Расчет основных параметров МНЛЗ

(Производительность, глубина жидкой фазы, время затвердевания).

Важнейшим параметром МНЛЗ является ее производительность, которая определяется сечением разливаемой заготовки, числом ручьев, использованием метода «плавка на плавку», временем подготовки машины к работе.

1) Скорость разливки определяется сечением заготовки, маркой стали и типом МНЛЗ. Ориентировочно скорость разливки рассчитывают по эмпирическому уравнению:

V=K(1+в/а)/в (26)

где К - коэффициент, зависящий от марки стали и сечения заготовки; при отливки слябов К=0,18-0,30; для квадратной заготовки (блюм, сорт) К=0,11-0,14.

Гипромез рекомендует следующие скорости разливки:

- для квадратных заготовок

а´в,мм2	80´80	100´100	125´125	150´150	200´200
V, м/мин	2,75-3,50	2,20-2,80	1,80-2,30	1,50-1,90	1,10-1,40
а´в,мм2	250´250	250´320	250´360	300´400	300´450
V, м/мин	0,90-1,12	0,80-1,10	0,75-0,95	0,65-0,80	0,60-0,78

- для слябов:

а´в,мм2	150´(700-1500)	200´(700-2000)
V, м/мин	1,60-1,80	1,50-1,80
а´в,мм2	250´(1000-2800)	300´(700-1600)
V, м/мин	1,30-1,60	1,10-1,40

2)Расчет производительности одного ручья МНЛЗ:

П=r_м·F·V·60 (27)

где r_м - плотность металла, =7450 кг/м³

F - площадь поперечного сечения заготовки, м²

V - скорость разливки, м/мин

П - производительность одного ручья, кг/ч.

3) Продолжительность разливки на МНЛЗ одного ковша определяется уравнением:

t=М/(N·V·m·j) (28)

где М - масса разливаемого металла, кг

N - количество ручьев в МНЛЗ

V - скорость разливки (вытягивания заготовки), м/мин

m=а´в´r - масса 1 погонного метра заготовки, кг

а и в - толщина и ширина заготовки, соответственно, м

r - плотность стали =7450 кг/м³

j=0,9 - коэф., учитывающий потери времени на разливке.

4) Следующими важными технологическими параметрами МНЛЗ являются L_ж - глубина жидкой фазы и L_т - протяженность технологической линии машины. Величина L_ж при заданном сечении заготовки и соответствующей скорости разливки определяет протяженность зоны вторичного охлаждения и высоту или технологическую длину МНЛЗ. На основании экспериментальных данных В.С. Рутес для вертикальных МНЛЗ получим следующие зависимости:

а) для прямоугольных слябов шириной более 1200 мм:

L_ж =0,034·а²·V

б) для прямоугольных слябов шириной менее 1200 мм:

L_ж =0029·а²·V

в) для квадратных заготовок:

L_ж =0,024·а²·V

где а - толщина сляба или сторона квадрата, см

V - скорость разливки, м/мин.

Для радиальных МНЛЗ с радиусом изгиба к величине L_ж=pR/2 (м) протяженность технологической линии МНЛЗ (L_т) равна:

L_т=(h_p+L_ж+l_рез) ·m_к

где h_p - расстояние от уровня металла в сталеразливочном ковше до мениска металла в кристаллизаторе, м

l_рез - длина участка резки и длина мерной заготовки, м

L_ж - длина жидкой фазы в затвердевшей заготовке, м

m_к - коэффициент, учитывающий конструктивные длины (m_к=1,0-1,1)

Возможно также определение L_ж=t·V, где t - полное время затвердевания, V - скорость вытягивания слитка, обычно в приведенное уравнение вводят поправочный коэффициент и L_ж=t·V·y, где y =1,25 сортовых заготовок и y=1,1 для слябов.

5) Время затвердевания слитков определяют по уравнению:

=(а/2К), где а - толщина заготовки, мм, К - коэффициент затвердевания (К=28-30 мм/мин^0,5 - сортовая заготовка и К=24-26 мм/мин^0,5 - слябовая заготовка).

6) Расчет производительности МНЛЗ:

P_i=1440·n·M·Ф·j1/(nt₁+t₂) - пропускная способность для заданного профиля заготовки, т/год.

А пропускная способность установленной МНЛЗ: Р=

где P_i - пропускная способность при выплавке заготовки определенного сечения, т/год

K_i - доля заготовки данного типоразмера, отливаемого на МНЛЗ (доли единицы)

n - кол-во плавок в серии при разливке методом плавка на плавку (слябовые МНЛЗ n=10-15, сортовые =4-10)

М - масса разливаемого металла (вместимость ковша), т

Ф - фонд времени работы МНЛЗ, сутки

t₁ - время разливки стали из сталеразливочного ковша, мин

t₂ - пауза, время подготовки машины к приему плавки без изменения размеров заготовки, мин

j₁ - коэф., учитывающий степень загрузки оборудования (для слябовых машин j₁=0,9; для сортовых j₁=0,85).

Фонд рабочего времени работы МНЛЗ составляет обычно 290-315 суток в году и определяется по формуле, сут.:

Ф=365-[T_k-T_п.п.-Т_т.р.]

где Т_к - продолжительность капитального ремонта МНЛЗ, сутки

Т_п.п. - продолжительность планово-предупредительного ремонта, сут.

Т_т.р. - продолжительность текущих ремонтов, сутки.
Приложение № 2.