Разработка рациональной технологии вторичного охлаждения непрерывного сляба

  • 05 апр. 2012 г.
  • 4061 Слова
7. Разработка рациональной технологии вторичного
охлаждения непрерывного сляба

Теплофизические и термомеханические процессы, происходящие внутри затвердевающего движущегося слитка и в итоге определяющие кристаллическую структуру сляба и его внутренние и поверхностные дефекты, в значительной степени зависят от условий отбора тепла с поверхностислитка в зоне вторичного охлаждения (ЗВО). С точки зрения математического моделирования это означает, что для расчетного определения температурных полей в слитке и кинетики его затвердевания необходимо достоверно знать тепловые граничные условия и уметь ими управлять. В свою очередь создание возможности управления тепловым состоянием формирующегося слитка за счет регулирования внешней системы вторичногоохлаждения делает возможным прогнозирование качества конечного продукта и путем минимизации дефектов поверхности слитка и дефектов его внутреннего строения получить высококачественный непрерывнолитой сляб для всего марочного сортамента.
Отсутствие достоверных значений коэффициентов теплоотдачи применяемых до последнего времени форсунок, надежной регулирующей и измерительной аппаратуры взоне вторичного охлаждения необходимой комплектации не позволяют получить в настоящее время требуемое стабильное качество непрерывнолитых слябов.
В отличии от существующих систем управления вторичным охлаждением, основанных на расчете температурных полей в слитке и контроле расчета по измерению температуры поверхности на выходе из ЗВО, предлагаемая технология базируется на экспериментальномопределении фактических коэффициентов теплоотдачи форсунок, устанавливаемых в ЗВО УНРС, с последующим расчетом режимов охлаждения на основе математических моделей термомеханических процессов в непрерывных слитках с использованием критериев трещинообразования.


7.1. Расчетно-экспериментальная методика определения
характеристик теплоотдачи сляба при водовоздушномохлаждении

Качество непрерывнолитых слябов в значительной степени зависит от работы системы вторичного охлаждения, в частности от совершенства конструкции форсунок. К форсункам предъявляются следующие требования: гарантированное получение расчетного коэффициента теплоотдачи, равномерное распределение коэффициента теплоотдачи по ширине факела, постояннаягеометрия факела при изменении расхода теплоносителя, широкий диапазон расходов воды, надежность работы форсунок в жестких условиях УНРС.
Для определения наилучших параметров форсунок разработана методика определения гидравлических и тепловых характеристик водяных и водовоздушных форсунок и лабораторный стенд для ее реализации. Стенд состоит из прозрачной камеры, системы подвода энергоносителей иизмерительных устройств. В прозрачной камере установлено перемещающееся по трем координатам устройство для закрепления смесительных устройств и форсунок, линейки, угломер. Подвод воды осуществляется с помощью водяного насоса, диапазон давлений воды 1…6 атм., расходов воды – 0,1…1,0 м3/ч, воздух подается компрессором, диапазон давлений воздуха 1…6 атм., расходов воздуха 0…100 нм3/ч. Давление воды и воздуха измеряютсямембранными манометрами, расходы – поплавковыми ротаметрами. Форсунка может быть испытана как в свободном режиме истечения, так и при истечении в пространство с моделями роликов УНРС. Плотность орошения определяется путем сбора воды трубками в мерные емкости. Граница водовоздушного факела определяется трубкой Пито-Прандтля (границей факела является поверхность, в которой динамическое давление составляетменее 10 % от максимального), водяного – по плотности орошения.
Для измерения коэффициента теплоотдачи применён электрический калориметр, представляющий собой нагреватель из нихромовой ленты с прикреплённой к нему термопарой. Измерения температуры и силы тока, проходящего через нагреватель, проводятся с помощью устройства связи с объектом ADAM 4018....
tracking img