Фізичне моделювання асиметричного витікання металу у кристалізатор слябової машини безперервного лиття заготовок

Шрифт:
389

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:

  1. Смирнов А.Н., Верзилов А.П. Погружные стаканы для непрерывной разливки слябов на МНЛЗ. ОАО «Черметинформация». Бюл. Черная металлургия. 2011. № 9. С. 42–51.
  2. Rakeps K.G., Thomas B.G. Clogging in Continuous Casting Nozzles. 78th Steelmaking Conf. Proc., Warrendale, PA, 1995. Vol. 78. P. 723–734.
  3. Аксельрод Л.М. Повышение стойкости графитсодержащих погружных стаканов для МНЛЗ. Огнеупоры. 1996. № 6. С. 27–30.
  4. 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.
  5. Смирнов А.Н., Куберский С.В., Штепан Е.В. Непрерывная разливка стали. Донецк: ДонНТУ, 2011. 482 с.
  6. 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.
  7. Mazumdar D., Guthrie R.I. The Physical and Mathematical Modeling of Continuous Casting Systems. ISIJ International. 1999. Vol. 39. № 3. P. 525–548.
  8. Аксельрод Л.М., Паршин В.М., Мазуров Е.Ф. Механизм зарастания погружных стаканов при непрерывной разливке стали. Сталь. 2007. № 4. C. 30–33.