Продуктивність, склад МБЛЗ, пропускна спроможність і тривалість розливання

Пропускна здатність МБЛЗ для заданого профілю злитка чи заготовки, що відливається, розраховується по формулі [2,3] ,

 

,

 

Пропускна здатність встановленої МБЛЗ дорівнює, :

 

 

де  - пропускна здатність при розливанні заготовок визначеного перетину, ;

 - частка заготовок даного типорозміру, що відливається на МБЛЗ, частки одиниці;

 - кількість плавок у серії при розливанні методом плавка на плавку;

 - маса металу, рівна місткості сталерозливного ковша, ;

 - фонд часу роботи установки безперервного розливання сталі, ;

 - час розливання сталі із сталерозливного ковша, ;

 - пауза, час підготовки машини до прийому плавки без зміни розмірів злитка, ;

 

 - цикл розливання плавки, ;

 

 - число струмків МБЛЗ;

 - коефіцієнт, що враховує ступінь завантаження устаткування (для слябових машин 0,9; для сортових та блюмових 0,85).

Тривалість розливання одного ковша визначається перетином заготовки, маркою сталі, типом машини і може бути визначена по формулі:

 

 

де  - маса металу в ковші ;

 - кількість струмків;

 - швидкість розливання (витягання) заготовки, ;

 

 - маса 1  (погонного) заготовки, ;

 

 і  - товщина і ширина заготовки;

 - щільність сталі, ;

 - коефіцієнт, що враховує втрати часу (затримки) при розливанні.

Тривалість розливання  не повинна перевищувати максимально припустимого часу розливання із сталерозливного ковша. Максимально припустима тривалість розливання обумовлена тепловими втратами і для ковша місткістю 150 т складає:

 

 

Кількість струмків МБЛЗ і кількість машин у відділенні визначаються в залежності від сортаменту сталі, що розливається, і перетину злитка, місткості сталеплавильного агрегату і ритму подачі сталерозливних ковшів у відділення. При виборі МБЛЗ для визначення кількості струмків варто користуватися виразом

 

,

 

де  - припустимий час розливання, .

Варто враховувати, що збільшення числа струмків ускладнює конструкцію й обслуговування МБЛЗ, збільшує необхідну площу під МБЛЗ і капітальні витрати. Зменшення кількості струмків МБЛЗ веде до збільшення кількості встановлених у цеху МБЛЗ і відповідно до зростання капітальних витрат.

Кількість МБЛЗ у відділенні безперервного розливання сталі складає:

 

,

 

де ,  - кількість працюючих і резервних машин відповідно.

У випадку роботи МБЛЗ із розливанням плавок серіями методом плавка на плавку кількість машин визначається як:

 

,

 

де  - ритм подачі ковшів у відділення.

Слід зазначити, що кратність подачі  ковшів у відділення повинна бути цілим числом, у противному випадку необхідно змінити тривалість розливання сталі на МБЛЗ за рахунок зміни швидкості розливання чи складу МБЛЗ.

Кількість резервних машин може бути знайдена як:

 

,

 

де  - тривалість усіх видів ремонтів, .

Визначимо кількість МБЛЗ і їхню продуктивність у складі конвертерного цеху, що складається з трьох конвертерів місткістю . Метал розливається на заготовки перетином . Сталі - низьковуглецеві звичайної якості, леговані і низьколеговані конструкційні. Тривалість плавки в конвертері = ; ; . Щільність сталі =7309 кг/м³. Фонд часу роботи МБЛЗ Ф = 308 діб. Тривалість паузи між серіями складає 60 . Кількість плавок у серії при розливанні методом плавка на плавку . Тривалість усіх видів ремонтів .

Відповідно до попередніх розрахунків приймаємо швидкість розливання сталі в заготовки перетином  складає .

Киснево-конвертерний цех працює по системі: два конвертери в роботі, один у резерві. Ритм подачі ковшів у відділення безперервного розливання сталі складе  ( - кількість працюючих конвертерів), а продуктивність конвертерного цеху по рідкій сталі:

 

.

 

Склад МБЛЗ (кількість струмків) при припустимому часі розливання  складе:

 

.

 

Приймаємо до установки машини з двома струмками.

Час розливання  на двострумковій МБЛЗ при швидкості розливання  буде:

 

Приймаємо тривалість розливання . Кратність розливання  складе , тоді уточнена швидкість розливання складе:

 

 

Уточнена швидкість розливання відповідає діапазону, розрахованому в п. 3 даного проекту.

Пропускна здатність (потужність) МБЛЗ при розливанні сталі серіями по 32 плавок складе:

 

.

 

Кількість працюючих МБЛЗ:

 

.

 

Кількість МБЛЗ, що знаходяться в резерві:

 

.

 

Приймаємо .

Загальна кількість МБЛЗ складе:

 

.

 

Продуктивність установленої МБЛЗ:

 

.

Результати розрахунку

 

Результати розрахунків технологічних та конструкційних параметрів процесу безперервного розливання заготовки перетином  зведені у таблиці 8.1.

 

Таблиця 8.1 - Результати розрахунків технологічних та конструкційних параметрів процесу безперервного розливання заготовки перетином

Розрахунковий параметр	Значення
Температура ліквідус, ^0С	1518
Температура солідус, ^0С	1486
Температура у кристалізаторі, ^0С	1530
Температура у проміжному ковші, ^0С	1560
Температура у сталерозливному ковші, ^0С	1590
Мінімальна швидкість розливання, м/хв.	0,83
Максимальна швидкість розливання, м/хв.	1,38
Середня швидкість розливання, м/хв.	1,11
Час руху заготовки у кристалізаторі, с	48,65
Температура поверхні заготовки на виході з кристалізатора, ^0С	1086
Товщина кірки сталі на виході з кристалізатора, мм	24,27
Час за який заготовка буде мати температуру поверхні 1050^0С, хв.	0,57
Товщина кірки при температурі 1050^0С, мм	31,11
Відстань від низу кристалізатора до ділянки з температурою поверхні 1050^0С, м	0,633
Час за який заготовка буде мати температуру поверхні 1050^0С, хв.	0,57
Товщина кірки при температурі 1050^0С, мм	31,11
Відстань від низу кристалізатора до ділянки з температурою поверхні 1050^0С, м	0,633
Час за який заготовка буде мати температуру поверхні1010^0С, хв.	1,52
Товщина кірки при температурі 1010^0С, мм	40,743
Відстань від низу кристалізатора до ділянки з температурою поверхні 1010^0С, м	1,687
Час за який заготовка буде мати температуру поверхні 970^0С, хв.	2,822
Товщина кірки при температурі 970^0С, мм	54,836
Відстань від низу кристалізатора до ділянки з температурою поверхні 970^0С, м	3,132
Час за який заготовка буде мати температуру поверхні 890 ^0С, хв.	7,374
Товщина кірки при температурі 890 ^0С, мм	82,489
Відстань від низу кристалізатора до ділянки з температурою поверхні 890 ^0С, м	8,185
Час за який заготовка буде мати температуру поверхні 850 ^0С, хв.	11,198
Товщина кірки при температурі 850 ^0С, мм	102,575
Відстань від низу кристалізатора до ділянки з температурою поверхні 850 ^0С, м	12,43
Час за який заготовка буде мати температуру поверхні 810 ^0С, хв.	16,074
Товщина кірки при температурі 810 ^0С, мм	125
Відстань від низу кристалізатора до ділянки з температурою поверхні 810 ^0С, м	17,842
Довжина першої секції ЗВО, м	0,6
Витрати води на першу секцію ЗВО, м^3/год.	15,608
Витрати води на першу секцію ЗВО, м^3/т	0,08
Довжина другої секції ЗВО, м	1,5
Витрати води на другу секцію ЗВО, м^3/год.	16,925
Витрати води на другу секцію ЗВО, м^3/т	0,087
Довжина третьої секції ЗВО, м	1,5
Витрати води на третю секцію ЗВО, м^3/год.	15,491
Витрати води на третю секцію ЗВО, м^3/т	0,079
Довжина четвертої секції ЗВО, м	4
Витрати води на четверту секцію ЗВО, м^3/год.	29,433
Витрати води на четверту секцію ЗВО, м^3/т	0,151
Базовий радіус, м	4
Металургійна довжина машини по базовому радіусу, м	18,269
Час повної кристалізації, хв.	0,094
Металургійна довжина машини по часу повної кристалізації, м	23,791
Кількість обраних точок правки, шт.	6
Радіус першої точки правки, м	10
Координата х1, м	5,5
Координата у1, м	- 0,193
Радіус другої точки правки, м	12,226
Координата х2, м	6,1
Координата у2, м	- 0,425
Радіус третьої точки правки, м	15,659
Координата х3, м	6,7
Координата у3, м	- 0,584
Радіус четвертої точки правки, м	21,771
Координата х4, м	7,3
Координата у4, м	- 0,698
Ритм подачі ковшів, хв.	21
Продуктивність конвертерного цеху, т	7509000
Розрахункова кількість струмків МБЛЗ, шт.	0,79
Вибрана кількість струмків МБЛЗ, шт.	1
Розрахунковий час розливання, хв.	102,72
Вибраний час розливання, хв.	105
Уточнена швидкість розливання, м/хв.	1,13
Пропускна спроможність МБЛЗ, т	1121455
Кількість працюючих МБЛЗ, шт.	6
Кількість резервних МБЛЗ, шт.	1
Продуктивність встановленої МБЛЗ, т	1072714

Перелік посилань

розливання заготовка сталь охолодження

1. Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., доп. и испр./А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширский и др. Под общ. ред. А.С. Зубченко - М.: Машиностроение, 2003. - 784 с.

. Расчеты технологических и конструкционных параметров МНЛЗ: Учебн. пособ./ Куберский С.В., Семирягин С.В., Федотов О.В. - Алчевск: ДонГТУ, 2006. - 148 с.

. Куберський С.В., Кузнецов Д.Ю. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни «Безперервне розливання сталі». Алчевськ: ДонДТУ, 2009 - 98 с.

. Dubowick, W.: Thermal Arrest Measurements and Their Application in the Investment Casting. 2. svĕtovэ slйvбrenskэ kongres, Dьsseldorf 1960.

. Aymard, J.P. - Dйtrez, P., Fonderie 330, 1974, Janvier, s. 11-24.

. Roecser, W. - Wensel, H.T., Stahl u. Eisen, 1951, и. 8, s. 399.

. Скворцов А.А., Акименко А.Д. Теплопередача и затвердевание стали в установках непрерывной разливки. - М.: Металлургиздат, 1966.

. Рутес В.С. и др. Теория непрерывной разливки. - М.: Металлургиздат, 1971.

. Краснов В.И. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали. - М.: Металлургия, 1975.

. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок. Емельянов В.А. Учебн.пособие для вузов. - М.: Металлургия, 1988, - 143 с.

. Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производства. /Григорьев В.П., Нечкин Ю.М., Егоров А.В., Никольский Л.Е.: Учебник для вузов.-М.:МИСИС. 1995. С. 416-506.

. Якобше Р.Я. и др. Повышение однородности осевой зоны непрерывнолитых слябов методами внешних воздействий. / Р.Я. Якобше, Ю.Я. Скок, В.Н. Баранова, В.Л. Найдек, О.В. Носоченко, Н.Ф. Наконечный, З.Л. Козлова, О.Б. Исаев. // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2002. - №10. - С. 143 - 146.

. Горяінова Т.В., Табія А.А., Федоров Р.М., Пащенко А.В., Куберський С.В. Дослідження причин виникнення деформаційних тріщин при виробництві безперервно литих слябів. Науковий портал Донбасу. №2, 2007.