Розрахунки технологічних і конструктивних параметрів МбЛЗ

Температурні параметри безперервного розливання. Теплофізична характеристика процесу безперервного розливання сталі, охолодження заготовки. Вибір форми технологічної осі. Продуктивність, склад МБЛЗ, пропускна спроможність і тривалість розливання.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Курсовий проект

Розрахунки технологічних і конструктивних параметрів МбЛЗ

1. Основна характеристика заданої марки сталі

Сталь 1020 відноситься до конструкційних, вуглецевих якісних сталей [1]. Поставляється у вигляді товстого або тонкого листа. Може використовуватися для деталей, що піддаються холодній штамповці, глибокій складній та особливо складній витяжці (для автомобілебудування за стандартом SAE).

Масова частка хімічних елементів, які входять до складу сталі складає: С 0,18-0,23%; Si ? 0,03%; Mn 0,45 - 0,60%; Al 0,03-0,06%; S ? 0,015%;

P ? 0,020%; Cr ? 0,6%; Ni ? 0,6%; Cu ? 0,6%.

2. Температура розливання металу на МБЛЗ

2.1 Визначення температури ліквідус та температури солідус

При безперервному розливанні сталі дуже важливо підтримка оптимального рівня температури металу, що розливається.

Точний розрахунок і підтримка температури металу при розливанні необхідний для забезпечення високої якості БЛЗ і стабільності процесу розливання.

Підвищений перегрів металу над температурою ліквідусу сприяє збільшенню тріщиночутливості заготовок, розвитку стовпчастої структури злитку і таких дефектів макроструктури, як осьова ліквація і центральна пористість. Крім того, надмірно висока температура металу, що розливається, може привести до проривів БЛЗ по тріщинах.

Необхідна температура металу в проміжному ковші розраховується виходячи з температури ліквідусу для кожної марки сталі [2,3].

Для визначення температур ліквідус () і солідус () сталей використовують два прості методи - або по діаграмі стану системи, або в наближенні адитивного впливу домішок, що містяться в сталі, на температуру плавлення чистого заліза:

розливання заготовка сталь охолодження

де і - коефіцієнти, що показують, на скільки градусів змінюються температури ліквідус і солідус сталі при додаванні 1% і - го компоненту.

Значення і для основних компонентів сталей, знайдені по діаграмах стани подвійних систем , приведені в таблиці 2.1. [4 - 6]

Таблиця 2.1 - Коефіцієнти і , що характеризують зниження температури ліквідус і солідус при введенні 1% компоненту

Компонент	, K	, K	Інтервал застосування	Примітка до визначенню
	73	410 180	[%]0,10 0,13 [%]2,14	Для интервала 0,10 [%]0,13 41 К
	30	696	[%]0,25	-
	3	6,5	[%]9,5	-
	12	19	[%]14,4	-
	30	173	[%]2,8	-
	7	9	[%]6,5	-
	3,5	6,5	[%]3,5	Для 3,5 [%]6,5 22 К
	1	2	[%]2,5	Для 2,5 [%]2,5 25 К
	3	6,5	[%]10
	1	1,5	[%]10	Для 10[%]33 17,5 К
	3	9	[%]15	-
	2	6	[%]10	-
	20	18	[%]13	-
	1,5	2	[%]17,3	-

Визначимо температуру ліквідус сталі 1020 складу, %: 0,205; 0,015; 0,525; 0,045Al; 0,3; 0,3; 0,007; 0,010; 0,3 :

Визначаємо температуру солідус:

2.2 Визначення температурних параметрів безперервного розливання

Одним з найважливіших технологічних параметрів безперервного розливання сталі є температура у сталерозливному, проміжному ковшах та кристалізаторі МБЛЗ.

Температура сталі на різних етапах технології залежить певних втрат тепла пов'язаних з переливанням металу, контактом з футеровкою проміжного ковша та робочими стінками кристалізатора, а також втратами тепла через дзеркало металу в сталерозливному і проміжному ковші та кристалізаторі.

На підставі аналізу практичних даних роботи вітчизняних та закордонних МБЛЗ для визначення температурних параметрів розливання можна рекомендувати наступні втрати температури на різних етапах технології та необхідні значення перегріву [2,3]:

- при переливі металу зі сталерозливного ковша в проміжний ківш, та з проміжного ковша в кристалізатор - 25 35 ⁰С (у залежності від типу футеровки проміжного ковша, номера плавки в серії і способу захисту струменю металу на цих ділянках).

- перегрів металу у кристалізаторі МБЛЗ необхідно підтримувати на рівні 10 - 15 ⁰С.

На підставі визначеної вище температури ліквідусу можна обрати основні температурні параметри безперервного розливання для заданої марки сталі, якщо температура ліквідус складає 1518 ⁰С.

Температура сталі у кристалізаторі складе:

t_кр-р = t_л + 10 ч 15 ⁰С = 1518 + 10 ч 15 = 1528 ч 1533 ⁰С

Для подальших розрахунків приймаємо середню температуру, тобто 1530 ⁰С.

Температура сталі у проміжному ковші МБЛЗ складе:

t_п/к = t_кр-р + 25 ч 35 ⁰С = 1530 + 25 ч 35 = 1555 ч 1565 ⁰С

Для подальших розрахунків приймаємо температуру 1560 ⁰С.

Температура сталі у сталерозливному ковші складе:

t_с/к = t_п/к + 25 ч 35 ⁰С = 1560 + 25 ч 35 = 1585 ч 1595 ⁰С

Для подальших розрахунків приймаємо температуру 1595 ⁰С.

Таким чином, загальний перегрів сталі в середньому має складати 72 ⁰С.

3. Розрахунок і вибір швидкісних параметрів безперервного розливання

Швидкість безперервного розливання залежить від цілого ряду факторів: перетин, марка, тип машини і впливає на продуктивність, якість, масу устаткування, вартість МБЛЗ.

Попередня оцінка швидкості може бути визначена по формулі [2,3]:

,

де - коефіцієнт, що залежить від марки сталі і призначення готової продукції; при розливанні сталі на прямокутні типи заготовок з великою різницею сторін (сляб) .

- товщина заготовки, м.

- ширина заготовки, м.

При розливанні сталі на сляби з вуглецевої і легованої сталі варто вибирати коефіцієнт із мінімальним значенням, звичайної якості - максимальне значення.

Рекомендуються наступні швидкості розливання для заготовок заданого перетину:

	250(700ч1600)
	2,2 - 2,8

Однак ці швидкості можуть бути рекомендовані для випадку, коли розливання плавок на МБЛЗ проводиться одиночними плавками. У випадку серійного розливання методом плавка на плавку час розливання на МБЛЗ необхідно погоджувати з тривалістю плавки в сталеплавильному агрегаті і ритмом подачі к...