https://doi.org/10.15407/pmach2019.03.005
Met. litʹe Ukr., 2019, Tom 310-311, №3-4, с.5-9
О.П. Верзілов, канд. техн. наук, наук. співр., e-mail: verzilovalex@gmail.com, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0463-5006
УДК 669.01.53:621.74.047
Анотація:
Експлуатаційний ресурс зануреного стакана може бути знижений внаслідок заростання або розмивання його порожнини, а також ерозійного зносу в зоні шлакового пояса. При цьому заростання зануреного стакана є серйозною проблемою, оскільки носить безперервний характер і має суттєвий вплив на гідродинамічну картину витікання металу всередині кристалізатора слябової машини безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), роблячи її асиметричною. Ця обставина в свою чергу позначається на якості отримуваної безперервнолитої заготовки.
У процесі безперервного розливання порожнина зануреного стакана поступово заростає, і характер витікання потоків змінюється, що призводить до порушення технологічного процесу і може викликати хвилеутворення на меніску металу, а також підмивання кірочки металу, що твердіє на вузьких стінках кристалізатора. Візуальне підтвердження серйозного порушення картини розподілу потоків в кристалізаторі можливо вже на останньому етапі розливання безпосередньо перед заміною зануреного стакана.
Виходячи з цього, в статті представлено дослідження, спрямовані на вивчення процесів витікання металу в кристалізаторі в середині або кінці розливання при використанні зануреного стакана, в порожнині якого спостерігаються відкладення включень.
У статті представлено результати фізичного моделювання процесів поведінки рідкої сталі в кристалізаторі слябової МБЛЗ при заростанні порожнини зануреного стакана включеннями для декількох найбільш характерних ситуацій. Досліджено процес утворення воронкоподібних вихорів в кристалізаторі, а також виявлено основні негативні наслідки цього явища. Виникнення воронкоподібних вихорів слід пов’язувати з розвитком процесів заростання, а саме асиметричним характером руху металу в кристалізаторі. Внаслідок цього вглиб рідкої ванни залучаються частинки шлакоутворюючої суміші і залишкові включення.
Ключові слова:
Машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), кристалізатор, занурений стакан, заростання, асиметричне витікання, сляб.
Перелік посилань:
- Смирнов А.Н., Верзилов А.П. Погружные стаканы для непрерывной разливки слябов на МНЛЗ. ОАО «Черметинформация». Бюл. Черная металлургия. 2011. № 9. С. 42–51.
- Rakeps K.G., Thomas B.G. Clogging in Continuous Casting Nozzles. 78th Steelmaking Conf. Proc., Warrendale, PA, 1995. Vol. 78. P. 723–734.
- Аксельрод Л.М. Повышение стойкости графитсодержащих погружных стаканов для МНЛЗ. Огнеупоры. 1996. № 6. С. 27–30.
- Смирнов А.Н., Ефимова В.Г., Ухин В.Е., Верзилов А.П. Исследование отложений, образующихся внутри погружного стакана при разливке на слябовой МНЛЗ. Сб. научн. трудов «Современные огнеупоры и технологии в производстве стали». По материалам XIX международной научно-технической конференции «Современные огнеупоры: ресурсосбережение и применение в металлургических технологиях». Донецк: Ноулидж, 2013. С. 92–98.
- Смирнов А.Н., Куберский С.В., Штепан Е.В. Непрерывная разливка стали. Донецк: ДонНТУ, 2011. 482 с.
- Thomas B.G., Yuan Q., Zhang L., Vanka S.P. Flow Dynamics and Inclusion Transport in Continuous Casting of Steel. NSF Design, Service, and Manufacturing Grantees and Research Conf. Proc. / R.G. Reddy (ed.). 2003. P. 2328–2362.
- Mazumdar D., Guthrie R.I. The Physical and Mathematical Modeling of Continuous Casting Systems. ISIJ International. 1999. Vol. 39. № 3. P. 525–548.
- Аксельрод Л.М., Паршин В.М., Мазуров Е.Ф. Механизм зарастания погружных стаканов при непрерывной разливке стали. Сталь. 2007. № 4. C. 30–33.