Расчет изменения радиуса криволинейных МНЛЗ

17 18 19 20 21 22 23

Определение изменения радиуса кривизны в точках правки криволинейной МНЛЗ производится по уравнению:

где i - число точек правки (изменения радиуса)

у=sq - расстояние от нейтральной оси опасного слоя, в котором может произойти разрыв.

q - коэффициент, учитывающий интенсивность охлаждения ЗВО

s - толщина закристаллизовавшейся корки слитка к моменту его распрямления

l - расстояние между точками правки

- допустимая деформация металла, находящегося в температурном интервале хрупкости ( =0,0015-0,0080)

t_тих - время нахождения деформируемого металла в температурном интервале хрупкости.

Величина t_тих определяется как , где t_кр=^L/w - время формирования слитка до начала процесса выпрямления, L - расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до точки правки, R₀ - базовый радиус кривизны кристаллизатора.

Определение рациональной длины радиального и криволинейного (с переменной кривизной) участков при условии минимальной и постоянной скорости деформации на внутренних слоях оболочки затвердевшего слитка производится по относительной толщине закристаллизовавшейся корки: , по рекомендации ПО «Уралмаш» она должна составлять 0,40≤С≤0,65.

При низких значениях С корочка характеризуется небольшой толщиной, высоким температурным градиентом, высокой средней температурой и низкой прочностью. При большом значении С (более позднее распрямление заготовки) отмечается большее ферростатическое давление и большая относительная деформация металла.

Пример 1. Определить базовый радиус МНЛЗ для разливки среднеуглеродистого металла в заготовку сечением 250´1200 мм².

Принимаем для данного сортамента следующие исходные данные: величина допустимой деформации =0,0040; интенсивность охлаждения - умеренная q=0,75, скорость вытягивания слитка w=1,0 м/мин, коэффициент кристаллизации К=0,025 м/мин^0,5.

Расчет базового радиуса:

Участок затвердевания составит: .

Полное время затвердевания заготовки сечением 250×1200 мм² составит:

Необходимая минимальная металлургическая длина L_ж при скорости вытягивания V=1,0 м/мин составит: L_ж=V·t=1,0·25=25м.

Следовательно L_ж>L_{констр.}, т.е. необходимо либо увеличить радиус машины, либо уменьшить скорость вытягивания слитка.

В первом варианте радиус машины должен быть увеличен по расчету: , т.е.

Во втором варианте скорость вытягивания можно определить следующим образом: L_констр=15,7м=V·t; V=^L^констр/_t=^15,7м/_25мин=0,63^м/_мин

Первый вариант предпочтительнее с точки зрения производительности МНЛЗ, однако высота МНЛЗ при этом возрастает, что может оказаться определяющим для условий данного цеха.

Пример 2. Рассчитать кривую плавного выпрямления слитка с жидкой сердцевиной сечением а´в=250´1600мм при отливке низкоуглеродистых сталей. Базовый радиус кривизны радиального участка R₀=10м, скорость вытягивания слитка w=1,0^м/_мин, расстояние между точками правки l=1,0м. Коэффициент кристаллизации принимаем К=25^м/мин^0,5, коэффициент интенсивности охлаждения q=0,70, точку перехода от радиального участка к криволинейному при С=0,50, допустимую деформацию =0,0050.

Полное время кристаллизации заготовки составит:

При С=0,50 толщина закристаллизовавшейся оболочки к моменту разгиба слитка будет s=⁽^a^·^с)/₂=^(250·0,5)/₂=62,5мм. Время движения слитка к точке разгиба:

Расстояние от нейтральной оси до опасного слоя y=s·q=62,5´0,70=43,7мм (0,044м). Время нахождения деформированного слоя в температурном интервале хрупкости:

Радиус первой точки правки слитка:

R₁=12,1м.

Радиус кривизны второй точки правки:

R₂=15,38м.

Радиус кривизны третьей точки правки:

R₃=20,8м и т.д.

Вариант заданий для расчета.

Вариант
Высота кристаллизатора, L, мм
Толщина слитка в, мм
Ширина слитка а, мм
Скорость разливки (вытягивания) V, м/мин	1,6	1,5	1,2	2,5	2,8	1,3	1,0	2,6	2,2	1,4
Перепад температуры охлаждаю-щей воды, DТ,°С
Расход воды в кристаллизаторе, g_вм³/час
Протяженность зоны вторичного охлаждения, м
Удельный расход воды в ЗВО, м³/т	0,80	0,90	1,00	0,90	0,80	1,20	1,25	0,90	0,95	1,00
Температура поверхности стали в ЗВО (водяное охлаждение), °С
Температура поверхности стали в ЗВО (воздушное охлаждение), °С
Марка стали	ст15	ст40Х	ст20	ШХ15	Г2С-У	ст35	ст30Х	30Г2С	ШХ15	ст25