Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время, во всем мире доля стали, разливаемой на машинах непрерывного литья заготовок, увеличивается, при этом особое внимание уделяется вопросам повышения качества непрерывнолитых заготовок, которое обеспечивается технологией процесса и применяемым оборудованием машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Важным технологическим узлом современной МНЛЗ является промежуточный ковш, его конструкция оказывает значительное влияние на качество продукции. В настоящее время использование промежуточного ковша расширяется до функций универсального агрегата для дополнительного рафинирования стали, усреднения металла по химическому составу и температуре. Оснащение ковшей специальными рафинирующими устройствами и применение шлакообразующих смесей позволяют оптимизировать гомогенизацию металлического расплава и создать благоприятные условия для его рафинирования. В связи с этим развитие теоретических и практических аспектов разработки технологии рафинирования металла в промежуточном ковше является актуальной задачей сегодняшнего дня.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» в рамках научно-технической программы Рособразования «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» подпрограммы «Производственные технологии».
Цель работы заключается в теоретическом и экспериментальном исследовании процесса рафинирования металла в промежуточном ковше МНЛЗ, разработке и совершенствовании технологических вариантов повышения качества слябовой заготовки.
Научная новизна. Разработаны и реализованы математические модели гидродинамики и теплопереноса в промежуточном ковше. Получена новая информация о распределении потоков металла и температурных полей в объеме промежуточного ковша.
Разработаны и предложены усовершенствованные варианты установок и методик физического моделирования для изучения особенностей гидродинамических процессов в промежуточном ковше при различных технологических вариантах непрерывной разливки слябовых заготовок;
На основе исследований физико-химических свойств шлаковых расплавов разработаны химические и компонентные составы шлакообразующих смесей для защиты металла и ассимиляции неметаллических
включений в промежуточном ковше МНЛЗ;
С использованием результатов численных и экспериментальных исследований гидродинамических процессов в промежуточном ковше разработаны новые технологические варианты повышения качества не-прерывнолитых слябовых заготовок.
Практическая значимость и реализация результатов. Полученные в работе научные результаты использованы при совершенствовании технологии непрерывной разливки стали на слябовои МНЛЗ ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат».
Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» и используются при подготовке студентов специальности «Металлургия черных металлов» (150101), специализации «Металлургия стали» по учебным дисциплинам «Разливка и непрерывная разливка стали», «Основы научных исследований», а также при курсовом и дипломном проектировании.
Внедрение результатов работы в учебный процесс и применение в производстве подтверждены соответствующими документами.
Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся основные положения, представляющие научную новизну и практическую значимость:
результаты численных исследований гидродинамических и теп-лообменных процессов в промежуточном ковше МНЛЗ;
методика и результаты физического моделирования процессов гидродинамики в промежуточном ковше МНЛЗ;
результаты физико-химических исследований свойств шлакооб-разующих смесей (ШОС) для непрерывной разливки стали;
практические результаты отработки технологии непрерывной разливки слябовых заготовок с использованием оптимизированной конструкции промежуточного ковша и разработанных составов ШОС.
Автору принадлежит постановка задач теоретических и экспериментальных исследований; разработка экспериментальной установки для исследования гидродинамических процессов в промежуточном ковше и методики проведения исследований; анализ результатов численных и экспериментальных исследований, обработка и обобщение данных опытно-промышленных исследований.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения» (г. Новокузнецк, 2008 г.); XIII Международной научно-практической конференции «Теория и практика сталеплавильных процессов» (г. Днепропетровск, Украина, 2008 г.); X Между-
народном конгрессе сталеплавильщиков (г. Магнитогорск, 2008 г.); Научно-технической конференции «Научное наследие И.П. Бардина» (г. Новокузнецк, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия: технологии, управление, инновации, качество» (г. Новокузнецк, 2008 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников из 187 наименований, 2-х приложений и содержит 164 страницы текста, 56 рисунков, 21 таблиц.
