125405 (690526), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Для водовоздушной системы вторичного охлаждения необходимо также рассчитать и расход воздуха по зонам. Для качественного распыления воды нужно выдерживать определенное соотношение между расходами воды и воздуха. Величина этого соотношения определяется конструкцией форсунок и может применяться в широких пределах. Для ориентировочных расчетов, проводимых без учета конструкции форсунок, можно принимать соотношение расхода воды к расходу воздуха в пределах от (1:10) до (1:20), принимаем (1:15).

^{Проведем расчет режима вторичного охлаждения заготовки для скорости вытягивания ее 0,78 м/мин.}

^{Первая секция зоны вторичного охлаждения:}

^{Рассчитаем время, прошедшее от начала кристаллизации. В соответствии с методическими указаниями [1], расчет будем вести до середины секции. Поэтому длину секции принимаем равной 0,281/2 = 0,141 м. Расстояние от уровня жидкого металла до середины первой секции зоны вторичного охлаждения определится как сумма уровня жидкого металла в кристаллизаторе, расстояния между кристаллизатором и зоной вторичного охлаждения, расстояния до середины первой секции зоны вторичного охлаждения:}

^{L1 = 0,850 + 0,2 + 0,141 = 1,19 м.}

^{Время, прошедшее от начала кристаллизации, определится как:}

^мин.

^{По графику изменения оптимальной температуры поверхности заготовки для любой конкретной марки стали при заданной скорости вытягивания [1] определим перепад температуры по толщине затвердевшей оболочки. При времени, прошедшем от начала кристаллизации, равном 1,53 мин, перепад температуры равен 410ºС. Тогда температура поверхности заготовки равна:}

^{tпов1 = tликв – Δt = 1518 – 410 = 1108 ºС.}

^{Толщина слоя затвердевшего металла:}

^{Плотность теплового потока:}

• от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

^Вт/м2;

• с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

• с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 Вт/(м²*град), т. к. охлаждение в первой секции в соответствии с заданием только водяное, тогда:

Q_конв1 = 6,16∙(1108 – 20) = 6702 Вт/м².

^{Плотность орошения поверхности заготовки водой:}

^{В соответствии с методическими указаниями [1], принимаем охлаждающий эффект воды, равный 50000 Вт∙ч/м3.}

^Тогда:

м³/(м²∙ч).

Отношение толщины заготовки к длине В/А равно 5,2, что больше 1,5, значит водой охлаждаются только широкие грани.

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор1 = (1,3 – 2∙0,0322)∙0,141 = 0,17 м².

Тогда расход воды составит:

G_вод1 = 4,6∙0,17∙2 = 1,56 м³/ч.

Вторая секция зоны вторичного охлаждения:

^{Расстояние от центра первой секции до центра второй равно:}

^{L2 = 0,141 + 0,900/2 = 0,591 м.}

^Тогда:

^мин;

Δt = 420ºC;

t_пов2 = 1518 – 420 = 1098 ºС;

мм.

^{Плотность теплового потока:}

• от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

^Вт/м2;

• с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

• с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 Вт/(м²*град), т. к. охлаждение во второй секции в соответствии с заданием только водяное, тогда:

Q_конв2 = 6,16∙(1098 – 20) = 6640 Вт/м².

^{Плотность орошения поверхности заготовки водой:}

м³/(м²∙ч).

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор2 = (1,3 – 2∙0,0393)∙0,45 = 0,55 м².

Расход воды:

G_вод2 = 3,48∙0,55∙2 = 3,83 м³/ч.

Третья секция зоны вторичного охлаждения:

^{L3 = 0,450 + 1,446/2 = 1,17 м;}

^мин;

Δt = 450ºC;

t_пов3 = 1518 – 450 = 1068 ºС;

мм.

^{Плотность теплового потока:}

• от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

^Вт/м2;

• с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

• с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

В соответствии с методическими указаниями [1], при водовоздушном вторичном охлаждении заготовки принимаем скорость движения потока воздуха _об = 3 м/с, тогда:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²*град);

Q_конв3 = 18,7∙(1068 – 20) = 19598 Вт/м².

^{Плотность орошения поверхности заготовки водой:}

^{В соответствии с методическими указаниями [1], принимаем охлаждающий эффект воды, равный 58000 Вт*ч/м3.}

м³/(м²∙ч).

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор3 = (1,3 – 2∙0,0506)∙0,723 = 0,87 м².

Расход воды:

G_вод3 = 2,05∙0,87∙2 = 3,57 м³/ч.

Расход воздуха:

G_воз3 = 3,57∙15 = 53,6 м³/ч.

Четвертая секция зоны вторичного охлаждения:

^{L4 = 0,723 + 3,042/2 = 2,24 м;}

^мин;

Δt = 485ºC;

t_пов4 = 1518 – 485 = 1033 ºС;

мм.

^{Плотность теплового потока:}

• от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

^Вт/м2;

• с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

• с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²∙град);

Q_конв4 = 18,7∙(1033 – 20) = 18943 Вт/м².

^{Плотность орошения поверхности заготовки водой:}

^{м3/(м2∙ч).}

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор4 = (1,3 – 2∙0,0671)∙1,52 = 1,77 м².

Расход воды:

G_вод4 = 1,43∙1,77 ∙2 = 5,0 м³/ч.

Расход воздуха:

G_воз4 = 5,0∙15 = 75,0 м³/ч.

Пятая секция зоны вторичного охлаждения:

^{L5 = 1,52 + 3,841/2 = 3,44 м;}

^мин;

Δt = 525ºC;

t_пов5 = 1518 – 525 = 993 ºС;

мм.

^{Плотность теплового потока:}

• от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

^Вт/м2;

• с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

• с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²∙град);

Q_конв5 = 18,7∙(993 – 20) = 18195 Вт/м².

^{Плотность орошения поверхности заготовки водой:}

^{м3/(м2∙ч).}

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор5 = (1,3 – 2∙0,0865)∙1,92 = 2,16 м².

Так как на участке пятой секции зоны вторичного охлаждения угол наклона оси заготовки к горизонту становится менее 45º, то расход воды по малому радиусу должен быть уменьшен на 15…25% [1]. Принимаем 20%, тогда:

G_вод5 = 1,07∙(2,16 + (2,16 – 2,16∙0,20)) = 4,16 м³/ч;

G_воз5 = 4,16∙15 = 62,4 м³/ч.

Шестая секция зоны вторичного охлаждения:

^{L6 = 1,92 + 3,972/2 = 3,91 м;}

^мин;

Δt = 555ºC;

t_пов6 = 1518 – 555 = 963 ºС;

мм.

^{Плотность теплового потока:}

• от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

^Вт/м2;

• с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

• с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²∙град);

Q_конв6 = 18,7∙(963 – 20) = 17634 Вт/м².

^{Плотность орошения поверхности заготовки водой:}

^{м3/(м2∙ч).}

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор6 = (1,3 – 2∙0,1043)∙1,99 = 2,17 м².

Расход воды:

G_вод6 = 0,86∙(2,17 + (2,17 – 2,17∙0,20)) = 3,36 м³/ч.

Расход воздуха:

G_воз6 = 3,36∙15 = 50,4 м³/ч.

Седьмая секция зоны вторичного охлаждения:

^{L7 = 1,99 + 4,680/2 = 4,33 м;}

^мин;

Δt = 575ºC;

t_пов7 = 1518 – 575 = 943 ºС;

мм.

^{Плотность теплового потока:}

• от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

^Вт/м2;

• с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

• с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²∙град);

Q_конв7 = 18,7∙(943 – 20) = 17260 Вт/м².

^{Плотность орошения поверхности заготовки водой:}

^{м3/(м2∙ч).}

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор7 = (1,3 – 2∙0,1221)∙2,34 = 2,47 м².

Расход воды:

G_вод7 = 0,65∙(2,47 + (2,47 – 2,47∙0,20)) = 2,89 м³/ч.

Расход воздуха:

G_воз7 = 2,89∙15 = 43,4 м³/ч.

Общий расход воды на вторичное охлаждение заготовки:

м³/ч.

Удельный расход воды на вторичное охлаждение заготовки:

^м3/т.

Общий расход воздуха на охлаждение заготовки:

м³/ч.

Результаты расчетов по каждой зоне представлены в таблице 7.1.

8. Длительность разливки плавки и производительность МНЛЗ

Без учета синхронизации работы отделения выплавки и разливки стали длительность разливки плавки можно определить по формуле:

где – длительность разливки плавки, мин;

М – масса стали в сталеразливочном ковше, т;

N – количество ручьев.

Тогда:

Годовая производительность МНЛЗ подсчитывается по формуле:

,

где П – годовая производительность МНЛЗ, т/год;

1440 – количество минут в сутках;

z – доля плавок, разливаемых сериями методом «плавка на плавку», %;

– длительность паузы между сериями, мин;

S – среднее количество плавок в одну серию;

– длительность паузы между разливкой двух одиночных плавок, мин;

– выход годных заготовок, %;

D – число рабочих суток в году.

Для расчета годовой производительности МНЛЗ принимаем следующие исходные данные:

z = 100%;

S = 50 плавок;

= 98%;

D = 320 сут.

Длительность паузы при работе МНЛЗ методом «плавка на плавку» для слябовых машин составляет 150–180 мин, а для сортовых 80–110 мин. Принимаем = 160 мин.

При необходимости учета синхронизации работы отделения выплавки металла с отделением непрерывной разливки стали (ОНРС), длительность разливки плавки и длительность пауз необходимо принимать кратными ритму подачи ковшей. В конвертерном цехе с двумя работающими конвертерами ковши с жидким металлом поступают в ОНРС обычно через 15–20 мин., а в электросталеплавильном цехе – через 60–90 мин.

Получаем:

Заключение

В курсовой работе были определены наиболее важные технологические параметры, характеризующие процесс непрерывной разливки стали:

1) диапазон скоростей вытягивания заготовки:

;

2) расход воды на охлаждение кристаллизатора составил 138,5 м³/ч;

3) удельный расход воды на вторичное охлаждение заготовки составил 0,22 м³/т;

4) средняя продолжительность разливки плавки составила 49,3 мин;

5) годовая производительность МНЛЗ равна 3,14 млн. тонн.

Список использованных источников

1 Расчет технологических параметров непрерывной разливки стали/ Селиванов В.Н., Столяров А.М.: Методические указания. – Магнитогорск: МГМИ, 1993. – 14 с.

2 Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. – 768 с.

3 Стали и сплавы. Марочник/ Сорокин В.Г., Гервасьев М.А.: Справочник. – М.: «Интермет Инжиниринг», 2001. – 608 с.

Характеристики

Список файлов курсовой работы