Фізичне моделювання поведінки розплаву і формування застійних зон в однострумковому проміжному ковші при розливанні в умовах металургійного мікро-заводу

Шрифт:
126

https://doi.org/10.15407/steelcast2021.01.020

Met. litʹe Ukr., 2021, Tom 29, №1, P. 20-25

О.М. Смірнов1, д-р техн. наук, проф., зав. відділу, e-mail: stalevoz@i.ua, https://orcid.org/0000-0001-5247-3908, Web of Science ResearcherID: N-1890-2017
О.П. Верзілов1, канд. техн. наук, ст. наук. співр., e-mail: verzilovalex@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-0463-5006
А.В. Кравченко2, інженер, e-mail: kravchenko.dpi@gmail.com
Ю.О. Смірнов1, канд. екон. наук, доц., ст. наук. співр., e-mail: smirnoff.yuriy@gmail.com
А.Ю. Семенко1, канд. техн. наук, наук. співр., e-mail: semenko.au@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0448-1636
Д.І. Гойда1, мол. наук. співр., e-mail: goydadanil@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-4318-3084

1Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)
2ТОВ «Кальдеріс Україна» (смт. Володимирівка, Україна)

Надійшла 22.02.2021

УДК 669.18.046.58

Дослідження, які представлені у роботі, спрямовані на вибір оптимальної геометричної форми металоприймача, який повинен задовольняти умовам роботи в однострумковому проміжному ковші при безперервному чи напівбезперервному розливанні сортової чи блюмової заготовки на малих металургійних мікро-заводах.
В основу експериментів по встановленню гідродинамічної картини витікання металу в проміжному ковші, виконаних на фізичній холодній моделі,були покладені наступні варіанти: без металоприймача (№ 1), несиметричний металоприймач з низьким бортом, розгорнутий в бік стакана-дозатора (№ 2), несиметричний металоприймач з низьким бортом, розгорнутий в бік найближчої вузької стінки (№ 3), несиметричний металоприймач без борта, розгорнутий також у бік вузької стінки (№ 4). Найкращі результати продемонстрували металоприймачі, які були розгорнуті в бік найближчої вузької стінки. Але слід зазначити, що потребує додаткових досліджень вплив конвективних та циркуляційних потоків на футерування у цій зоні.
Також було здійснено спробу встановити час перетікання локального об'єму рідини з потенційно мертвої зони, яка перебувала в крайній правій 1/4 обсягу проміжного ковша, в зону лівої 1/4 обсягу ковша, в якій знаходиться стакан-дозатор. Для цього в зону правої 1/4 для всіх досліджуваних варіантів подавались кольорові чорнила і визначався час, за який перші підфарбовані потоки досягнуть лівої вузької стінки проміжного ковша. В результаті час перетікання рідини в проміжному ковші без металоприймача склав 40 секунд, а при аналогічних експериментах при використанні металоприймача “turbostop” конструкції № 2 – 50 секунд; № 3 – 45 секунд; № 4 – 30 секунд. 
Зроблено висновок про те, що наявність застійної зони між металоприймачем і правою вузькою стінкою проміжного ковша збільшує час перетікання металу в зону стакана-дозатора в середньому на 35–60 %.

Ключові слова: розливання сталі, проміжний ківш, металоприймач, рух потоків, теплоізолююча суміш, неметалеві включення

Література

1. Дубоделов В.И., Смирнов А.Н., Ефимова В.Г., Кравченко А.В., Верзилов А.П. Гидродинамические и физико-химические процессы в промежуточных ковшах для непрерывного литья стали. Монография. Киев: Наукова думка, 2018. 262 с.
2. Смирнов А.Н., Кравченко А.В., Верзилов А.П., Ефимова В.Г. Современные промежуточные ковши для высокопроизводительных МНЛЗ. Чернаяметаллургия. 2012. № 9. С. 19–27.
3. Yintian L. Physical modelling of steel flow in continuous casting tundish. Ironmaking and Steelmaking. 1992. № 2. Р. 221–228.
4. Mazumdar D., Guthrie R.I. The Physical and Mathematical Modeling of Continuous Casting Systems. ISIJ International. 1999. Vol. 39. № 3. P. 525–548.
5. Martinez R., Solis T.H. Modeling of Asymmetrical Tundishes. Steelmaking Conference Proceedings, 1992. Р. 893–898.
6. Chiang L.K. Water Modeling of IPSCO’s Slab Caster. Steelmaking Conference Proceedings. 1992. Vol. 75. Р. 437–450.
7. Damle C.S., Sahai Y. A Criterion for Water Modeling of Non-isothermal Melt Flows in Continuous Casting Tundishes. ISIJ International. 1996. Vol. 36. № 6. P. 681–689.