автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование охлаждения и затвердевания слитка квадратного сечения в сортовой машине непрерывного литья заготовок

На правах рукописи

ЗИМИН СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАТВЕРДЕВАНИЯ СЛИТКА КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ В СОРТОВОЙ МАШИНЕ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Специальность: 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы

(металлургическое производство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003470210

Череповец - 2009

003470210

Работа выполнена в Череповецком государственном университете

Научный руководитель

- кандидат технических наук, доцент Лукин Сергей Владимирович

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор

Мухин Владимир Васильевич

- кандидат технических наук Туманов Дмитрий Витальевич

Ведущее предприятие: Череповецкий металлургический комбинат ОАО «Северсталь»

Защита диссертации состоится: «23» июня 2009 г. в 16.00 на заседани диссертационного совета Д 212.297.01 в Череповецком государственно университете по адресу: 162600, г. Череповец Вологодской обл., 1 Луначарского,5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Череповецкого государственного университета.

Автореферат разослан «14» мая 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Никонова Е.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Во всем мире особое место уделяют совершенствованию процесса непрерывной разливки и увеличению количества стали, производимой на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Организация охлаждения слитка в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения (ЗВО) МНЛЗ влияет на затвердевание слитка и на производительность МНЛЗ. Процесс затвердевания слитка в настоящее время рассчитывается численно на основе квазиравновесной модели затвердевания, однако в этой модели нужно корректно задавать условия теплообмена на поверхности слитка в кристаллизаторе и ЗВО, и учитывать конвективный теплообмен в жидком ядре слитка.

При разливке слитков квадратного сечения 100x100 на сортовой МНЛЗ ЧерМК ОАО «Северсталь» скорость вытягивания заготовки достигает 6,5 м/мин и даже выше. При таких скоростях экспериментальные исследования теплообмена слитка с кристаллизатором практически не проводились. Отсутствуют зависимости, определяющие теплообмен заготовки с рабочей стенкой кристаллизатора во все моменты пребывания слитка в кристаллизаторе.

В ЗВО сортовой МНЛЗ установлены водяные форсунки и удельный расход воды на поверхность слитка в первой зоне после кристаллизатора достигает 85 м3/(м2-ч) и выше. При таких удельных расходах теплоотдача при форсуночном водяном охлаждении в промышленных условиях не исследовалась. Отсутствуют зависимости, позволяющие определять теплоотдачу в зависимости от удельного расхода воды в условиях сортовой

В связи с отсутствием зависимостей, отражающих теплообмен на поверхности слитка в кристаллизаторе и ЗВО сортовой МНЛЗ, не представляется возможным точный расчет процесса затвердевания слитка, в частности, нельзя рассчитать глубину жидксй фазы слитка при различных скоростях разливки.

МНЛЗ.

Вопросы, связанные с охлаждением и затвердеванием слитка при непрерывной разливке стали, рассмотрены в трудах А.Д. Акименко, Д.П. Евтеева, Е.М. Китаева, В.М. Нисковских, В.И. Дождикова, В.А. Емельянова, В.М. Паршина, B.C. Рутеса, М.Я. Бровмана, М.С. Бойченко, A.B. Третьякова, Ю.А. Самойловича, Н.И. Шестакова, J1.C. Рудого, Б.И. Краснова, В.А. Карлика, Д.А. Дюдкина, О.В. Носоченко, A.A. Целикова, Г.П. Иванцова, А.И. Вейника, В.А. Ефимова, Р.Т. Сладкоштеева, Б.Т. Борисова, В.А. Журавлева, А.И. Цаплина, З.К. Кабакова, А.И. Манохина JI.H. Сорокина, В.И. Лебедева, А.Н. Шичкова, A.JI. Кузьминова, Ю.А. Калягина, Н.В., Н.В. Телина и др.

Несмотря на большое количество проведенных исследований и сделанных на их основе разработок, процессы теплообмена в сортовых MHJI3, где применяются высокие скорости разливки и большие удельные расходы воды, в настоящее время практически не исследованы, что сдерживает развитие и совершенствование технологии непрерывной разливки.

Цель работы - исследование процессов теплообмена на поверхности затвердевающего слитка в кристаллизаторе и ЗВО сортовой МНЛЗ с целью контроля процесса затвердевания слитка в МНЛЗ.

Методы исследования. Работа выполнялась на основе численных и экспериментальных методов. С применением численных методов исследовалось затвердевание слитка в МНЛЗ; экспериментальными методами исследовались теплообмен слитка с кристаллизатором и теплоотдача в ЗВО криволинейной сортовой МНЛЗ.

Научная новизна работы.

1. Установлена зависимость плотности теплового потока от слитка к кристаллизатору сортовой МНЛЗ во все моменты времени пребывания слитка в кристаллизаторе.

2. Разработана методика определения эффективного коэффициента теплопроводности в жидком ядре слитка квадратного сечения.

3. Разработана методика исследования теплоотдачи на поверхности слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ, основанная на измерении температуры поверхности слитка и математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

4. Разработана методика исследования теплообмена в ЗВО сортовой MHJI3 на основе исследования теплового баланса отдельных секций ЗВО и математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

5. Установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой MHJI3.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. На основе полученных зависимостей, определяющих теплообмен в кристаллизаторе и ЗВО сортовой MHJ13, произведен расчет процесса затвердевания слитка при различных скоростях разливки, в частности, получена зависимость глубины жидкой фазы от скорости разливки.

2. На основе полученных зависимостей коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды разработаны рекомендации по совершенствованию системы охлаждения слитка в ЗВО сортовой MHJI3.

3. Разработана программа расчета затвердевания слитка квадратного сечения в сортовой MHJI3, позволяющая контролировать процесс затвердевания заготовки при текущих технологических параметрах разливки, которая может быть рекомендована для внедрения в АСУ ТП МНЛЗ.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы организациями, занимающимися проектированием и разработкой технологических режимов непрерывной разливки стали и модернизацией оборудования МНЛЗ, а также могут быть рекомендованы к внедрению в электросталеплавильном цехе ОАО «Северсталь» при совершенствовании системы охлаждения слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ.

Апробация работы. Основные разделы работы докладывались на кафедрах «Машины и агрегаты металлургического производства» и «Промышленной теплоэнергетики» Череповецкого государственного университета, на 5-й Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, 2006), на VIII межвузовской конференции молодых ученых (ЧГУ, Череповец, 2007).

Публикации. Основные материалы диссертации изложены в 7 работах (из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы 132 страниц машинописного текста, включает в себя 46 рисунка, 5 таблиц, список литературы, состоящий из 140 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 при анализе литературы выявлено, что, несмотря н значительную роль процессов охлаждения в технологии непрерывной разливки имеется ряд неисследованных задач:

1. Недостаточно исследован теплообмен между слитком и кристаллизатором сортовой МНЛЗ при высоких скоростях разливки (более 5 м/мин), в результате чего отсутствуют зависимости, позволяющие рассчитывать плотность теплового потока от слитка к кристаллизатору сортовой МНЛЗ во все моменты времени пребывания слитка в кристаллизаторе.

2. Отсутствуют методики расчета эффективного коэффициента теплопроводности жидкого ядра слитка квадратного сечения.

3. Отсутствуют надежные методики определения теплоотдачи на поверхности квадратного слитка в ЗВО на основе измерения его температуры поверхности.

4. Недостаточно исследован теплообмен при водяном форсуночном охлаждении в ЗВО сортовой МНЛЗ при высоких удельных расходах воды на поверхность слитка (30+90 м3/(м2ч)), в результате чего отсутствуют зависимости коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды.

В связи с изложенным в работе поставлены следующие задачи:

1. Экспериментально исследовать тепловой поток от слитка и кристаллизатору сортовой МНЛЗ при высоких скоростях разливки (более 5 м/мин).

2. Получить аппроксимирующее выражение для плотности теплового потока от слитка к кристаллизатору сортовой МНЛЗ для всех моментов времени:

3. Разработать методику расчета эффективного коэффициента теплопроводности жидкого ядра слитка квадратного сечения.

4. Разработать методику определения теплоотдачи на поверхности слитка в ЗВО в промышленных условиях, основанную на измерении температуры поверхности слитка квадратного сечения.

5. На основе экспериментального измерения пирометрами температуры поверхности квадратного слитка 100x100 в отдельных зонах получить зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой МНЛЗ.

6. На основе экспериментального измерения температуры воды, сливающейся со слитка в отдельных зонах, методом теплового баланса исследовать теплоотдачу на поверхности квадратного слитка в ЗВО.

7. На основе численного моделирования исследовать процесс затвердевания квадратного слитка 100x100 в МНЛЗ при различных скоростях разливки.

8. Разработать рекомендации по совершенствованию системы охлаждения слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ.

Во 2-й главе разработана математическая модель охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе. На рис. 1. показана геометрическая схема слитка и направление декартовых координат.

где Сзф (/) - эффективная теплоемкость стали в зависимости от температуры; р(/) - плотность стали в зависимости от температуры; ^ = г) -температурное поле слитка в системе декартовых координат х, у, 2 (координата

Рис. 1. Геометрическая схема слитка.

поля слитка при стационарной скорости разливки с учетом того, что трансляционный перенос теплоты вдоль технологической оси намного

Уравнение температурного

превышает перенос теплоты теплопроводностью, имеет вид:

0)

технологической оси z связана с временем затвердевания т выражение x-z/v)-, v - скорость разливки; ).(t) - коэффициент теплопроводности зависимости от температуры жидкого, твердого или двухфазного металла; жидкой и двухфазной зонах X учитывает конвективный перенос теплоты.

Для расчета эффективного коэффициента теплопроводности жидко ядра слитка квадратного сечения получено выражение:

^•эф = 0,2 • аж • £>ж, (2)

где аж - коэффициент теплоотдачи от жидкого металла к твердой фаз Ож=2(/4-^3) - ширина жидкого ядра квадратного слитка; А - полови

толщины слитка; ¡;3 - толщина оболочки слитка по средней температу затвердевания. Коэффициент теплоотдачи аж определяется по известны критериальным уравнениям расчета конвективной теплоотдачи.

Условия охлаждения слитка со всех сторон считаем одинаковыми поэтому рассматривается одна четвертая часть слитка: 0 < х < А; 0 < у < А О < z < ¿расч. где ¿расч - расчетная длина MHJI3.

Начальное условие в пределах мениска жидкого металла имеет вид:

t(x,y,z)\z=Q=t0,Q<x<A-,0<y<A, (3)

где t0 - начальная температура жидкой стали.

Внутри слитка задаются граничные условия симметрии:

dt/dx\x=A = О, 0 < у < А, 0 < z < ¿расч; (4а)

dt/dy\y=A -0, 0<х<В, 0<z< Lpac4, (46)

На поверхности слитка, находящейся в контакте с рабочей стенкой кристаллизатора, задаются граничные условия П-ого рода:

-к ■ dt/dx\x=A = q (z/v), 0< у <А, 0<z <Н; (5а)

-X■ dt/dy\y=A = q(z/v), 0 <х< В, 0 <z<H, (56)

где плотность теплового потока от поверхности слитка, зависящая от

времени затвердевания т = z/v; Я - рабочая длина кристаллизатора.

При расчете затвердевания слитка в ЗВО, в зависимости от вида решаемой задачи, используются граничные условия I, II или III - ого рода. Граничные условия 1-ого рода в ЗВО имеют вид:

/(х, у, z)x=A = tn (г), 0 < у < А, z\ < z < z% (6а)

t у, z)y=A= tn (i),0<x< A, z\<z< z", (66)

где tn (/') - средняя температура поверхности в /-ой зоне охлаждения; z', z" -

координаты начала и конца ¡'-ой зоны; / = 1,2, ...,п-номер зоны; п - число зон. Граничные условия Н-ого рода в ЗВО имеют вид:

-I ■ dt/dx\x=A = qa (/), 0< у< А, z\<z< z"~ (7а)

-X ■ dt/dy\y=A =qn(i),0<x< А, z]<z< z% (76)

где qa (/) - средняя плотность теплового потока в /-ой зоне. Граничные условия Ш-ого рода в ЗВО имеют вид: -■k-dt/dx\x^A =а(/)-(/|х=в-Гвод), 0<у<А, z;<z<z?- (8a)

-X-dt/dy\y=A 0<x<A, z;<z< r* (86)

где а (г) - средний коэффициент теплоотдачи в /-ой зоне.

При затвердевании слитка на воздухе граничные условия имеют вид: -X-dt/dx\x=A = С0 -Е-(Г(Л^#00)4, 0<у<А, L3B0<z<Храсч; (9а)

-\-д(/ду\у=л=Со-е{т(х,А,т)/100)\ 0<х<В, 4ю<г<Храсч, (96)

где С0 = 5,67 Вт/(м2-К4); s =0,8- степень черноты; Т = t + 273; L3B0 - длина ЗВО, включая кристаллизатор; 1расч - расчетная длина MHJI3.

Дифференциальное уравнение (1) вместе с граничными условиями (3) - (9), с учетом физических и геометрических условий решались численно на ЭВМ. В данной работе расчет процесса затвердевания осуществлялся методом конечных разностей с использованием неявной схемы аппроксимации.

В 3-ей главе исследуется теплообмен слитка квадратного сечения с кристаллизатором сортовой MHJI3. Полный тепловой поток и средняя

плотность теплового потока через рабочие стенки кристаллизатора определялись по формулам:

б = С-св-Д/в; (Юа)

9=(100/ф)-е/(Р-#0), . (Юб)

где <2 - полный тепловой поток, кВт; ц - плотность теплового потока, кВт/м2; О - массовый расход воды через кристаллизатор, кг/с; св = 4,19 - теплоемкость воды, кДж/(кг-°С); Д/„- перепад температуры воды в кристаллизаторе, °С; Р = 0,4 м - периметр рабочих стенок; Н0= 1м- высота гильзы кристаллизатора; ф - уровень мениска жидкого металла, %.

В АСУ сортовой МНЛЗ электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) ОАО «Северсталь» величины й, Д/„, ф непрерывно регистрируются. Погрешность измерения С и Дг, не превышает 1%, погрешность измерения ф - 3 %. В связи с тем, что подача жидкого металла в кристаллизатор не регулируется, уровень мениска регулируют за счет непрерывного изменения скорости разливки V. На рис. 2 и 3 показано характерное изменение V и ф от текущего времени разливки т'. При квазистационарном режиме величины V, Дгв, ф колеблются возле своих средних значений. Для определения Q и д по формулам (10) из массива экспериментальных данных выбирались такие, когда уровень мениска и скорость разливки практически не изменялись в течение нескольких секунд.

27.10.2007 9:48 6-йручей ф, %

V , м/мин

5,2

5,1

4,9

л . А-

27.10.2007 9:48 6-й ручей

1

5 25 45 65

Рис. 2. Зависимость V от т'.

85

¡25 45 65

Рис. 3. Зависимость ф от т'.

85 X,

Поскольку гильза кристаллизатора имеет параболический профиль, учитывающий усадку слитка, то плотность теплового потока, отводимого от

1

^»п л

поверхности слитка, определяется в основном временем пребывания элемента слитка в кристаллизаторе т: <7 = <7(1). Средняя плотность теплового потока в кристаллизаторе определяется так:

Гкр О

где т,ф = ф-Яо/у - время пребывания слитка в кристаллизаторе.

Из последнего выражения можно получить:

Выражение (И) устанавливает взаимосвязь средней и локальной плотности теплового потока.

На рис. 4 показана экспериментальная зависимость средней плотности теплового потока д от времени пребывания слитка в кристаллизаторе т^, (при Т|ф > 6,3 с), полученная на сортовой МНЛЗ в ЭСПЦ ОАО «Северсталь» при разливке квадратных стальных заготовок 100x100 мм в гильзовый кристаллизатор с параболической конусностью рабочих стенок длиной 1000 мм при стационарных скоростях разливки 3,5 5,5 м/мин.

д. МВт/м'

Рис.4. Зависимость ).

Опытные значения плотности теплового потока, изображенные на рис. 4 в виде точек, с погрешностью не более 5 % описываются аппроксимирующей

зависимостью

= (12)

13 1ч» 1

где а = 4,38 МВт/(м2-с0,5). Зависимость (12) получена для времен т,ф > 6,3 с, поэтому для меньших времен т,ф < 6,3 с она может не выполняться. На основе формул (11) и (12) получено выражение для плотности теплового потока:

д(т) = о/Л. (13)

При малых временах т,ф зависимость (12) дает большие значения величины д . В частности, при т^, = 0 (что соответствует уровню мениска жидкого металла) величина д формально обращается в бесконечность. На практике величина д ограничена максимальным значением дтзх. Величину дв при т,ф > 0 удобно аппроксимировать в виде выражения:

2-е

- 0<т >

/ ~ \\[2п 5 кр'

К+ (2 -о/О2")

(14)

где п > 1 - постоянный коэффициент. Из формулы (14) следует, что при х^ = О

Ч = Чтпзх ' ПРИ Т|ф »0 формула (14) превращается в формулу (12). Коэффициент

п и величина дтт подбираются, исходя из опытных данных по величине д при

малых временах т,ф. При больших временах т,ф коэффициент п и величина дтах практически не влияют на значения д .

Плотность теплового потока <дг в зависимости от времени пребывания т при т > 0 рассчитывается с учетом формул (11) и (14): 2а о-т"

«М-

ч2л\1+1/2"

, 0<т.

(15)

(^+(2-0/О'") " (Т" +(2-СТ/^тах)2 )

На рис. 5 показана зависимость д(т), построенная на основе (15), где сг = 4,38 МВт/(м2-с0,5); Чгт = 6 МВт/м2; п = 1; 2.

q, МВт/м'

в .................-...................................................—..................................................................- Рис. 5. Зависимость д(т).

Величины дтах и п влияют на затвердевание слитка и температурные условия рабочей стенки лишь в верхней части кристаллизатора, а в нижней 12 х , с части кристаллизатора и в ЗВО процесс затвердевания слитка практически не зависит от <ушах и п.

В 4-й главе исследуется охлаждение и затвердевание слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ. Разработана методика определения коэффициентов на поверхности слитка в секциях ЗВО на основе измерения температуры поверхности слитка. Разработана инженерная модель затвердевания слитка, на

где <7П - плотность теплового потока на поверхности слитка; /п - температура поверхности слитка; - температура охлаждающей воды; Е,с - толщина оболочки слитка по температуре солидус; /с - температура солидус; X - средний коэффициент теплопроводности стали в интервале гп -5- п - коэффициент кривизны температурного поля в оболочке слитка. Величины а, дп, tп, ¡;с соответствуют середине грани слитка квадратного сечения.

Для расчета коэффициента п в рамках инженерной модели затвердевания получено выражение:

где Ь - теплота затвердевания стали; с — средняя теплоемкость твердой стали в интервале /пн- гс.

На рис. 6 показана зависимость коэффициента п от времени т в случае квадратного стального слитка, рассчитанная по формуле (17) и на основе численного расчета процесса затвердевания при а = 1000 Вт/(м2-°С). При численном решении задачи затвердевания слитка п можно определить из (16): квадратный слиток (В =А = 50 мм)

основе которой получена формула для определения коэффициента теплоотдачи ос на поверхности слитка:

(17)

п

1,3 -

1.2 -

Рис. 6. Зависимость п (т).

1,1 -

Установлено, что если толщина оболочки слитка < А/2, то инженерная модель и численный

0

50

100 Х> С

расчет дают примерно одинаковые значения коэффициента п (расхождение менее 2,5 %); если А/2 < Е,с < А, расхождение составляет менее 10 %.

На сортовой МНЛЗ ЭСПЦ ОАО «Северсталь» количество поддерживающих роликов минимально и их влиянием на температуру поверхности слитка можно пренебречь. Слиток сечением 100x100 мм при скорости 5,5 м/мин находится в ЗВО в течение примерно 1,75 мин, поэтому слой окалины незначителен и вносит незначительную погрешность при измерении температуры поверхности слитка. Датчики температуры устанавливали в конце зон, чтобы исключить влияние разогрева поверхности слитка при переходе из одной зоны в другую.

Для измерения температуры поверхности заготовки 100x100 мм, разливаемой на сортовой МНЛЗ ЭСПЦ ОАО «Северсталь», использовали цветовые пирометры. Погрешность измерения температуры поверхности слитка в диапазоне температур 1000+1200 °С не превышает ± 25 °С. Пирометрическое оборудование устанавливалось в конце зон охлаждения на отметках г, технологической оси, указанных в табл. 1. Там же показаны усредненные значения температур ?„(;') в центре боковой грани заготовки 100x100, измеренные с помощью пирометра на 1-м ручье МНЛЗ, а также длины зон I, и расходы воды в, в зонах при скорости V = 5,5 м/мин.

Таблица 1. Экспериментальные данные.

№ зоны I II III IV V

2/, М 1,10 2,85 5,05 7,35 9,6

/,, м 0,45 1,8 2,2 2,3 2,3

б/, л/(мин) 250,5 435 277 121,5 121,5

ао, °с 1180 1100 1040 1010 990

При измерении температуры цветовыми пирометрами (в отличие от радиационных и яркостных) нет необходимости в освобождении поверхности слитка от влаги, поэтому, ухудшения теплоотдачи в месте установки пирометра в данном случае практически не происходит, и вводить соответствующую поправку на измеренную температуру не нужно.

Отклонение температуры 61„ от среднего значения, обусловленное периодическим расположением форсунок, по оценке не превышает 11 °С, что меньше погрешности измерения температуры пирометром.

При определения коэффициентов теплоотдачи в местах установки пирометров сс(г) по выражению (16) толщина оболочки определяется на основе математического моделирования процесса затвердевания слитка в MHJI3 на основе уравнений (1), (3)-(5) при последовательно уточняемых граничных условиях в ЗВО. Сначала задаются граничные условия 1-ого рода в виде (6). После того, как на основе (16) предварительно определены а(/), процесс затвердевания слитка в ЗВО рассчитывается при граничных условиях Ш-огорода (8).

Из выражения (16) следует, что относительная погрешность определения а данным методом рассчитывается по формуле:

Да/а = yj(An/n)2 +(А^С)2 +(д,п/(,с-,„))2 +(Лtj(tn-t,)f , (18)

где Да, Д^с, Дл, - абсолютные погрешности определения величин а, п, /„ Погрешность определения а, рассчитанная по (18), не превышает 8,5 %.

На рис. 7 в виде точек показаны полученные значения коэффициентов теплоотдачи а в отдельных зонах вторичного охлаждения сортовой МНЛЗ в зависимости от удельных расходов воды в этих зонах g.

а. Вт/(м2-°С)

600 •

Рис. 7. Зависимость a(g).

аппроксимирующая зависимость а(£) в виде сплошной линии, которая может быть описана выражением:

На рис. 7 показана также

0 20 40 60 80 г,м3/м2-ч

3,2

где [а] = Вт/(м2-°С); [&] = м3/(м2-ч). Если ^<1 м3/(м2-ч), то (19) можно заменить на выражение: а ^ 103 ■ £; При g> 20 м3/(м2-ч) а возрастает очень медленно,

стремясь к значению 765 Вт/(м2°С).

Исследование теплообмена в ЗВО сортовой МНЛЗ проводилось та^же методом теплового баланса. Средний коэффициент теплоотдачи в отдельных зонах ЗВО определялся по выражению

где </„(/') — средняя плотность теплового потока в / - ой зоне; 7Ы - средняя

температура поверхности слитка в / - ой зоне; I, - температура охлаждающей воды. Величина дп(0 определялась по формуле:

Яп (0 = хпар (/)) • Л?в + gi • хпар (/) • гпар,

где св = 4,19 кДж/(кг-°С); = Гсл, - (в - разность температур воды; /сл, -температура воды, сливающейся со слитка в / - ой зоне, °С; - расход воды в / - ой зоне, кг/с; gi - удельный расход воды в / - ой зоне, кг/(м2-с); хпар(/) = <5паР('У^вод(0 - доля выпара в /' - ой зоне; Опар(;) - выпар / - ой зоне, кг/с; С7В0Д(/) - расход охлаждающей воды в - ой зоне, кг/с; гпар = 2257 + 4,19 (100 - Гв) -теплота парообразования, кДж/кг.

В первых 3-х зонах ЗВО МНЛЗ коэффициент а стабилизируется, и выпар практически отсутствует, т.е. хпар(0 = 0, г= 1,2, 3. Весь выпар приходится на зоны № 4 и 5, где удельные расходы воды одинаковы, поэтому и долю выпара для них можно принять одинаковым. Доля выпара в зонах № 4 и 5 равна хпар = бпар/Овод, где Опар - расход пара, удаляемый из бункера ЗВО по паровоздуховоду; Оеод- суммарный расход воды в зонах № 4 и 5 на 6-ти ручьях. Экспериментально получено значение хпар = 0,057.

Температура воды, сливающейся со слитка в отдельных зонах, измерялась с помощью емкости для сбора воды, термопреобразователя ТСПТ 100П и вторичного прибора ИКСУ-2000.

Результаты исследования теплообмена в ЗВО при скорости разливк 5,45 м/мин представлены в табл. 2. На основе данных табл. 2 производилос математическое моделирование затвердевания квадратного слитка 100x100 мм

ЗВО МНЛЗ при граничных условиях И-ого рода (7). Средние температуры

поверхности слитка в зонах, рассчитывались численно по выражению:

' °

где ^ - площадь поверхности теплообмена в /'-ой зоне; /„(/') - температура поверхности слитка в /-ой зоне. По формуле (20) рассчитывались средние коэффициенты теплоотдачи в зонах вторичного охлаждения.

Таблица 2. Результаты экспериментальных исследований.

№ зоны м3/(м2-ч) Я, кг/(м2-с) <?„(/), кВт/м2

1 31 38,5 85,5 23,7 767,6

2 31 48,5 36,7 10,2 757,5

3 31 61 19,0 5,28 671,3

4 31 46 8,1 2,25 460,6

5 31 46 8,1 2,25 460,6

В результате исследования теплообмена в ЗВО методом теплового баланса получена зависимость ос(#), которую можно описать выражением

<х(£) = 783-£Д/55 + £2. (21)

Выражения (21) и (19) отличаются лишь коэффициентом пропорциональности (783 и 765), что объясняется погрешностью обоих методов определения теплоотдачи в ЗВО.

На основе зависимости (19) можно рассчитывать теплоотдачу в ЗВО сортовой МНЛЗ и на основе уравнений (1), (3)-(5), (8), (9) численно рассчитывать процесс затвердевания слитка в МНЛЗ. На рис. 8 показано изменение толщины от координаты технологической оси г, а на рис. 9 -изменение температуры от г, соответствующие середине грани заготовки при V = 5,5 и 6,6 м/мин.

На исследуемой сортовой МНЛЗ температура поверхности слитка в ЗВО находится на уровне, обеспечивающем необходимое качество слитка. При управлении охлаждением слитка в ЗВО достаточно ограничить величину g значением 20 м3/(м2-ч), чтобы сократить расходы электроэнергии и воды.

50 40 30 20 -10 ■ 0

5,5 м/мин

'6,6 м/мин

0 5 10 15 г.м

Рис. 8. Зависимость

с

1200 •

1000

5 10 15

Рис. 9. Зависимость tn{z).

На рис. 10 показана расчетная зависимость глубины (длины) жидкой фазы £ж от стационарной скорости разливки V в диапазоне 4,5+8 м/мин.

Рис. 10. Зависимость Ьж(у).

Из рис. 10 следует, что при увеличении скорости V от 5,5 до 8 м/мин (т.е. в 1,45 раза) длина жидкой V, м/мин фазы увеличивается от 15 до 24,5 м (т.е. в 1,63 раза). С увеличением V увеличивается доля времени, проведенного слитком на воздухе, где теплоотдача имеет низкие значения, поэтому ¿ж увеличивается быстрее, чем растет у.

При увеличении скорости разливки возникает опасность попадания жидкой фазы в зону газовой резки, что может привести к серьезной аварии. Введя в математическое обеспечение АСУ ТП МНЛЗ результаты исследования, можно моделировать процесс затвердевания заготовки в реальном времени, выбирая максимально возможную скорость вытягивания слитка. Как видно из рис. 10, скорость разливки на МНЛЗ можно увеличить до 7 м/мин т.к. в этом случае полное затвердевание происходит на отметке 20 м, а зона газовой резки находится на отметке 21 м технологической оси.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Установлена зависимость плотности теплового потока от слитка к кристаллизатору сортовой МНЛЗ во все моменты времени пребывания слитка в кристаллизаторе.

2. Разработана методика определения эффективного коэффициента теплопроводности в жидком ядре слитка квадратного сечения.

3. Разработана методика исследования теплоотдачи на поверхности слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ, основанная на измерении температуры поверхности слитка и математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

4. Разработана методика исследования теплообмена в ЗВО сортовой МНЛЗ на основе исследования теплового баланса отдельных секций ЗВО и математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

5. Установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой МНЛЗ.

6. На основе полученных зависимостей, определяющих теплообмен в кристаллизаторе и ЗВО сортовой МНЛЗ, произведен расчет процесса затвердевания слитка при различных скоростях разливки, в частности, получена зависимость глубины жидкой фазы от скорости разливки.

7. На основе полученных зависимостей коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды разработаны рекомендации по совершенствованию системы охлаждения слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ.

8. Разработана программа расчета затвердевания слитка квадратного сечения в сортовой МНЛЗ, позволяющая контролировать процесс затвердевания заготовки при текущих технологических параметрах разливки, которая может быть рекомендована для внедрения в АСУ ТП МНЛЗ.

-l

Основное содержание диссертации

отражено в следующих работах:

/ гу

Публикации в журналах рекомендованных ВАК:

1. Лукин, C.B. Исследование теплоотдачи в зоне вторичного охлаждения сортовой машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, В.В. Плашенков, М.А. Образцов, С.А. Зимин, А.П. Шалкин II Известия вузов. Черная металлургия. - 2009. - № 1. - С. 47 - 51.

2. Лукин, C.B. Контроль процесса теплоотдачи от сляба в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, Н.И. Шестаков, A.B. Зверев, С.А. Зимин // Известия вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 5. -С. 61-66.

Прочие публикации:

3. Лукин, C.B. Охлаждение слитка в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, A.B. Зверев, A.C. Зимин / Вестник ЧГУ. - Череповец: ЧТУ, 2007. - № 3. - С. 69-74.

4. Лукин C.B. Математическое моделирование теплообмена сляба с рабочей стенкой кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, П.В. Куликов, С.А. Зимин // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства: Материалы Междунар. науч.-техн. конф-Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2006. С. 98 - 100.

5. Лукин, C.B. Исследование теплообмена в кристаллизаторе сортовой машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, Г.Н. Шестаков, С.А. Зимин // Вестник ЧГУ. - 2008. - № 2. - С. 45 - 47.

6. Зимин С.А. Охлаждение сортовой заготовки в кристаллизаторе машины непрерывного литья // Сборник трудов участников VIII межвузовской конференции молодых ученых. ЧГУ. 2007. - С. 154 - 157.

7. Зимин С.А. Охлаждение сортовой заготовки в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья // Сборник трудов участников VIII межвузовской конференции молодых ученых. ЧГУ. - 2007. С. 157 - 159.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Роль процессов теплообмена при непрерывной разливке стали.

1.2. Математическое моделирование процесса затвердевания слитка.

1.3. Охлаждение и затвердевание слитка в кристаллизаторе.

1.4. Теплоотдача от слитка в зоне вторичного охлаждения.

1.5. Затвердевание слитка в МНЛЗ.

1.6. Выводы по главе.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ СЛИТКА В МНЛЗ.

2.1. Уравнение температурного поля слитка.

2.2. Геометрические и физические условия.

2.3. Начальные и граничные условия.

2.4. Сравнение затвердевания сляба и слитка квадратного сечения.

2.5. Выводы по главе.ч.

3. ТЕПЛООБМЕН СЛИТКА С КРИСТАЛЛИЗАТОРОМ.:.

3.1. Взаимосвязь средней и локальной плотности теплового потока.58*

3.2. Экспериментальное исследование теплообмена слитка с кристаллизатором сортовой МНЛЗ.

3.3. Аппроксимация плотности теплового потока от слитка к кристаллизатору.

3.4. Выводы по главе.

4. ОХЛАЖДЕНИЕ И ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СЛИТКА В ЗВО.

4.1. Взаимосвязь параметров охлаждения и затвердевания слитка.

4.2. Измерение температуры поверхности слитка в ЗВО.

4.3. Определение теплоотдачи в ЗВО на основе измерений температуры поверхности слитка.

4.4. Определение теплоотдачи в ЗВО методом теплового баланса.

4.5. Затвердевание сортового слитка в MHJI3.

4.6. Выводы по главе.

Актуальность работы. Во всем мире особое место уделяют совершенствованию процесса1 непрерывной разливки и увеличению количества

- ' ' 4 ' • стали, производимой на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Организация: охлаждения слитка в кристаллизаторе; изоне вторичного охлаждения (ЗВО) МНЛЗ во многом влияет на затвердевание слитка и на производительность МНЛЗ! Процесс затвердевания; слитка в настоящее время; рассчитывается численно на основе квазиравновесной модели затвердевания; однако в этой8 модели нужно корректно задавать условия теплообмена на поверхности слитка в кристаллизаторе и ЗВО, и учитывать конвективный теплообмен в жидком ядре слитка.

При разливке слитков квадратного сечения 100x100 на сортовой МНЛЗ ЧерМК ОАО «Северсталь» скорость вытягивания заготовки достигает 6,5 м/мин и даже выше. При таких скоростях экспериментальные исследования теплообмена слитка с кристаллизатором; практически не проводились. Отсутствуют зависимости, определяющие теплообмен заготовки с рабочей стенкой кристаллизатора во все моменты пребывания слитка в кристаллизаторе.

В ЗВО сортовой МНЛЗ установлены водяные форсунки и удельный расход воды на поверхность слитка в первой? зоне после, кристаллизатора достигает 85 м3/(м2-ч) и, выше. При таких удельных расходах . теплоотдача при форсуночном водяном; охлаждении в промышленных условиях не исследовалась. Отсутствуют зависимости, позволяющие определять теплоотдачу в зависимости от удельного-расхода воды в условиях сортовой МНЛЗ:

В связи с отсутствием зависимостей,: отражающих теплообмен на поверхности . слитка в кристаллизаторе и ЗВО сортовой МНЛЗ* не представляется? возможным точный расчет процесса затвердевания слитка, в частности, определение глубины жидкой фазы при различных скоростях разливки. 4

Вопросы, связанные с охлаждением и затвердеванием слитка при непрерывной разливке стали, рассмотрены в трудах А.Д. Акименко, Д.П. Евтеева, Е.М. Китаева, В.М. Нисковских, В.И. Дождикова, В.А. Емельянова, В.М. Паршина, B.C. Рутеса, М.Я. Бровмана, М.С. Бойченко, А.В. Третьякова, Ю.А. Самойловича, Н.И. Шестакова, JI.C. Рудого, Б.И. Краснова, В.А. Карлика, Д.А. Дюдкина, О.В. Носоченко, А.А. Целикова, Г.П. Иванцова, А.И. Вейника, В.А. Ефимова, Р.Т. Сладкоштеева, Б.Т. Борисова, В.А. Журавлева, А.И. Цаплина, З.К. Кабакова, А.И. Манохина JI.H. Сорокина, В.И. Лебедева, А.Н. Шичкова, A.JI. Кузьминова, Ю.А. Калягина, Н.В., Н.В. Телина и др.

Несмотря на большое количество проведенных исследований и сделанных на их основе разработок, процессы теплообмена в сортовых MHJI3, где применяются высокие скорости разливки и большие удельные расходы воды, в настоящее время практически не исследованы, что сдерживает развитие и совершенствование технологии непрерывной разливки.

Цель работы - исследование процессов теплообмена на поверхности затвердевающего слитка в кристаллизаторе и ЗВО сортовой MHJI3 с целью контроля процесса затвердевания слитка в MHJI3.

Методы исследования. Работа' выполнялась на основе численных и экспериментальных методов. С применением численных методов исследовалось затвердевание слитка в MHJT3; экспериментальными методами исследовались теплообмен слитка с кристаллизатором и теплоотдача в ЗВО криволинейной сортовой MHJ13. Научная новизна работы.

1. Установлена зависимость плотности теплового потока от слитка к кристаллизатору сортовой MHJI3 во все моменты времени пребывания слитка в кристаллизаторе.

2. Разработана методика определения эффективного коэффициента теплопроводности в жидком ядре слитка квадратного сечения.

3. Разработана методика исследования теплоотдачи на поверхности слитка в ЗВО сортовой MHJI3, основанная на измерении температуры поверхности слитка и математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

4. Разработана методика исследования теплообмена в ЗВО сортовой MHJI3 на основе исследования теплового баланса отдельных секций ЗВО и математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

5. Установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой MHJI3.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. На основе полученных зависимостей, определяющих теплообмен в кристаллизаторе и ЗВО сортовой MHJI3, произведен расчет процесса затвердевания слитка при различных скоростях разливки, в частности, получена зависимость глубины жидкой фазы от скорости разливки.

2. На основе полученных зависимостей коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды разработаны рекомендации по совершенствованию системы охлаждения слитка в ЗВО сортовой MHJI3.

3. Разработана программа расчета затвердевания слитка квадратного сечения в сортовой MHJI3, позволяющая контролировать процесс затвердевания заготовки при текущих технологических параметрах разливки, которая может быть рекомендована для внедрения в АСУ ТП MHJI3.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы организациями, занимающимися проектированием и разработкой технологических режимов непрерывной разливки стали и модернизацией оборудования MHJ13, а также могут быть рекомендованы к внедрению в электросталеплавильном цехе ОАО «Северсталь» при совершенствовании системы охлаждения слитка в ЗВО сортовой MHJI3.

Апробация работы. Основные разделы работы докладывались на кафедрах «Машины и агрегаты металлургического производства» и

Промышленной теплоэнергетики» Череповецкого государственного университета, на 5-й Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, 2006), на VIII межвузовской конференции молодых ученых (ЧТУ, Череповец, 2007).

Публикации. Основные материалы диссертации изложены в 6 работах (из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК по специальности 05.02.13).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы 132 страниц машинописного текста, включает в себя 46 рисунка, 5 таблиц, список литературы, состоящий из 140 наименований.

4.6. Выводы по главе

1. Разработана методика определения теплоотдачи на поверхности слитка в ЗВО на основе измерений температуры поверхности слитка в зонах.

2. Даны рекомендации по установке пирометра для контроля за температурой поверхности слитка в ЗВО; проведен анализ влияния обдува визира пирометра на локальное изменение коэффициента теплоотдачи.

3. Проведено измерение температуры поверхности заготовки в ЗВО сортовой МНЛЗ и на основе математического моделирования процесса затвердевания определена зависимость среднего коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды.

4. Методом теплового баланса, включающем измерение температур воды, сливающейся со слитка в отдельных зонах, и температуры и расхода паровоздушной смеси, удаляемой из бункера ЗВО, и методом математического моделирования процесса затвердевания определена теплоотдача в ЗВО сортовой МНЛЗ и получена зависимость среднего коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды.

5. Проведено математическое моделирование затвердевания сортовой заготовки 100x100 при различных стационарных скоростях разливки.

6. Даны рекомендации по снижению удельных расходов воды в первых двух

3 2 зонах ЗВО до значения 20 м /(м -ч).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной диссертационной работе сделано следующее.

1. Установлена зависимость плотности теплового потока от слитка к кристаллизатору сортовой МНЛЗ во все моменты времени пребывания слитка в кристаллизаторе.

2. Разработана методика определения эффективного коэффициента теплопроводности в жидком ядре слитка квадратного сечения.

3. Разработана методика исследования теплоотдачи на поверхности слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ, основанная на измерении температуры поверхности слитка и математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

4. Разработана методика исследования теплообмена в ЗВО сортовой МНЛЗ на основе исследования теплового баланса отдельных секций ЗВО и математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

5. Установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой МНЛЗ.

6. На основе полученных зависимостей, определяющих теплообмен в кристаллизаторе и ЗВО сортовой МНЛЗ, произведен ■ расчет процесса затвердевания слитка при различных скоростях разливки, в частности, получена зависимость глубины жидкой фазы от скорости разливки.

7. На основе полученных зависимостей коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды разработаны рекомендации по совершенствованию системы охлаждения слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ.

8. Разработана программа расчета затвердевания слитка квадратного сечения в сортовой МНЛЗ, позволяющая контролировать процесс затвердевания заготовки при текущих технологических параметрах разливки, которая может быть рекомендована для внедрения в АСУ ТП МНЛЗ.

1. Абрамова, Н.Б. Состояние непрерывной разливки стали в России и конкурентоспособность материала для кристаллизаторов Текст. / Н.Б. Абрамова, Ф.К. Ермохин // Инструм. и технол. 2001. - № 5-6. - С. 135-138.

2. Автоматическое управление режимом охлаждения непрерывнолитой заготовки на МНЛЗ Текст. / А.А. Иванов, B.C. Капитанов и др. // Черная металлургия: Бюл. НТИ. М.: Черметинформация, 1982. - № 11. - С. 46-48.

3. Акименко, А.Д. Тепловой расчет машин непрерывного литья стальных заготовок Текст. / А.Д. Акименко, Е.М. Китаев и др. Горький, 1979. - 86 с.

4. А. с. 973226 СССР, МКИ В 22 D 11/16. Способ автоматического управления режимом работы установки непрерывной разливки стали Текст. / Краснов Б .И. и др. -№ 3292024/22-02; заявл. 20.05.81; опубл. 1982, Бюл. № 42. С. 33.

5. Бегань, Б. Определение кинетики затвердевания и глубины жидкой лунки при непрерывной разливке стали Текст. / Б.Бегань // Известия вузов. Черная металлургия. 1994. - № 11.-С. 15.-17.

6. Бенуа, П. Охлаждение слябов или сортовых заготовок водой, распыляемой струёй сжатого воздуха Текст. / П. Бенуа, Ф. Пито // Непрерывное литьё стали: Материалы международной конференции. Лондон, 1977: пер. с англ. М.: Металлургия, 1982.-С. 157-164.

7. Бережанский, В А. Математическая модель процесса кристаллизации и затвердевания непрерывного слитка Текст. / В.А. Бережанский, В.И. Дождиков pi др. / Известия вузов. Черная металлургия. 1987. — № 10. - С. 139.

8. Блочное водовоздушное охлаждение слябов при непрерывной разливке стали Текст. / В.П. Землянский, Б.А. Короткое, И.А. Добродон и др. // Сталь. 1987. - № 9. - С. 33-34.

9. Борисов, В.Т. Квазиравновесная теория двухфазной зоны и ее применение к затвердеванию сплавов Текст. / В.Т. Борисов, В.В. Виноградов, PI.Л. Тяжельни-кова // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. — № 5. - С. 127-134.

10. Борисов, B.T. Теория двухфазной зоны металлического слитка Текст. / В.Т. Борисов. М.: Металлургия. - 1987. - 224 с.

11. Боришанский, В.М. Жидкометаллические теплоносители Текст. / В.М. Бори-шанский, С.С. Кутателадзе и др. М.: Атомиздат, 1976. - 328 с.

12. Бровман, М.Я. Текст. / М.Я. Бровман, Е.В. Сурин, С.А. Крулевецкий // Сталь. 1965, № 1.-С. 31-32.

13. Влияние потока жидкой фазы на макросегрегацию в стальном слитке Текст. / Такахаси Т., Исикова К., Кудоу М. // Sheffield International Conference on Solidification and Casting, Sheffield, 1977, Proceedings. Y.2. - P. 1021-1030.

14. Водоводушное охлаждение заготовок на МНЛЗ металлургического комбината «Азовсталь» Текст. / Я.А. Шнееров, B.C. Есаулов, В.А. Николаев и др. // Сталь. 1986.-№ 7. - С. 28-30.

15. Водовоздушное охлаждение металла на МНЛЗ Текст. / В.М. Паршин, Б.А. Ко-ротков, В.П. Землянский и др. // Сталь. 1989. - № 1. - С. 37-38.

16. Габелая Д.И. Исследование тепловых процессов при формировании стальных слябовых заготовок и совершенствование стационарных и переходных режимов их непрерывного литья Текст. / Д.И. Габелая // Автореф. . канд. техн. наук. -Череповец: ЧТУ, 2002. 16 с.

17. Самойлович, Ю.А. Текст. / Ю.А. Самойлович и др. // Горение, теплообмен и нагрев металла: Сб. науч. тр. -М.: ВНИИМТ, 1973. -№ 24.- С. 100-113.

18. Гуляев, Б.Б. Теория литейных процессов Текст. / Б.Б. Гуляев. Л.: Машиностроение, 1976. - 214 с.

19. Дерябина, Г.Н. Измерение соотношения жидкой и твердой фаз непрерывного слитка Текст. / Г.Н. Дерябина, А.Г. Рипп // Дефектоскопия. 1980. - № 10. -С.20-28.

20. Динамическая модель системы охлаждения вторичной зоны для машины непрерывного литья заготовок Текст. / М. Яухола, Э. Кивеля, Ю. Коннтинен и др. //Сталь.- 1995.- №2.-С. 25-29.

21. Динамическая система вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок Текст. / Е.П. Парфенов, А.А. Смирнов, А.В. Кошкин и др. // Металлург. 1999. -№ 11.-С. 53-54.

22. Дождиков, В.И. Совершенствование непрерывной разливки стали Текст. / В.И. Дождиков, В.П. Фарафонов, А.П. Гиря // сб. научных трудов. — Киев: ИПЛ АН УССР, 1985.-С. 107-110.

23. Дождиков, В.И. Экспериментальное исследование теплопередачи в кристаллизаторе вертикальной МНЛЗ Текст. / В.И. Дождиков, В.И. Хохлов // Непрерывное литье стали. М.: Металлургия, 1981. - № 7. - С. 83-85.

24. Дубовенко, И.П. Природа структурной неоднородности непрерывного слитка Текст. / И.П. Дубовенко, М.О. Мартынова, О.В. Чипурина // Известия вузов. Черная металлургия. 1981. - № 5. - С. 45^48.

25. Евтеев, Д.П. Непрерывное литье стали Текст. / Д.П. Евтеев, И.Н. Колы-балов. М.: Металлургия, 1984. - 197 с.

26. Емельянов, В.А. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок Текст. / В.А. Емельянов. М.: Металлургия, 1988. - 143 с.

27. Есаулов, B.C. Моделирование процесса теплообмена при водовоздушном охлаждении непрерывнолитой заготовки Текст. / B.C. Есаулов, А.И. Сопочкин, и др./ Известия вузов. Черная металлургия. 1990. - № 8. - С. 82-85.

28. Ефремов, П.Е. Определение эффективного контакта и площади прилипания между поверхностью слитка и стенкой кристаллизатора Текст. / П.Е. Ефремов, B.C. Рутес // Изв. вузов. Черная металлургия. 1974. - № 12. - С. 28-32. •

29. Журавлев, В.А. Теплофизика формирования непрерывного слитка Текст. / В.А. Журавлев, Е.Л. Китаев. -М.: Металлургия, 1974. 216 с.

30. Завгородний, П.Ф., Численное исследование влияния термогравитационной конвекции на распределение примеси в затвердевающем слитке Текст. / П.Ф.

31. Завгородний, В.Ф. Недопекин В.Ф., Повх И.Л. и др. // Известия АН СССР. Металлы. 1977. - № 5. - С. 128.

32. Заявка 54-20923 Япония, НКИ 11 В 091. Способ и устройство для определения толщины затвердевшей корочки заготовки в УНРС Текст. / Асоми Эйцзи. № 52-85779; заявл. 18.07.77; опубл. 16.02.79.

33. Имитация управления вторичным охлаждением слитков, получаемых непрерывным литьем Текст. / З.К. Кабаков, Ю.А. Самойлович / Разработка и эксплуатация эффективных систем и средств автоматизации сталеплавильного производства. Киев, 1982. - С. 141-149.

34. Исаченко, В.П. Струйное охлаждение Текст. / В.П. Исаченко, В.И. Кушнырев. -М.: Энергоатомиздат, 1984. -216 с.

35. Исследование зоны контакта слитка и стенки кристаллизатора МНЛЗ Текст. / В.М. Паршин, В.И. Дождиков, В.Е. Бережанский, И.И. Шейнфельд // Сталь. -1987,-№9.-С. 26-28.

36. Исследование метода и устройства автоматического контроля толщины корочки слитка на МНЛЗ Текст. / О.В. Носоченко, Г.Н. Дерябина, З.В. Оверченко и др. // Металлург, и горнорудн. пром-ть. 1980. - № 2. - С. 55-56.

37. Исследование непрерывной разливки стали Текст. / Под ред. Дж. Б. Лина; пер. с англ. М.: Металлургия, 1982. - 200 с.

38. Исследование параметров водовоздушного вторичного охлаждения Текст. / М.П. Овчаренко, С.Д. Разумов, В.И. Лебедев, Д.П. Евтеев // Сталь. 1986. -№1.-С. 27-29.

39. Исследование процесса теплообмена в кристаллизаторе МНЛЗ Текст. / А.П. Гиря, Л.И. Урбанович, О.Н. Ермаков, В.И. Пестов // Повышение эффективности процесса непрерывного литья стали М., 1983. - С. 4-7.

40. Исследование процесса теплообмена при взаимодействии водовоздушного потока с поверхностью непрерывнолитого слитка Текст. / В.Я. Губарев, Е.А. Мо-син и др. //Изв. вузов. Черная металлургия. 1990. -№ 12. - С. 12-14.

41. Исследование способов управления охлаждением непрерывного слитка с помощью математической модели Текст. / В.И. Дождиков, В.А. Емельянов, Д.П. Евтеев и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1984. — № 4. - С. 113-116.

42. Исследование тепловой гравитационной конвекции и ее влияние на процессы тепломассопереноса в затвердевающем расплаве Текст. / И.Л. Повх, П.Ф. Зав-городний, Ф.В. Недопекин // Теплофизика высоких температур. — 1978. -Т. 16. — №6.-С.1250-1257.N

43. Исследование тепловой работы кристаллизатора методом посекционного кало-риметрирования, Текст. / Д.П. Евтеев, В.А. Горяинов, Е.И. Ермолаева и др. // Непрерывное литье стали. М.: Металлургия, 1979. - № 6 - С. 33-37.

44. Исследование теплообмена в условиях охлаждения поверхности диспергированной водой Текст. / А.Р. Переселков, А.Л. Каневский, Ш.Ц. Цзян и др. II Изв. вузов. Черная металлургия. 1983. - № 11. - С. 146-150.

45. Исследование теплообмена при водяном форсуночном охлаждении высоконагретых поверхностей металла Текст. / Л.И. Урбанович, В.А. Горяинов и др. // Инж,- физ. журн. 1980. -Т. XXXIX, № 2. -С. 315-322.

46. Исследование теплоотдачи в зоне вторичного охлаждения УНРС Текст. / А.Д. Акименко, Л.Б. Казанович, А.А. Скворцов, Б.И. Слуцкий // Изв. вузов. Чёрная металлургия. 1972. - № 6. - С. 167-170.

47. Калягин, Ю.А. Тепловые процессы в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок Текст. / Ю.А. Калягин, С.В. Сорокин, Н.И. Шестаков. — Череповец: ЧТУ, 2004. 293 с.

48. Камаев, Ю.П. Текст. / Ю.П. Камаев, Н.В. Хлопкова, А.И. Пугин // В кн.: Расчет и моделирование тепловых процессов. Куйбышев: Книжное изд-во, 1976. -С. 128-131.

49. Кириллин, В.А. Техническая термодинамика: Учебник для вузов Текст. / В.А. Кириллин, В.В. Сычев и др. -М.; Энергоатомиздат, 1983. 416 с.

50. Китаев, Е.М. Затвердевание стальных слитков Текст. / Е.М. Китаев. -М.: Металлургия, 1982. -168 с.

51. Колпаков, С.В. Текст. / С.В. Колпаков, Д.П. Евтеев, В.И. Уманец и др. // Непрерывная разливка стали: сб. № 4. — М.: Металлургия, 1977. С. 58-64.

52. Комбинированная система охлаждения непрерывнолитых слитков Текст. / О.Н. Ермаков, В.И. Лебедев и др. // Сталь. 1985. - № 4. - С. 33-35.

53. Комплексное определение гидравлических и теплотехнических параметров во-довоздушного охлаждения непрерывнолитых слитков Текст. / О.Н. Ермаков, В.И. Лебедев, Д.П. Евтеев и др. // Сталь. 1987. - № 6. - С. 24-27.

54. Краснов, Б.И. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали Текст. / Б.И. Краснов. -М.: Металлургия, 1975. 312 с. '

55. Краснов, Б.И. Оптимизация режима кристаллизации слитка на машинах непрерывного литья заготовок Текст. / Б.И. Краснов, Д.П. Евтеев // Сталь. 1974. -№ Ю.-С. 89-90.

56. К расчету затвердевания стального слитка Текст. / Ю.А. Самойлович, А.И. Цаплин, В.А. Горяинов и др. // Прочност. И гидравл. Характ. Машин и констр. -Пермь, 1973.-С. 147-152.

57. Кристаллизация и неоднородность стали Текст. / Н.И. Хворинов Н.И. М.: Машгиз.- 1958.-382 с.

58. Кристаллизация слитка в электромагнитном поле Текст. / Ю.А. Самойлович. -М.: Металлургия, 1986. 186 с.

59. Кузьминов, А.Л. Расчёт и диагностика процессов и оборудования непрерывной разливки стали Текст. /А.Л. Кузьминов. Череповец: ЧТУ, 1999. - 191 с.

60. Кутателадзе,С.С.Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие Текст. /С.С. Кутателадзе. —М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.

61. Лабейш, В.Г. Жидкостное охлаждение высокотемпературного металла Текст. / В.Г. Лабейш. Л.: ЛГУ, 1983. - 172 с.

62. Лукин, С.В. Охлаждение слитка в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок Текст. / С.В. Лукин, А.В. Зверев, А.С. Зимин / Вестник ЧТУ. Череповец: ЧТУ, 2007.- № 3. - С. 69-74.

63. Лукин, С.В. Контроль процесса теплоотдачи от сляба в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок Текст./ С.В. Лукин, Н.И. Шестаков, А.В. Зверев, А.С. Зимин //Известия вузов. Черная металлургия. -2007-№5.- С. 61-66.

64. Лукин, С.В. Исследование теплообмена в кристаллизаторе сортовой машины непрерывного литья заготовок Текст./ С.В. Лукин, Г.Н. Шестаков, С.А. Зимин // Вестник ЧТУ. 2008. - № 2. - С. 45 - 47.

65. Зимин С.А. Охлаждение сортовой заготовки в кристаллизаторе машины непрерывного литья Текст./ С.А. Зимин // Сборник трудов участников VIII межвузовской конференции молодых ученых. ЧТУ. 2007. С. 154 - 157.

66. Зимин С.А. Охлаждение сортовой заготовки в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья Текст./ С.А. Зимин // Сборник трудов участников VIII межвузовской конференции молодых ученых. ЧТУ. 2007. С. 157 - 159.

67. Лыков, А.В. Тепломассообмен: Справочник Текст.-М.: Энергия, 1978.-480 с.

68. Любов, Б.Я. Теория кристаллизации в больших объемах Текст. / Б.Я. Любов. -М: Наука, 1975.-256 с.

69. Математическое моделирование затвердевания непрерывного слитка при переходных режимах Текст. / Л.И. Урбанович, В.А. Горяинов и др. // Непрерывное литье стали. М.: Металлургия, 1978. - Вып. 5. - С. 5-9.

70. Машины непрерывного литья слябовых заготовок Текст. / В.М. Нисковских, С.Е. Карлинский, А.Д. Беренов. М.: Металлургия. - 1991. - 272 с.

71. Мирсалимов, В.М. Напряженное состояние и качество непрерывного слитка Текст. / В.М. Мирсалимов, В.А. Емельянов. М.: Металлургия. - 1990. - 151 с.

72. Моделирование способов подвода металла в кристаллизатор УНРС / Е.И. Астров, Г.Е. Тагунов, И.Н. Хрыкин и др. // В кн.: Непрерывная разливка стали-М.: Металлургия. 1974. - № 2. - С. 105-110.

73. Наладка и регулирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха: Справочное пособие Текст. / под ред. Журавлева Б.А. М.: Стройиздат, 1980. -234 с.

74. Непрерывная разливка стали на радиальных установках Текст. / В.Т. Сладко-штеев, Р.В. Потанин и др. М.: Металлургия, 1974. - 286 с.

75. Непрерывный контроль толщины корки слитка в кристаллизаторе УНРС Текст. / Л.И. Сорокин, С.И. Жуковский и др.// Сталь, 1974, № 2. с. 24-25.

76. Ноздрин, А.А. Математическая модель тепловой работы кристаллизатора УНРС с учетом шлаковой прослойки Текст. / А.А. Ноздрин, А.В. Павлов, В.А. Григорян // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. — № 5. - С. 77.

77. О влиянии непосредственного контакта на теплопередачу в установках непрерывной разливки стали / А.Д. Акименко, А.А. Скворцов // в сб.: Проблемы стального слитка, № 3. М.: Металлургия, 1969. - С. 338-341.

78. Определение количества теплоты, уносимой из бункера МНЛЗ Текст. / А.В. Зверев, А.Г. Поверин, С.В. Лукин // Вузовская наука региону: Материалы V науч.-техн. конф. Вологда: ВГТУ, 2007. - Т.1 - С. 39-41.

79. Определение толщины корки слитка в кристаллизаторе МНЛЗ Текст. / В.И. Дождиков, В.Е. Бережанский и др. // Сталь. 1987. - № 9. - С. 37-39.

80. Определение управляющей зависимости при водовоздушном охлаждении в ЗВО МНЛЗ Текст. / А.Г. Поверин, А.П. Зверев, С.В. Лукин // Вузовская наука региону: Материалы V науч.-техн. конф. - Вологда: ВГТУ, 2007. — Т.1 — С. 85-88.

81. Оптимизация процесса непрерывной разливки стали путем улучшения теплопередачи в кристаллизаторе Текст. / A.M. Поживанов, В.И. Дождиков, В.М. Кукарцев и др. // Сталь. 1986. - № 1. - С. 20-22.

82. Оптимизация режима вторичного охлаждения, непрерывнолитых слябов Текст. / А.А. Смирнов, В.М. Паршин, Е.П. Парфенов и др. // Сталь. 1995. -№ 12.-С. 30-31.

83. Остроумов, Г.А. Свободная конвекция в условиях внутренней задачи Текст. / Г.А. Осроумов. -М.; Л.: Гостехиздат, 1952. 256 с.

84. Пат. 52—101360 Япония. Способ регулирования охлаждения заготовки в установке непрерывной разливки Текст. / Ямадзаки Дзюндзиро, Нодзаки Ну. № 54-35125; заявл. 23.08.77; опубл. 15.03.79.

85. Пат. 52-1776 Япония. Способ и устройство вторичного охлаждения в установках непрерывной разливки Текст. / Такахаси Икуо, Таканака Масаки. № 53102833; заявл. 22.02.77; опубл. 07.09.78.

86. Повышение качества непрерывного слитка при перемешивании стали в кристаллизаторе Текст. / Самойлович Ю.А., Шмидт П.Г., Кошман B.C., Онищук Л.К., Менаджиев Т.ЯЛ Сталь. 1980. - № 3. - С.191-193.

87. Радиоизотопный метод и устройство для измерений толщины формирующейся корочки заготовки при отливе на УНРС Текст. / О.В. Носоченко, Г.Н. Дерябина и др. // Заводская лаборатория. 1979. - Т. 45, № 2. - С. 177-179.

88. Разработка и внедрение системы водовоздушного охлаждения слябов на криволинейных УНРС Текст. / М.П. Овчаренко и др. // Теплофизические процессы при непрерывной разливке и прокатке листов: Межвуз. сб. Л.: СЗПИ, 1987-С. 34-36.

89. Разработка рационального режима вторичного охлаждения непрерывно литых слябов Текст. / A.M. Столяров, В.Н. Селиванов, Б.А. Буданов, С.С. Масальский // Изв. вузов. Черная металлургия. 2004. - № 2. - С. 55-57.

90. Реш, В. Текст. / В. Реш, Д. Ноле, Г. Бехер // Черные металлы. Пер. с нем., 1976, №9.-С. 10-16.

91. Ривкин, С.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара (справочник) Текст. / С.А. Ривкин и др. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 79 с.

92. Рудой JI.C. Вопросы формирования стальных заготовок, выбора параметров машин для их литья и скорости непрерывной разливки Текст. / JT.C. Рудой// Автореф. . докт. техн. наук. Днепропетровск, 1979. - 48 с.

93. Рудой, JI.C. К вопросу о формировании и поведении непрерывного стального слитка в кристаллизаторе Текст. / J1.C. Рудой // Изв. вузов. Черная металлургия.-1962.-№ 2.-С. 51-55.

94. Рудой, JI.C. Моделирование на ЭВМ затвердевания и разнотолщинности корки слитка в кристаллизаторе Текст. / JI.C. Рудой // Известия вузов. Черная металлургия. 1974. - № 4. - С. 144-148.

95. Самарский, А.А. Вычислительная теплопередача Текст. /А.А. Самарский, П.Н. Вабищев. -М.: Едиториал УРСС, 2003. 784 с.

96. Самойлович, Ю.А. Математическое моделирование тепловых и гидродинамических явлений процесса затвердевания непрерывного слитка Текст. / Ю.А. Самойлович, А.Н. Ясницкий, З.К. Кабаков // Известия АН СССР. Металлы. -1982.-№2.-С. 62-68.

97. Самойлович, Ю.А. Системный анализ кристаллизации слитка Текст. / Ю.А. Самойлович. Киев: Наукова думка, 1983. - 248 с.

98. Самойлович, Ю.А. Формирование слитка Текст. / Ю.А. Самойлович. М.: Металлургия, 1977.-е. 160.

99. Скворцов, А.А. Теплопередача и затвердевание стали в установках непрерывной разливки Текст. / А.А. Скворцов, А.Д. Акименко. -М.: Металлургия, 1966. 190 с.

100. Смирнов, А.Н. Процессы непрерывной разливки Текст. / А.Н. Смиронов, B.JI. Пилушенко, А.А. Минаев и др. Донецк: ДонНТУ, 2002. - 536 с.

101. Соболев, В.В. Гидродинамические процессы при непрерывной разливке стали Текст. / В.В. Соболев // Сталь. 1980. - № 4. - С. 289-291.

102. Соболев, В.В. Оптимизация тепловых режимов затвердевания расплавов / В.В. Соболев, П.М. Трефилов. — Красноярск.: Изд-во Красноярского ун-та, 1986.-154 с.

103. Совершенствование охлаждения непрерывной заготовки / А.В. Куклев, В.В. Тиняков, Ю.М. Айзин и др Текст. // Сталь. 1998. - № 8. - С. 20-21.

104. Современные технологии разливки и кристаллизации сплавов Текст. / В.А. Ефимов, А.С. Эльдарханов. М.: Машиностроение, 1998. - 360 с.

105. Сопряженная задача теплообмена, гидродинамики и затвердевания Текст. / Ю.А. Самойлович, JI.H. Ясницкий // Инж.-физ. журн. 1981. - Т. 41. - № 6. - С. 1109-1118.

106. Способ измерения толщины затвердевшей корочки по раздутию слитка Текст. / Ясумото Нао, Томоно Хироси, Ура Сатору и др. // Tetsu to hagane / J. Iron and Steel. Inst. Jap. 1979. - 65, № 4. - P. 168.

107. Строение непрерывного слитка кипящей стали Текст. / Ицкович Г.М. ГанкинВ.Б. //Сталь, 1961,-№6. -С. 505-514.

108. Телин, Н.В. Тепло- и массообмен при обжатии сляба с жидкой фазой Текст./ Н.В. Телин. Череповец.: ГОУ ВПО ЧТУ, 2004. - 130 с.

109. Тепловой баланс зоны вторичного охлаждения МНЛЗ Текст. / А.В. Зверев, А.Г. Поверин, С.В. Лукин // Вузовская наука региону: Материалы V науч.-техн. конф. - Вологда: ВГТУ, 2007. - Т. 1. - С. 36-39.

110. Тепловые процессы при непрерывном литье стали Текст. / Ю.А. Самойлович, С.А. Крулевецкий, В.А. Горяинов, З.К. Кабаков М.: Металлургия, 1982. -152 с.

111. Тепло- и маесообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник Текст. / Е.В. Аметистов, А.В. Григорьев, Б.Т. Емцев и др.; под общ. ред. B.C. Григорьева и В .М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. - 512 с.

112. Теплообмен в зоне вторичного охлаждения криволинейных МНЛЗ Текст. / Ю.А. Самойлович, С.В. Колпаков, З.К. Кабаков и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1980. -№ 3. - С. 53-56.

113. И7.Теплоотвод в кристаллизаторе МНЛЗ при переменной скорости вытягивания Текст. / В.И. Дождиков, В.А. Емельянов, Д.П. Евтеев, В.А. Карлик // Известия вузов. Чёрная металлургия. 1984. — № 4. - С. 104-106.

114. Третьяков, А.Ф. Механические свойства сталей и сплавов при пластическом деформировании Текст. / А.Ф. Третьяков, Г.К. Трофимов, М.К. Гурьянова. -М.: Машиностроение, 1971. 63 с.

115. Улучшение техники контроля вторичного охлаждения при непрерывной разливке Текст. / Иида Йосихару, Кодана Масанорм, Судзуки Ясихару и др. // Tetsu to hagane / J. Iron and Steel. Inst. Jap. 1978. - 64, № 11. - P. 203.

116. Управление вторичным охлаждением сляба на машине непрерывного литья заготовок Текст. / A.M. Ламухин, С.В. Лукин, Ю.А. Калягин и др. // Сталь. -2003, № 4. С. 24-25.

117. Управление с помощью ЭВМ вторичным охлаждением слитка на МНЛЗ Текст. / Е.Н. Манаенко, B.C. Капитанов, А.А. Иванов и др. // Сталь. 1983. -№ 12.-С. 31-33.

118. Физико-химические и теплофизические особенности непрерывной разливки под шлаком Текст./ Клипов А.Д., Колпаков А.И., Чигринов М.Г., Баллад Э.Р. // Сталь. 1972.-№2. -С. 124-128.

119. Флейшер, А.Г. Исследование методом математического моделирования процесса перемешивания металла в ковше по ходу выпуска Текст. / А.Г. Флейшер,

120. Д.Я. Поволоцкий, Л.И. Мирновский и др. / Известия вузов. Черная металлургия. 1989. - № 12. - С. 126-129.

121. Форсуночное охлаждение высоконагретых поверхностей металла при высоких давлениях воды Текст. / Л.И. Урбанович, В.А. Горяинов и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1981. — № 3. - С. 156-160.

122. Цаплин, А.И. Теплофизика внешних воздействий при кристаллизации стальных слитков на машинах непрерывного литья Текст. / А.И. Цаплин. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1995. - 238 с.

123. Шестаков, Н.И. Расчет толщины твердой фазы слитка на выходе из кристаллизатора Текст. / Н.И. Шестаков, А.Н. Шичков // Изв. вузов. Черная металлургия. 1982. - № 1. - С. 125-127.

124. Шестаков, Н.И. Тепловые процессы при непрерывной разливке стали Текст. / Н.И. Шестаков. -М.: Черметинформация, 1992. 268 с.

125. Шмидт, П.Г. Влияние механического перемещения жидкой стали на процесс кристаллизации непрерывного слитка Текст. / П.Г. Шмидт // Известия вузов. Черная металлургия. 1974. - № 4. - С. 35-38.

126. Экспериментальное исследование гидродинамики и теплообмена при форсуночном охлаждении непрерывного стального слитка Текст. / Л.И. Урбанович, В.А. Горяинов, В.В. Севостьянов и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. -1980.-№9.-С. 145-149.

127. Энергосиловые параметры заготовок непрерывной разливки стали Текст. / Бровман М.Я., Сурин Е.В и др. М.: Металлургия, 1969. - 282 с.

128. Birat J.P. Innovation in steel continuous casting: past, present and future Текст. //Rev. met. (France).-1999.-96, N11.-P. 1389-1399.

129. Flow and temperature fields in slab continuous casting molds. Zhang Yin, Cao Liguo, He Youduo, Li Shigi, Shen Yishen Текст. // J. Univ. Sci. And Technol. Beijing. -2000. V. 7. -№ 2. P. 103-106.

130. Machingawuta N.C., Bagha S., Grieveson P. Heat transfer simulation for continuous casting Текст. // 74-th Steelmaking conference proceedins. V. 74. Washington, 1991.-P. 163-170.

131. Mizikar E.A. Текст. // Trans. Met. Soc. AJME. 1967. - v. 239. -P. 1747-1755.

132. Takahashi T/, Kudoo M., Yositoso К. Поведение жидкой фазы в области совместного существования твердой и жидкой фаз стали Текст. // Tetsu to hagane, J/Iron and Steel Inst. Jap. 1978.- V.64.-№11.-P. 153-161.

133. VAI continuous casting conference Текст. // Steel Times. 1996. - 224, N 7. - P. 269-271, 274.124