Технологические параметры непрерывной разливки стали. Исследование общей компоновки пятиручьевой машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) радиального типа. Определение скорости разливки металла. Диаметр каналов разливочных стаканов. Режим охлаждения.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Кафедра металлургии черных металлов

Курсовая работа

по дисциплине: "Разливка и кристаллизация стали"

на тему: "Расчет технологических параметров разливки стали на сортовой МНЛЗ"

Выполнил:

студент гр. МСЭ-07 Арапов А.В.

Принял:

доц., к.т.н. Буданов Б.А.

Магнитогорск 2011

Аннотация

В данной работе выполнен расчет основных технологических параметров непрерывной разливки стали. Приведена общая компоновка пятиручьевой МНЛЗ радиального типа и рассмотрена технология разливки стали марки 17Г2С, на заготовки сечением 150160 мм.

Содержание

• Введение
• 1. Краткое описание МНЛЗ
• 2. Расчет основных технологических параметров
• 2.1 Определение параметров жидкого металла
• 2.2 Расчет продолжительности затвердевания заготовки
• 2.3Скорость разливки металла и диаметр каналов разливочных стаканов
• 2.4 Скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора
• 2.5 Расход материалов для смазки в кристаллизаторе
• 2.6 Параметры кристаллизатора и направляющих элементов зоны вторичного охлаждения
• 2.7 Режим первичного охлаждения заготовки
• 2.8 Режим вторичного охлаждения заготовки
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

• Количество стали, разливаемой на машинах непрерывного литья сортовых заготовок, составляет примерно половину от общего количества стали, разливаемой непрерывным способом. Отличительной особенностью таких МНЛЗ является наличие большого количества ручьев - до восьми вследствие относительно небольших размеров поперечного сечения отливаемых заготовок. На сортовых машинах используется два различных способа подачи металла из промежуточного ковша в кристаллизаторы: открытой или закрытой струей. При отливке заготовок с небольшими размерами поперечного сечения подача металла производится открытой струей из-за невозможности введения удлиненных погружных стаканов в малые полости кристаллизаторов. При таком способе стопора в промежуточный ковш не устанавливаются и регулирование подачи металла из ковша в кристаллизаторы осуществляется путем изменения диаметра нижних разливочных стаканов с калиброванными отверстиями. Для этого служит специальный механизм быстрой (за доли секунды) смены стаканов. Преимуществами разливки металла открытой струей являются:
• - простота способа разливки;
• - меньшие затраты на разливку и снижение себестоимости отливаемой заготовки, так как нет необходимости в оборудовании промежуточного ковша стопорами и погружными стаканами;
• - большее количество металла, разливаемого методом "плавка на плавку", а значит и более высокая производительность МНЛЗ, так как отсутствуют стопора, лимитирующие длительность серии при разливке стали закрытой струей.
• Однако разливка металла открытой струей имеет и существенные недостатки:
• - разливается сталь достаточно простого сортамента - в основном углеродистая сталь обыкновенного качества;
• - снижается качество сортовой заготовки вследствие вторичного окисления струи и поверхности жидкого металла в кристаллизаторе, эжектирования струей воздуха, возможности образования "веерообразной" струи, нестабильного положения уровня металла, а значит и скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора, локального затягивания шлака с зеркала жидкого металла в зазор между затвердевшей оболочкой заготовки и гильзой кристаллизатора.
• Поэтому сталь ответственного назначения на заготовки с относительно большими размерами поперечного сечения на сортовых МНЛЗ разливается только закрытой струей с использованием погружных стаканов и стопоров для регулирования скорости подачи металла в кристаллизаторы.
• Для проведения расчета необходима проработка по литературным источникам [1...5] следующих теоретических вопросов: конструкция сортовой МНЛЗ и устройство ее основных узлов, технология непрерывной разливки стали, затвердевание непрерывно-литых заготовок, их строение и дефекты. В курсовой работе определены:
• - параметры жидкого металла: допустимое содержание вредных примесей и растворенного алюминия, температуру металла в сталеразливочном и промежуточном ковшах;
• - продолжительность затвердевания сортовой непрерывно-литой заготовки;
• - скорость разливки металла и диаметр каналов разливочных стаканов;
• - скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора;
• - расход материалов для смазки в кристаллизаторе;
• - параметры кристаллизатора и направляющих элементов зоны вторичного охлаждения;
• - режим первичного охлаждения заготовки;
• - режим вторичного охлаждения заготовки.

1. Краткое описание МНЛЗ

Машина для непрерывной разливки стали, пятиручьевая радиального типа. Радиус кривизны базовой стенки кристаллизатора 9,0 м. Размеры поперечного сечения заготовки 150160 мм. Металлургическая длина МНЛЗ 16 м. Способ вторичного охлаждения - охлаждение водой и водовоздушной смесью. В установках этого типа в радиальном кристаллизаторе формируется изогнутый по определенному радиусу слиток. Чтобы при последующем разгибании в слитке не образовывались трещины, радиус изгиба должен быть не менее 25-кратной толщины слитка. Обычно радиус изгиба выбирают в соответствии с соотношением R = (30…40)*a, где a - толщина слитка, м.

1 - сталеразливочный ковш; 2 - промежуточный ковш; 3 - кристаллизатор; 4 - опорная рама кристаллизатора; 5 - механизм качания кристаллизатора; 6, 7, 9 - секции роликовой проводки (соответственно четырнадцати-, десяти- и четырехроликовые); 8 - опорные балки; 10 - механизм прижатия и перемещения роликов; 11 - газорезка; 12 - рольганг.

Рисунок 1 - Криволинейная слябовая УНРС

В таблице 1 приведены характеристики зоны вторичного охлаждения.

Таблица 1 - Характеристика зоны вторичного охлаждения

Номер секции	Длина, м	Охлаждающий реагент
1	0,4	Вода
2	3,0	Вода+воздух
3	3,0	Вода+воздух
4	3,0	Вода+воздух

2. Расчет основных технологических параметров

2.1 Определение параметров жидкого металла

Сталь с высоким содержанием вредных примесей не может разливаться на машинах непрерывного литья заготовок. При высоком содержании в стали фосфора и особенно серы резко возрастает опасность аварийных прорывов жидкого металла под кристаллизатором и внеплановых прекращений разливки металла. Причиной этого является образование сквозных трещин в еще тонкой оболочке затвердевшего металла на выходе из кристаллизатора. Повышенное содержание вредных примесей диктует снижение скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора, что вызывает уменьшение производительности МНЛЗ. При этом сильнее развиваются в отливаемой заготовке различные дефекты, в основном, различные виды поверхностных и внутренних трещин, а также ромбичность поперечного сечения заготовки.

Сталь, предназначенная для разливки непрерывным способом, должна иметь содержание серы и фосфора, не более 0,030 % каждого элемента. Конкретные значения содержания вредных примесей в металле определенной марки определяются возможностями технологии выплавки и ковшевой обработки металла в данном цехе.

При разливке стали открытой струей ограничивается содержание в ней растворенного алюминия - обычно не более 0,006 %. Это объясняется тем, что при более высоком содержании алюминия - легко окисляющегося элемента образуется значительное количество неметаллических включений - алюминатов, которые быстро затягивают канал разливочного стакана.

Температура разливаемой стали оказывает существенное влияние, как на технологию непрерывной разливки, так и на качество получаемой заготовки. Температура стали в промежуточном ковше МНЛ3 определяется по формуле:

 (1)

где - температура стали в промежуточном ковше, °С;

- температура начала затвердевания стали температура (ликвидус), °С;

- величина перегрева стали над температурой ликвидус, °С.

Температура ликвидус стали вычисляется по формуле...