.М. Затвердевание стальных слитков. – М.: Металлургия, 1982. – 168 с.

20. Нисковских В.М., Карлинский С.Е., Беренов А.Д. Машины непрерывного литья слябовых заготовок. – М.: Металлургия, 1991. – 272 с.

21. Дождиков В.И. Теплофизические особенности формирования непрерывного слитка в кристаллизаторе МНЛЗ. – Липецк: ЛГТУ, 2007. – 184 с.

22. Ya Meng, Brian G. Thomas. Heat-Transfer and Solidification Model of Continuous Slab Casting: CON1D // Metallurgical and Materials Transactions B. Vol. 34B. October 2003. P. 685 – 705.

23. Ya Meng, Brian G. Thomas. Modeling transient slag-layer phenomena in the shell/mold gap in continuous casting of steel // Metallurgical and Materials Transactions B. Vol. 34B. October 2003. Р. 707 – 725.


Для цитирования:


Габелая Д.И., Кабаков З.К., Грибкова Ю.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИСАЖА НА СТЕНКЕ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МНЛЗ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2018;61(1):63-68. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-1-63-68

For citation:


Gabelaya D.I., Kabakov Z.K., Gribkova Y.V. SIMULATION OF SLAG SKULL FORMATION ON THE WALL OF CCM MOLD. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2018;61(1):63-68. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-1-63-68

Просмотров: 162


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)