125405 (690526), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

A₀ = (1,04…1,05)∙A;

B₀ = (1,02…1,03)∙B.

Расстояние между противоположными стенками внизу кристаллизатора:

A₁ = (1,03…1,04)∙A;

B₁ = (1,01…1,02)∙B,

где А, В-толщина и ширина отливаемой заготовки, мм.

Получим:

А₀ = 1,04∙250 = 260 мм;

В₀ = 1,02∙1300 = 1326 мм;

А₁ = 1,03∙250 = 257,5 мм;

В₁ = 1,01∙1300 = 1313 мм.

Найдем, на сколько изменится толщина заготовки от низа кристаллизатора до конца зоны вторичного охлаждения:

ΔА = А₁ – А = 257,5 – 250 = 7,5 мм.

Общая длина зоны вторичного охлаждения:

l = 281 + 900 + 1446 + 3042 + 3841 + 3972 + 4680 = 18162 мм.

Рассчитаем сужение расстояния между противоположными опорными поверхностями в конце первой секции зоны вторичного охлаждения.

Длина зоны составляет 281 мм, составляем пропорцию:

,

тогда:

мм.

Расстояние между противоположными опорными поверхностями в конце первой секции зоны вторичного охлаждения:

A₂ = A₁ – ΔA = 257,5 – 0,12 = 257,4 мм.

Расстояние между противоположными опорными поверхностями для остальных секций зоны вторичного охлаждения рассчитываются аналогично.

Результаты расчетов представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Результаты расчетов параметров настройки МНЛЗ

Номер зоны	Расстояние между противоположными опорными поверхностями на входе в зону, мм	Расстояние между противоположными опорными поверхностями на выходе из зоны, мм
Кристаллизатор	260	257,5
1 зона	257,5	257,4
2 зона	257,4	257,0
3 зона	257,0	256,4
4 зона	256,4	255,1
5 зона	255,1	253,5
6 зона	253,5	251,9
7 зона	251,9	250,0

6. Охлаждение кристаллизатора

Чаще всего в МНЛЗ используются сборные кристаллизаторы, в стенках которого имеется система вертикальных каналов для охлаждающей воды. Обычно каналы имеют диаметр 20 мм, а расстояние между ними 40…50 мм (принимаем 45 мм).

Основным показателем, характеризующим режим охлаждения кристаллизатора, является расход охлаждающей воды. Предварительно перед расчетом расхода воды необходимо, пользуясь вышеприведенными рекомендациями, выбрать диаметр каналов и определить их число. Расход воды на охлаждение кристаллизатора должен быть таким, чтобы выполнялись два условия:

1. температура воды на выходе из кристаллизатора не должна превышать 40…45⁰С с тем, чтобы не происходило отложение растворенных в ней солей;

2. скорость движения воды в каналах должна быть не менее 2 м/с для того, чтобы предотвратить возникновение локальных перегревов.

Расход воды, обеспечивающий выполнение первого условия, определяется следующим образом. Сначала выбором или расчетом определяются исходные данные:

– температура воды на входе в кристаллизатор (принимаем 20⁰С);

– температура воды на выходе из кристаллизатора (принимаем 42⁰С);

– перепад температур воды в кристаллизаторе ∆t_в (42–20 = 22⁰С);

– средний перепад температуры между температурой жидкого металла и температурой поверхности кристаллизующейся заготовки ∆t (принимаем 370⁰С);

– средняя толщина слоя затвердевшего металла в кристаллизаторе ξ₀:

,

где К_з – коэффициент затвердевания, мм/мин^0,5;

τ – продолжительность затвердевания, мин;

h – расстояние до середины кристаллизатора, м;

- рабочая скорость вытягивания заготовки, м/мин.

Принимаем величину коэффициента затвердевания К_з = 26 мм/мин^0,5.

Расчет ведем для середины кристаллизатора. Длина кристаллизатора по заданию 950 мм. Рабочая скорость вытягивания – 0,76 м/мин. Кристаллизатор заполняют не полностью. Принимаем, что уровень жидкого металла в кристаллизаторе составляет 850 мм, т.е. расстояние до середины кристаллизатора составит 425 мм.

Тогда:

мм.

После этого вычисляется средняя плотность теплового потока от заготовки к кристаллизатору:

,

где – средний тепловой поток, Вт/м²;

– коэффициент теплопроводности затвердевшего металла, Вт/(м∙град).

Принимаем следующее значение коэффициента теплопроводности Вт/(м∙град).

Тогда:

кВт/м².

Затем вычисляется расход воды, обеспечивающий принятую температуру ее на выходе из кристаллизатора:

,

где – расход воды на кристаллизатор по рассматриваемому условию, м³/ч;

- площадь поверхности кристаллизатора, воспринимающая тепловой

поток, м²;

– плотность воды, кг/м³;

С_В – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙град).

Найдем площадь поверхности кристаллизатора:

= =2,68 м².

Получим:

м³/ч.

Расход воды, обеспечивающий выполнение второго условия – заданную скорость ее движения в каналах кристаллизатора, определяется по формуле:

,

где – расход воды на кристаллизатор, м³/ч;

– диаметр канала, м;

– скорость движения воды, м/с;

– количество каналов.

Вычислим количество каналов, по которым течет вода для охлаждения кристаллизатора. Для этого найдем периметр верха кристаллизатора:

Р = 2∙(260+1326) = 3172 мм.

Расстояние от центра одного канала до центра следующего:

45 + 20 = 65 мм.

Количество каналов:

m = 3172/65 = 49 шт.

Тогда:

м³/ч.

После вычисления требуемого расхода воды, исходя из первого и второго условия, принимаем больший из них, т.е. 138,5 м³/ч.

7. Вторичное охлаждение заготовки

Режим вторичного охлаждения непрерывнолитой заготовки должен быть таким, чтобы выдерживался оптимальный температурный режим затвердевшей оболочки. Достаточно точно этот оптимальный температурный режим может быть задан изменением перепада температуры по толщине затвердевшей оболочки:

,

где t_пов – температура поверхности заготовки, ⁰С;

∆t – перепад температуры по толщине затвердевшей оболочки,⁰С.

Расчет режима вторичного охлаждения заготовки ведется по зонам в соответствии с конструкцией МНЛЗ. Так как по длине любой зоны вторичного охлаждения все показатели, характеризующие тепловое состояние кристаллизующейся заготовки, непрерывно меняются, то расчет ведется до середины зоны.

Расчет каждой зоны производится в такой последовательности:

1. определяется время, прошедшее от начала кристаллизации;

2. вычисленное время используется для нахождения перепада температуры по толщине затвердевшего слоя ∆t, температуры поверхности t_пов и толщины слоя затвердевшего металла ξ;

3. подсчитывается плотность теплового потока:

– от жидкой сердцевины к поверхности заготовки через слой

затвердевшего металла Q_вн (Вт/м²);

– с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

;

– с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

,

где Q_изл, Q_конв – плотность перечисленных выше тепловых потоков, Вт/м²;

– степень черноты поверхности заготовки;

– коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м²К⁴);

– температура окружающей среды, ⁰С;

– коэффициент конвективной теплоотдачи с поверхности

заготовки, Вт/(м²град).

Из физики известно, что Вт/(м²К⁴). При расчетах рекомендуется принимать , принимаем 0,7.

В первом приближении можно считать, что коэффициент конвективной теплоотдачи зависит от интенсивности обдува поверхности заготовки воздухом и может быть подсчитан по формуле:

,

где – скорость движения потока воздуха, подаваемого на заготовку, м/с.

При водовоздушном вторичном охлаждении заготовки принимаем м/с. В случае водяного охлаждения воздух на поверхность заготовки не подается, и поэтому .

1. Вычисляется плотность орошения поверхности заготовки водой:

,

где – плотность орошения поверхности заготовки, м³/(м²ч);

– охлаждающий эффект воды, Втч/м³.

При расчетах плотности орошения рекомендуется принимать Втч/м³ – при водяном вторичном охлаждении;

Втч/м³ – при водовоздушном вторичном охлаждении.

Принимаем соответственно 50000 и 58000 Втч/м³.

1. Рассчитывается расход воды:

где – расход воды, м³/ч;

– площадь орошаемой поверхности, м².

В том случае, если на МНЛЗ отливаются непрерывнолитые заготовки, имеющие прямоугольное поперечное сечение с отношением сторон , то водой охлаждаются только широкие грани. При этом площадь орошаемой поверхности одной грани определяется по формуле:

,

где – длина зоны, м.

В остальных случаях охлаждаются водой все четыре грани заготовки. Площадь орошаемой поверхности каждой грани рассчитывается аналогично.

При разливке стали на МНЛЗ радиального и криволинейного типов охлаждающая вода, подаваемая по малому радиусу, используется более эффективно. Поэтому расход воды по малому радиусу тех зон, где угол наклона оси заготовки к горизонту менее 45⁰, должен быть уменьшен по сравнению с расчетом на 15…25%.

После определения расхода воды по всем зонам рассчитывается общий и удельный расходы воды на вторичное охлаждение заготовки:

;

,

где – общий (суммарный) расход воды на вторичное охлаждение, м³/ч;

– расход воды на вторичное охлаждение i-той зоны, м³/ч;

– удельный расход воды на вторичное охлаждение i-той зоны, м³/т;

q – скорость разливки (в ручье), т/мин.

Характеристики

Список файлов курсовой работы