Статья

Наименование	Влияние эффекта воронкообразования на параметры процесса непрерывной разливки стали
Авторы	Куберский С. В., к. т. н., проф. Максаев Е. Н., ст. мастер
Раздел	Металлургия и материаловедение
Год	2016	Выпуск	47	Страницы	61 - 68
УДК	621.746.5.047			EDN	ZWJOTZ
Аннотация	Проанализировано влияние условий подготовки металла к непрерывной разливке и основных параметров процесса на образование воронок при истечении металла из сталеразливочного и промежуточного ковшей, а также количество вовлекаемых в вихревые потоки неметаллических включений. Предложены рекомендации способствующие повышению чистоты разливаемой стали по неметаллическим включениям и выхода годного, снижению вероятности образования дефектов, возникновения аварийных ситуаций и прорывов металла под кристаллизатором.
Реферат	Цель. Исследование параметров внепечной подготовки и непрерывной разливки стали влияющих на воронкообразование при истечении последних порций металла из технологических емкостей, для разработки рекомендаций позволяющих осуществлять контроль и управление этим процессом. Методика. На большом массиве промышленных плавок, различного марочного состава, проведен статистический анализ технологических параметров процесса внепечной подготовки металла и непрерывной разливки с целью определения их влияния на образование вихревых потоков и воронок при истечении последних порций металла из сталеразливочного и промежуточного ковшей, качество металла, возникновение аварийных ситуаций и прорывов, а также выход годных непрерывнолитых слябов. Толщина жидкого шлака в промежуточном ковше определялась намораживанием расплава на погруженной в его объем металлической трубке, а масса шлакометаллического остатка визуально по его высоте после окончания дозирования металла в кристаллизатор. Результаты. Установлено, что чем меньше цикл разливки плавки и выше температура металла, тем больше печного шлака может проникать в промежуточный ковш, и, соответственно, в кристаллизатор. Кроме того, увеличение толщины шлака в промежуточном ковше характерно для перитектических низкокремнистых марок в сравнении с легированными. Изменена конструкция футеровки днища сталеразливочного ковша, что обеспечило уменьшение массы остающегося в нем металла и площади взаимодействия его со шлаком при достаточном, для предотвращения воронкообразования, уровне столба расплава в районе дозирующих устройств. Предложено переливать металл с максимальным расходом для наполнения промежуточного ковша при остатке его в сталеразливочном в количестве 4-5 т, а перелив последних 1-2 т стали осуществляется дискретно, с использованием дросселирования струи шиберным затвором для подавления развития вихревых потоков и уменьшения уровня остаточного металла, при котором образуется воронка. Предложен новый подход к скоростным режимам непрерывной разливки на заключительной стадии процесса и дозирования последних порций металла из технологических емкостей. Научная новизна. Впервые установлено, что уменьшение цикла внепечной подготовки металла к непрерывной разливке способствует возникновению более интенсивных вихревых потоков в объеме разливаемого металла и раннему образованию воронок при истечении последних порций металла из технологических емкостей. Практическая значимость. Усовершенствована конструкция футеровки днища сталеразливочного ковша и внесены изменения в технологию относительно скоростного режима на заключительном этапе разливки, а также дозирования металла из технологических емкостей в этот период. Предложены рекомендации, позволяющие повысить качество получаемых непрерывнолитых слябов, а также увеличить выход годной стали за счет снижения вероятности возникновения аварийных ситуаций и прорывов металла, пораженности непрерывнолитой заготовки различными дефектами и уменьшения количества шлакометаллических остатков в сталеразливочном и промежуточном ковшах.
Ключевые слова	непрерывная разливка, истечение, ковш, вихревые потоки, воронка, цикл разливки, температура, остаток металла, дефекты, качество, выход годного.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Смирнов, А. Н. Некоторые аспекты возникновения прилипаний и прорывов корочки непрерывнолитого сляба в кристаллизаторе [Текст] / А. Н. Смирнов, С. В. Куберский, Е. Н. Максаев // М.: – Электрометаллургия. – 2013. – №9. – С. 13-21. 2. Смирнов, А. Н. Влияние неметаллических включений на подвисание и прорыв оболочки непрерывнолитого слитка в кристаллизаторе МНЛЗ [Текст] / А. Н. Смирнов, Е. Н. Максаев, С. В. Куберский, В. Г. Ефремова // Процессы литья. – 2015. – №4. – С. 22-30. 3. Faber T.E. Fluid Dynamics for Physicists [Текст] / Cambridge: Univ. Press, 1995. 440 p. 4. Trefelhen L.M., Ringer R.W., Fink P.T. el al. The Bath-tub vortex in the southern hemisphere [Текст] / Nature. 1965. V 207. №5001. P.1084-1085. 5. Зуйков, А. Л. Поверхностные вихревые воронки в тяжелых жидкостях [Текст] / А. Л. Зуйков // ГОУ ВПО Моск. гос. строит. ун-т. –М.: МГСУ, 2011. – 72 с. 6. Павельев, А. А. Эксперимент по формированию вихря при вытекании жидкости из бака [Текст] / А. А. Павельев, А. А. Штарев // Изв. РАН. МЖГ. – 2001. – №5. – С. 203-207. 7. Пат. № 81840 Україна, МПК В 22 D 41/02 Сталерозливний ківш / О.М. Смірнов, Є.М. Максаєв, А.В. Головчанський, С.В. Куберський, М.Б. Левіт, І.М. Салмаш; заявник та патентовласник ДонДТУ. – № u201301332; заяв. 04.02.2013; опубл. 10.07.2013 р., Бюл. № 13. – 4 с. 8. Куберский, С. В. Усовершенствование конструкции футеровки днища сталеразливочного ковша для повышения качества и выхода годной непрерывнолитой стали [Текст] / С. В. Куберский, Е. Н. Максаев, С. В. Семирягин, А. В. Головчанский // Современные огнеупоры: ресурсосбережение и применение в металлургических технологиях: Сб. научн. тр. – Донецк: «НОУЛИДЖ», 2013. – С. 99-104.
Полный текст