Введение к работе
' ~ і-:;-;іІІ|
Актуальность работы. К настоящему времени накоплен' большой опит эксплуатации машин непрерывного литья стальных листових заготовок. Установлены основные закономерности влияния отдельных технологических параметров на качество этих заготовок.
Развито средств вычислительной техилкя и измерений в последние годы создало технические предпосылки для автоматизации ряда звеньев технологического процесса непрорывной разливки. Для разработка математического обеспечения системы автоматического управления процессом возникла необходимость в выявлении наиболее значимых технологических параметров и установления оценок их влияния на" условия формирования п качество заготовок.
В 1984 г. на металлургическом заводе "Айзенхюгтенкомбинат Ост" в ГДР (ныне акционерном общество "ЭКОШТАЛЬ" в ФРГ) был введен в эксплуатацию кислородно-конверторный цех, построенный по проекту и know-how австрийской фирмы ФЕСТ-АЛЫВШЕ. 3 состав цеха вошло современное оборудование, управляемое ЭВМ. Слябовая машина непрерывной разливки явилась единственной в ГДР, снабжавшей страну литыми стальными листовими заготовками. В этой ситуации важно было обеспечить на только качество получаемых заготовок и высокую производительность, но и стабильность работы оборудования, в первую очередь, за счет снижения частоты прорывов корки при вытягивания заготовки из кристаллизатора.
Диссертационная работа Еоала составной частью в комплекс НИР, выполнявшихся в рамках договора менду заводом "Мзенхюттенкомбинат Ост" (ГДР) к ЦНИИЧермет (СССР) о проведении работ по разделу 4.3.4.3 комплексной программы научно-технического прогресса стран-членов СЯВ "Разработка системы автоматизированного управления технологическим процессом непрерывной разливки стали".
Целью работы является улучшение условий формирования стальных листовых заготовок путем совершенствования технологического процесса непрерывной разливки на основе экспериментального и теоретического исследования процессов охлаждения в кристаллизаторе я зоне вторичного охлаждения, а также сплового нагруїкешія заготовки при вытягивании ее из кристаллизатора. Для достижения этой шли в работе решались следующие основные задачи:
- экспериментальное исследование влияния химического состава
сталей и условий их разливки на характер и интенсивность теплообмена в кристаллизаторе,
определение коэффициента теплоотдачи при форсуночном охлаздо-нии в условиях непрерывной разливки,
экспериментальное определение усилия вытягивания заготовки из кристаллизатора и анализ влияния условий разливки на этот парагнетр,
численное моделирование температурного поля и напряженно-деформированного состояния затвердевающей непрерывной стальной листовой заготовки.
создание автоматизированной системы предупреждения прорывов корки при вытягивании заготовки из кристаллизатора.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Разработана методика экспериментального определения распределения тепловых потоков по высоте широкой грани кристаллизатора с применением ЭВМ. Определены факторы, влияющие на характер и интенсивность теплообмена в кристаллизаторе, и получены соответствующие регрессионные модели.
Исследованы гидродинамические параметры плоскофакельных форсунок, применяемых в зоне вторичного охлаждения. С помощью стендовых испытаний определена зависимость среднего по пола орошения коэффициента теплоотдачи при форсуночном охлаждении от плотности орошения и скорости струи. Исследовано дополнительное влияние на интенсивность форсуночного охлаждения угла наклона системы форсунка-орошаемая поверхность.
-Разработан способ измерения усилия вытягивания заготовки'из кристаллизатора, основанный на выделении двух огибающих переменного сигнала, пропорционального силам трения в кристаллизаторе. Для различных режимов разливки определены значения максимального и минимального усилия вытягивания.
- Разработана и внедрена автоматизированная система предупрежде
ния прорывов корки при вытягивании заготовки из кристаллизатора.
Практическая ценность работы. Установлены закономерности влияния технологических параметров процесса непрерывной разливки на теплообмен в кристаллизаторе и получены зависимости для определения коэффициента теплоотдачи при форсуночном охлаждении", позволяющие усовершенствовать технологию процесса путем улучяения условий формирования заготовки.
Разработан электронно-аналоговый прибор, позволяющий осуществить .с высокой надежностью непрерывный по ход?/ разливки контроль за макси-2
мальннм я минимальным усилием вытягивания заготовки из кристаллизатора.
Внедрена автоматизированная система предупреждения прорьшсв корил при вытягивании заготовки из кристаллизатора, с помощью которой частоту прорывов удалось сняэить на 0%, Годовой экокомлческпй эффект составил 7.7 шш марок ДР.
Апробация работы. Основные положения и материалы диссертация до-ложены и обсуздены на научно-технических семинарах "Повышение эффективности литейного производства" (Ленинград, I9S8, 1990) и на семинарах кафедры "Теория и технология литейных сплавов" .ПТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 работы и получены в ГДР 5 авторских свидетельств на изобретения.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы из 180 наименований. Работа изложена на 147 с. машинописного текста, содержит 84 рисунка и 15 таблиц.