Results are presented from a study of spray density for the U90 flat spray nozzles made by the company Korad. These nozzles are used in sections of the secondary cooling zone (SCZ) of continuous caster No. 2 at Ural Steel. The distribution of coolant over the surface of the cast semifinished product was determined both for a single nozzle and for the existing nozzle configurations in different sections of the SCZ.The processes involved in cooling a continuous-cast semifinished product (CCS) in the secondary cooling zone (SCZ) of a continuous caster in large part determine the quality of the CCS. Achieving uniform cooling of the CCS is the most important problem that has to be solved in adjusting the SCZ. One of the main factors that affects the efficiency of the cooling operation is the distribution of the coolant over the surface of the semifinished product. This distribution is determined by the design parameters and positioning of the nozzles in the SCZ.There are currently no nozzles that can provide completely uniform cooling of a surface sprayed with coolant. In light of this, the SCZ needs to be designed in such a way that the spray zones of the different nozzles overlap in a suitable manner in order to make the distribution of the heat-transfer coefficient as uniform as possible.Continuous caster No. 2 at Ural Steel is used to cast slabs with cross sections of 1200 × 190 mm and 1200 × 270 mm. An analysis of data on rejections of the flat-rolled products obtained from the slabs of caster No. 2 during the period January-October 2011 (Fig. 1) shows that a large amount of damage is done to the semifinished products (particularly, the 270-mm-thick slabs) by various types of defects.The main types of defects encountered on the cast slabs of most grades of steel are external and internal cracks. One of the main reasons for the formation of such defects is excessive or insufficient cooling of individual sections of the slab surface due to a poorly organized secondary cooling regime.The slabs cool in the mold and in an SCZ consisting of a receiving section and working sections Nos. 0-16 served by 26 cooling loops. Table 1 presents information on the nozzles used on caster No. 2. The nozzles were made by the company Korad.We chose to study a U90 nozzle, since this model of nozzle accounts for more than 67% of all of the nozzles in use in the different sections of the SCZ on caster No. 2.
The analysis of the production records on casting 150õ150mm billets at UMMC Steel LLC has made it possible to define the basic factors worsening the billet quality and increasing the rejection of the rolled materials: steel casting in case the sulfur and phosphorus content exceeds 0.015 % and overheat is more than 30°Ñ. In order to minimize the formation of local nonuniformity in the billets manufactured from low carbon and medium carbon steel, open cast by CCM, it is necessary to maintain a maximum [Mn]:[S] ratio with [Mn]:[Si] ratio at the level less than 2-3, which ensures the formation of fusible deoxidation products and prevents the formation of solid conglomerates in steel. In order to reduce the formation of axial porosity it is advisable to retain the carbon content at the lower limit for the steel grade and avoid overheating of steel above the specified values. In order to minimize the consequences of the overheated steel casting it is necessary to adjust the billet casting rate in accordance with the operating procedures.
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (Новотроицкий филиал) МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ СЛЯБОВОЙ ЗАГОТОВКИ С УЧЕТОМ КОНСТРУКЦИОННЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ МНЛЗАннотация. Рассмотрена математическая модель теплового состояния непрерывнолитой слябовой заготовки. Особенностью рассмотренной модели является явный учет схемы расположения форсунок и роликов в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья загото-вок при задании граничных условий для уравнения теплопроводности. Полученная модель позволяет провести численный эксперимент с целью выявления способов совершенствования системы и режимов охлаждения заготовки.Ключевые слова: математическая модель, тепловое состояние, непрерывнолитая заготовка, граничные условия третьего рода. SLAB CONTINUOUSLY CAST SEMIS HEAT STATE MATHEMATICAL MODELING WITH ACCOUNT FOR CONTINUOUS CASTING MACHINE CONSTRUCTION PECULIARITIESAbstract. A mathematical model of the thermal state of the slab continuous casting billet. Feature of our model is the explicit consideration of arrangements of nozzles and rollers secondary cooling zone of continuous casting machine as boundary conditions for the heat equation. The resulting model allows us to conduct numerical experiments in order to identify ways to improve the system and cooling modes blank.Keywords: mathematical model, the thermal state, billets, the boundary conditions of the third kind.Качество непрерывнолитых стальных заготовок, получаемых в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), во многом зависит от их теплового состояния в процессе разливки. Получение информации о дина-мике температуры поверхности заготовки в процессе затвердевания связано со значительными технически-ми сложностями и высокой стоимостью, а контроль температуры по сечению практически невозможен. По-этому на текущий момент наиболее практичным сред-ством оценки теплового состояния заготовки является использование аппарата математического моделирова-ния, с помощью которого производится расчет темпера-туры заготовки по ее сечению по ходу движения вдоль технологической оси МНЛЗ.На данный момент уже классическим является спо-соб описания теплового состояния заготовки при по-мощи уравнения теплопроводности, предложенный В.Т. Борисовым [1], в котором наличие двухфазной зоны учитывается с помощью введения эффективных величин теплофизических параметров:(1) где ρ -плотность металла, кг/м 3 ; t -температура, °С; C э -эффективная теплоемкость, Дж/(кг·град); λ э -эф-фективная теплопроводность, Вт/(м·град). Для расчета эффективных величин вводится относительное коли-чест во твердой фазы ψ, которое для заданной темпера-туры определяется как (2) где t л и t с -температуры ликвидуса и солидуса, соот-ветст венно. Тогда значения эффективных величин мож-но рассчитать следующим образом:где L -скрытая теплота кристаллизации, Дж/кг.На поверхности заготовки задаются граничные ус-ловия третьего рода:(5) где α -коэффициент теплоотдачи, Вт/(м 2 ·град); t п -тем-пература поверхности металла °С; t с -температура
Аннотация. Проведен анализ технологии дегазации стали 09Г2С, выплавленной в дуговой электропечи и обработанной на установке ковш-печь в условиях ЭСПЦ АО «Уральская Сталь». Выявлены основные параметры вакуумирования стали, определяющие эффективность удаления водорода на установке вакуумирования стали камерного типа: глубина и продолжительность вакуумирования, расход аргона, температура металла, толщина слоя шлака и величина свободного борта. Установлено, что наиболее существенное влияние данных параметров на содержание водорода происходит при увеличении продолжительности глубокой дегазации стали до 20 мин. Дальнейшее увеличение времени обработки не рекомендуется. Наибольший эффект остаточного давления во время дегазации наблюдается при одновременном снижении минимального давления до 2 мбар. Результаты вакуумирования стали значительно ухудшаются при возраста-нии остаточного давления. Повышение температуры металла до 1600 - 1620 °С способствует удалению водорода, но при температуре выше 1620 °C удаление водорода замедляется в значительной степени. Установлено количественное влияние параметров вакуумирова-ния и получено уравнение регрессии, позволяющее прогнозировать результаты удаления водорода, а также подбирать величину пара-метров с целью достижения заданного содержания водорода в стали. Определены рациональные с экономической и технологической точек зрения уровни параметров вакуумирования, обеспечивающие получение стали с содержанием водорода 2,1 ppm: температура перегрева металла 100 - 110 °С, длительность вакуумирования 20 мин при давлении в вакуум-камере не более 1,5 мбар, расход аргона на продувку 0,05 м 3 /т. Потери температуры металла определяются общей длительностью обработки, которая зависит от продолжитель-ности глубокого вакууми рования, технических возможностей оборудования и организации процесса дегазации стали. Минимальное для изученной установки остаточное содержание водорода в стали, составляющее 1,6 ppm, обеспечивается при проведении вакуумной обработки стали с температурой перегрева 120 - 125 °С в течение 40 мин при давлении в вакуум-камере не более 1 мбар и расходе аргона на продувку до 0,072 м 3 /т.Ключевые слова: водород, камерный вакууматор, вакуумирование стали, вакуумная камера, продолжительность вакуумной обработки, глубина вакуума, температура металла в ковше, расход аргона.
БИБЛИОГР АФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Т а р н о в с к и й И.Я. Формоизменение при пластической обработке металлов (ковка и прокатка).-М.: Металлургиздат, 1954.-534 с. 2. Ш о ф м а н Л.А. Основы расчета процессов штамповки и прессования.-М.: МАШГИЗ, 1961.-340 с. 3. П а р ш и н В.А., Г а н а г о О.А., В а л е т о в М.С. // Кузнечноштамповочное производство. 1997. № 12. С. 32-34. 4. Т ю р и н В.А., С а в о н ь к и н М.Б. // Кузнечно-штамповочное производство. 2009. № 3. С. 17-20. 5. Г у з е н к о П.Ю., Т ю р и н В.А., С а в о н ь к и н М.Б. // Изв. вуз. Черная металлургия. 2009. № 5. С. 69-70.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.