автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Методические основы охлаждения металла в машинах непрерывного литья заготовок.

На правах рукописи

ЛУКИН СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА В МАШИНАХ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (металлургическое производство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ООЭ4ьЬ34и

Череповец - 2009

003469940

Работа выполнена в Череповецком государственном университете

Научный консультант

Официальные оппоненты

-доктортехнических наук, профессор Шестаков Николай Иванович

- доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Осипов Юрий Романович

- доктор технических наук, профессор Любов Виктор Константинович

- доктор технических наук Славов Владимир Ионович

Ведущее предприятие

ООО «Институт тепловых металлургам агрегатов и технологий «Стальпроект», г. М

Защита диссертации состоится «26» июня 2009 г. в 14 часов на засе диссертационного совета Д 212.297.01 в Череповецком государств университете по адресу: 162000, г. Череповец Вологодской обл., пр. Луначарско

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Череповецкого государстве университета.

Автореферат разослан «23» марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Никонова Е.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время во всем мире особое место уделяют совершенствованию процесса непрерывной разливки и увеличению доли стали, производимой на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Развитие процесса непрерывной разливки стали происходит в условиях конкурентной борьбы на мировом рынке, основными требованиями которого является повышение качества конечной продукции при одновременном снижении ее себестоимости. В технологической цепочке металлургического производства МНЛЗ находится между сталеплавильным агрегатом и прокатным станом, поэтому эффективность работы MHJ13 во многом определяет качество и себестоимость конечной продукции. При заданных параметрах исходной жидкой стали и конструкции МНЛЗ, эффективность ее работы (качество разлитого металла, производительность и стойкость оборудования) определяется технологическими факторами, среди которых очень важную роль играет организация охлаждения слитка в МНЛЗ.

Процессы, связанные с охлаждением слитка в МНЛЗ, 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, Л.С. Рудого, Б.И. Краснова, В.А. Карлика, Д.А. Дюдкина, 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 Л.Н. Сорокина, В.И. Лебедева, А.Н. Шичкова, А.Л. Кузьминова, Ю.А. Калягина, Н.В. Телина и др.

Несмотря на большое количество проведенных исследований, организация охлаждения слитка в МНЛЗ является весьма несовершенной, что связано с недостаточной изученностью тепловых взаимосвязей между охлаждающим оборудованием и непрерывным слитком из-за отсутствия достаточно простых и надежных методов исследования теплообмена в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения (ЗВО). Кроме того, отсутствуют методы рационального охлаждения слитка в МНЛЗ при динамических режимах разливки, когда изменяются скорость разливки,

уровень мениска и параметры жидкого металла на входе в кристаллизатор. Рассмотрение МНЛЗ в качестве «черного ящика» не позволяет получить закономерности рационального охлаждения слитка в динамических режимах разливки. Построение «обратных связей» в системах автоматического управления охлаждением слитка в МНЛЗ на практике затруднительно из-за отсутствия методов надежного и непрерывного контроля температуры поверхности слитка в отдельных секциях МНЛЗ. В связи со сказанным, наиболее перспективным в плане повышения эффективности организации охлаждения слитка в МНЛЗ является дальнейшее исследование тепловых взаимосвязей внутри МНЛЗ и разработка принципов рационального охлаждения слитка в МНЛЗ.

Цель работы - развитие теории охлаждения слитка в элементах оборудования МНЛЗ (кристаллизаторе и ЗВО) и совершенствование организации охлаждения с целью улучшения качества металла, повышения эксплуатационной стойкости оборудования и увеличения производительности МНЛЗ.

Методы исследования. Работа выполнялась на основе теоретических, натурных и лабораторных исследований. Численными и аналитическими методами исследовались процессы охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения (ЗВО), а также тепловые процессы в рабочей стенке кристаллизатора; экспериментально-расчетными методами исследовались теплообмен слитка с кристаллизатором сортовой МНЛЗ, интенсивность охлаждения слитка в ЗВО сортовой МНЛЗ и в ЗВО криволинейной слябовой МНЛЗ; в лабораторных условиях исследовались расходные и дисперсные характеристики форсунок ЗВО слябовых криволинейных МНЛЗ.

Научная новизна работы. 1. Развиты основы методологии охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ при динамических режимах разливки, позволяющей выдерживать рациональный температурный профиль поверхности слитка и рассчитывать формирование оболочки слитка и длину жидкой фазы вдоль технологической оси при произвольных стационарных и нестационарных режимах разливки, при которых изменяются скорость разливки, уровень

мениска жидкого металла в кристаллизаторе и параметры жидкой стали, подаваемой в кристаллизатор.

2. Разработан метод определения тепловой взаимосвязи слитка с охлаждающими устройствами в ЗВО МНЛЗ, включающий исследование теплового баланса бункера ЗВО и математическое моделирование процесса затвердевания слитка в МНЛЗ.

3. Разработана математическая модель теплообмена слитка с рабочей стенкой кристаллизатора МНЛЗ, позволяющая рассчитывать величину зазора между слитком и рабочей поверхностью кристаллизатора, на основе которой установлен характер влияния теплофизических параметров металла и смазки на процессы охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе.

4. Разработан метод определения тепловой взаимосвязи слитка с рабочей стенкой кристаллизатора во все моменты его пребывания в кристаллизаторе МНЛЗ, включающий измерение при динамических режимах разливки теплового потока, отводимого охлаждающей водой, и математическое моделирование теплопередачи в рабочей стенке кристаллизатора.

5. Разработан метод определения тепловой взаимосвязи слитка с охлаждающими устройствами в ЗВО МНЛЗ, включающий измерение температуры поверхности слитка в секциях ЗВО и математическое моделирование процесса затвердевания слитка в МНЛЗ.

6. Разработана инженерная методика расчета эффективного коэффициента теплопроводности жидкого ядра сляба, позволяющая учитывать скорость разливки, геометрические размеры сляба и диаметр отверстий разливочного стакана.

7. Разработана инженерная методика расчета теплопередачи в рабочей стенке щелевого кристаллизатора, на основе которой установлены закономерности изменения температур охлаждающей воды, поверхности охлаждаемых каналов и рабочей поверхности по высоте кристаллизатора в зависимости от геометрических параметров стенки, скоростей разливки и воды в каналах кристаллизатора вертикальной МНЛЗ.

8. Установлены закономерности изменения интенсивности охлаждения, температуры поверхности, толщины оболочки, глубины жидкой фазы слитка

в кристаллизаторе и ЗВО МНЛЗ при стационарных и нестационарных режимах.

Практическая ценность работы.

1. Разработан способ охлаждения сляба в ЗВО МНЛЗ, защищенный тремя патентами на изобретения, который позволяет выдерживать рациональный температурный режим охлаждения сляба при стационарных и переходных режимах разливки, рекомендованный к внедрению в систему автоматизации криволинейных слябовых МНЛЗ для повышения качества металла и увеличения стойкости оборудования МНЛЗ.

2. Разработана программа динамического охлаждения и затвердевания сляба в криволинейных МНЛЗ, управляющая расходами воды в ЗВО МНЛЗ при динамических режимах разливки, визуализирующая процесс охлаждения и затвердевания слитка и рекомендованная к внедрению в систему АСУ МНЛЗ КП ОАО «Северсталь».

3. Разработаны и внедрены рекомендации по повышению стойкости кристаллизатора, устанавливающие рациональные скорости и расходы охлаждающей воды в щелевом кристаллизаторе вертикальной МНЛЗ.

4. Разработаны и внедрены рекомендации по повышению равномерности теплообмена слитка по ширине рабочей стенки кристаллизатора вертикальной МНЛЗ с целью повышения качества слитка.

5. Разработана методика определения рационального профиля рабочей стенки кристаллизатора, при котором обеспечивается плотный контакт слитка с кристаллизатором и высокая интенсивность теплопередачи от слитка к кристаллизатору по всей высоте кристаллизатора.

6. Установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в секциях с водовоздушным охлаждением криволинейной слябовой ролико-форсуночной МНЛЗ, которую можно использовать при совершенствовании охлаждения сляба в ЗВО МНЛЗ, а также при математическом моделировании процесса затвердевания сляба.

7. Установлена зависимость плотности теплового потока от слитка к рабочей стенке кристаллизатора сортовой МНЛЗ, разливающей слитки квадратного сечения, от времени пребывания элемента слитка в кристаллизаторе, которую

можно использовать при расчете процесса затвердевания слитка в кристаллизаторе и температурных условий в рабочей стенке.

8. Установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой МНЛЗ, которую можно использовать при совершенствовании системы охлаждения сортовой МНЛЗ, а также при математическом моделировании процесса затвердевания слитка.

9. Разработаны рекомендации по совершенствованию распределения интенсивности охлаждения по длине секций ЗВО, включающих несколько рядов форсунок, с целью исключения разогрева слитка при переходе из одной секции в другую при стационарных скоростях разливки.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли проверку в промышленных условиях на ОАО «Северсталь», внедрены или рекомендованы к внедрению в конвертерном и электросталеплавильном производствах ОАО «Северсталь», а также могут быть использованы организациями, занимающимися проектированием и разработкой технологических режимов непрерывной разливки стали и модернизацией оборудования МНЛЗ.

Апробация работы. Основные разделы работы докладывались на 1-й, 4-й и 5-й Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, 1998, 2003, 2006), XII Межвузовской военно-научной конференции (Череповец, 1998), на 1-й, 2-й и 4-й Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах» (Череповец, 1999, 2002, 2005), на 1-й Общероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (Вологда, 2003), на научно-технической конференции «Северсталь - пути к совершенствованию» (Череповец, 2003), на 3-й Межвузовской научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (Екатеринбург, 2003), на 1-й и 2-й Международной Неделе металлов (Москва, 2003, 2004), на 4-й Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2004), на Всероссийской научно-технической конференции «Непрерывные процессы обработки давлением» (Москва, 2004), на 2-й Международной

научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда, 2004), на Международной научно-технической конференции «Автоматизированная подготовка машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2005), на 11-ой Международной научно-технической конференции «Автоматизация машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2006), на Всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (Вологда, 2007), на XVIII Всероссийской научно-технической конференции «Современные промышленные технологии» (Н.Новгород, 2007), на IV международной научно-технической конференции «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2008).

Публикации. Основные материалы диссертации изложены в 90 работах (из них 3 монографии, 3 патента и 20 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК для соискания степени доктора технических наук).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и приложений, содержит 378 страниц машинописного текста, 210 рисунков, 17 таблиц, список литературы, состоящий из 302 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 «СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ» из анализа литературных источников установлено, что: 1. Отсутствует методология охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ, позволяющая выдерживать рациональный температурный профиль поверхности слитка и рассчитывать формирование твердой фазы и длину жидкой фазы вдоль технологической оси при произвольных динамических режимах разливки, связанных с изменением скорости разливки, уровня мениска жидкого металла в кристаллизаторе и параметров жидкой стали.

2. Отсутствуют достаточно простые и надежные методы исследования тепловой взаимосвязи слитка с охлаждающими устройствами в ЗВО. В связи с широким распространением водовоздушного охлаждения, а также большим разнообразием типов водовоздушных форсунок, разработка таких методов является актуальной.

3. Отсутствуют математические модели теплообмена слитка с кристаллизатором, позволяющие рассчитывать величину зазора между слитком и рабочей стенкой, представляющего наибольшее термическое сопротивление теплопередачи от слитка к воде. В связи с этим отсутствуют методики расчета усадки слитка и выбора рациональной конусности рабочих стенок с учетом взаимосвязанности процессов охлаждения, затвердевания и' усадки слитка в кристаллизаторе.

4. Отсутствуют достаточно простые и надежные методы исследования тепловой взаимосвязи слитка с рабочей стенкой во все моменты пребывания слитка в кристаллизаторе. В связи с большим разнообразием шлакообразующих смесей, применяемых для смазки кристаллизатора и значительно влияющих на теплообмен, разработка такого метода является актуальной.

5. Отсутствуют инженерные методики расчета эффективного коэффициента теплопроводности жидкого ядра с учетом геометрических размеров слитка, скорости разливки, диаметра отверстий разливочного стакана. Существующие формулы для расчета эффективного коэффициента теплопроводности являются эмпирическими и применимы для условий разливки, при которых были получены.

6. Отсутствуют инженерные методики расчета теплопередачи в рабочей стенке щелевого кристаллизатора, позволяющие рассчитывать термическое сопротивление рабочей стенки и температурные условия в ней. Такие методики существуют лишь для кристаллизаторов со сверлеными каналами. Кроме того, отсутствуют математические модели, позволяющие рассчитывать теплообмен в слое теплоизолирующего шлака.

В связи с изложенным, в работе поставлены следующие задачи: 1. Развить основы методологии охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ при динамических режимах разливки, позволяющей выдерживать

рациональный температурный профиль поверхности слитка и рассчитывать формирование твердой фазы вдоль технологической оси при произвольных стационарных и нестационарных режимах разливки; разработать рекомендации по совершенствованию распределения интенсивности охлаждения слитка в ЗВО.

2. Разработать метод исследования теплообмена в ЗВО, включающий исследование теплового баланса бункера ЗВО и математическое моделирование затвердевания слитка, и на его основе получить эмпирическую зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в секциях с водовоздушным охлаждением криволинейной слябовой ролико-форсуночной МНЛЗ.

3. Разработать математическую модель теплообмена слитка с кристаллизатором, позволяющую рассчитывать величину зазора между слитком и рабочей стенкой, и на её основе установить влияние теплофизических параметров смазки и металла на процессы охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе; разработать методику расчета усадки слитка и выбора рациональной конусности рабочих стенок кристаллизатора.

4. Разработать экспериментально-расчетный метод исследования интенсивности охлаждения слитка во все моменты его пребывания в кристаллизаторе на основе измерения теплового потока, отводимого охлаждающей водой, при динамических режимах разливки; установить характер изменения тепловых потоков и температур по высоте и толщине рабочей стенки кристаллизатора.

5. Разработать инженерную модель затвердевания слитка, позволяющую определять степень кривизны температурного поля в оболочке слитка, на ее основе получить аналитическую взаимосвязь параметров охлаждения и затвердевания слитка и разработать способ определения коэффициентов теплоотдачи в секциях ЗВО путем измерения температуры поверхности слитка; установить зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой МНЛЗ.

6. Разработать метод расчета эффективного коэффициента теплопроводности расплава, включающий расчет средней скорости циркуляции расплава в

кристаллизаторе и коэффициента теплоотдачи от расплава к твердой фазе, и позволяющий учитывать геометрические размеры слитка, скорость разливки, и диаметр отверстий разливочного стакана.

7. Разработать инженерную методику расчета термического сопротивления рабочей стенки щелевого кристаллизатора и установить температурные условия в рабочей стенке в зависимости от технологических и геометрических параметров; разработать математическую модель теплообмена в слое теплоизолирующего шлака; дать рекомендации по совершенствованию системы охлаждения кристаллизатора.

8. Установить закономерности изменения интенсивности охлаждения, температуры поверхности, толщины твердой фазы и глубины жидкой фазы слитка в кристаллизаторе и ЗВО MHJ13 при стационарных и нестационарных режимах.

В главе 2 «ОХЛАЖДЕНИЕ И ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СЛИТКА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ МНЛЗ» разработана математическая модель охлаждения, затвердевания и усадки слитка в кристаллизаторе. При динамических режимах уравнение температурного поля слитка имеет вид:

ъомффЯ)ФШЮлнм<-(,)

где t=t(x,y,z,т) - температурное поле слитка; х, у, z - декартовы координаты; т - текущее время;х* = т*(г,х) - время затвердевания (время пребывания элемента слитка в МНЛЗ); dt/dz* = dt/ôx + v{x)-dtlôz-, v(t) -

скорость разливки; Сэф(/), р(/), X(t) - эффективная теплоемкость, плотность, коэффициент теплопроводности стали; ДЯ(т) - уровень мениска жидкого металла. При стационарном режиме разливки ôt/ôг = 0; dt/ôz* -v-dt/dz ; АН( т) = 0.

Начальное условие при наличии подачи жидкого металла имеет вид: 4=лн(т) = 'о(*), 0 < А;< В, 0<у <Л, (2а)

где /0(т) - температура жидкой стали в промковше; 2А, 2В - ширина и толщина слитка. При отсутствии подачи жидкого металла задается граничное условие:

д'/Щ.=АН(т) 0<х<В, 0<у<А. (26)

На поверхности слитка, находящейся в контакте с рабочей стенкой кристаллизатора, задаются граничные условия 111-ого рода:

-A.-az/a«!^ = ^(х*).(/|и=п-/,), ая(т)<2<я0, о)

где п - нормаль к поверхности слитка; А(т*) - коэффициент теплопередачи от поверхности слитка к охлаждающей воде; Н0 - высота рабочей стенки кристаллизатора; /„ - средняя температура воды, охлаждающей кристаллизатор.

Внутри слитка задаются граничные условия симметрии:

dt/âxI= 0, 0<у<A; dt/ôyI = 0, 0<*<В. (4)

При стационарном режиме разливки время т* определяется выражением: x* = z/v, где z - координата, отсчитываемая от уровня мениска жидкого металла; v - постоянная скорость разливки. При динамическом режиме разливки т* определяется из решения интегрального уравнения:

т

J v(t')A' = z-A//(t-t*), (5)

т-т*

где v(i) - изменение скорости разливки со временем; z - координата технологической оси, отсчитываемая от базового уровня; АЯ(т) - расстояние от базового уровня до текущего уровня мениска жидкого металла в кристалл изаторе.

В общем случае уравнение (5) решается численно, т.к. время х* определяется не только z и текущей скоростью v, но и значениями скорости и уровня мениска жидкого металла в предыдущие моменты времени.

Получены аналитические выражения для расчета времени т* при одинарном и двойном скачках скорости разливки. Так, при одинарном скачке скорости в момент т = 0 от значения v, до v2 при АН = const = 0 время т* определяется выражениями:

т* = z/v,, т < 0; т* = z/v2, т > z/v, ; t* = (z + t(v,-v2))/v,, 0 < т < z/v2.

Для определения Х(/), входящего в (1), предложены выражения:

Л. = А.М(/), Х = Хэф, />/л; (6а)

где Хы(1) - молекулярный коэффициент теплопроводности стали в зависимости от /; - средняя температура затвердевания стали; Х,ф -эффективный коэффициент теплопроводности жидкой фазы. Для слябов получено выражение:

Х,ф=0,406-аж.(Д-5),

где 4 - средняя толщина оболочки сляба (определяется при решении задачи затвердевания); аж - коэффициент теплоотдачи от жидкой стали к оболочке. В кристаллизаторе аж зависит от средней скорости циркуляции расплава При разливке слябов через глуходонный стакан получена формула для расчета и>м:

и>м - 0,\1 -V- А/с1,

где й - эквивалентный диаметр отверстий разливочного стакана. По известным эмпирическим выражениям рассчитывается а* при вынужденной конвекции расплава в кристаллизаторе и при свободной конвекции расплава в ЗВО.

Для расчета коэффициента к в (3) получены выражения:

¿(т*) = (50Аз + 5сДс+1/аэф)"1, при5(т*)<50; (7а)

АИ = (б(т*)/Х1 + 5еДе + 1/аэф)"\ при8(т*)>80, (76)

где 50 > 0 - толщина гарнисажа из застывшей смазки на уровне мениска; б(т*) - средняя эффективная величина стохастического зазора между слитком и рабочей поверхностью стенки; X, - коэффициент теплопроводности зазора (в случае смазки, обладающей достаточной текучестью, Хг равен коэффициенту теплопроводности смазки >.см); 5С- толщина рабочей стенки; >ч- коэффициент теплопроводности материала стенки; аэф - эффективный коэффициент теплоотдачи от стенок каналов к воде. Если профиль рабочей стенки выполнен с учетом усадки слитка, для расчета 6(т*) получено выражение:

* / ч /г*

6(т*)=-{ | Р

3/(дг,т*)

5т*

Ас

с/т,

(8)

где /(дг,т*) - температура оболочки слитка в зависимости от расстояния до поверхности слитка х и от т*; £ =^с(т*) - толщина оболочки по солидус; Р/-

температурный линейный коэффициент расширения.

Система уравнений (1) - (8), составляющая математическую модель охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе, решалась численно на ЭВМ методом конечных разностей. Показана адекватность данной математической модели путем сравнения расчетных данных по плотности теплового потока, толщине твердой фазы и температуре поверхности с экспериментальными данными, полученными автором и взятыми из литературных источников.

На основе уравнений (1) - (8) установлено влияние теплофизических параметров смазки и металла на процессы охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе. Наиболее значительное влияние на данные процессы оказывают коэффициенты Р/ и Хм, влияние остальных параметров незначительно. На рис. 1 показана зависимость температуры поверхности стального слитка в слябовом кристаллизаторе от времени т* при различных коэффициентах теплопроводности зазора рассчитанная при 50 = 0.

80 т* с

Рис. 1. Зависимость от т и

Как следует из рис. 1, чем больше Д.,, тем меньше температура поверхности слитка. Если исключить начальные моменты времени, /п незначительно изменяется

со временем т*. Выбирая смазку с определенными свойствами, теплопроводности и текучести, можно влиять на температуру поверхности слитка в кристаллизаторе.

Из математической модели (1) - (8) следует, что при неизменных параметрах жидкой стали толщина оболочки слитка в кристаллизаторе 4 (по солидус или ликвидус) зависит от т*, начиная с момента заливки в кристаллизатор: ^ =

При плотном контакте слитка с кристаллизатором по всей его высоте при различных скоростях разливки толщина \ в точке z в момент т при произвольном изменении скорости разливки определяется выражением:

$(z,t) = $[t*(z,t)]. (9)

Так, на рис. 2 показана зависимость в слябовом

кристаллизаторе в различные моменты времени т, прошедшего после скачка скорости разливки от 1 м/мин до 0,2 м/мин при АН = const. Как следует из рис. 2, при снижении скорости толщина оболочки увеличивается на всех уровнях кристаллизатора.

Рис. 2. Зависимость т).

Для расчета усадки прямоугольного слитка по ширине и толщине при стационарной скорости

разливки, без учета деформации оболочки слитка под действием ферростатического давления жидкого металла, получено выражение:

Щг) = М{г) = (рт (2)/ря (г)-1)-Цг), (10)

где АВ и АА - изменение полуширины и полутолщины слитка в результате усадки; - толщина оболочки слитка по ликвидус на отметке г; рт(г) и рж(г) - средние плотности твердой и жидкой фазы на отметке г. Усадка слитка обусловлена тем, что плотность твердой фазы больше плотности жидкой фазы, тогда как стохастический зазор между оболочкой и рабочей стенкой образуется при термическом сжатии и расширении оболочки слитка

при ее взаимодействии с относительно холодной рабочей стенкой кристаллизатора.

Для интенсификации теплообмена слитка с кристаллизатором профиль его рабочих стенок следует выбирать с учетом взаимосвязанности процессов охлаждения, затвердевания и усадки слитка. Показано, что для этого можно использовать уравнения (1) - (10), при этом изменение профиля кристаллизатора по длине должно соответствовать изменению толщины и ширины слитка в результате усадки. Т. к. £ в кристаллизаторе нарастает приблизительно по закону квадратного корня, то профиль рабочих стенок, как следует из (10), должен быть примерно параболическим.

На рис. 3 приведены результаты расчета усадки стального сортового слитка 100x100 в кристаллизаторе с параболической конусностью стенок для скоростей разливки 3,5 и 5 м/мин, а также профиль рабочей стенки в зависимости от 2.

контакт слитка с рабочей стенкой будет обеспечиваться за счет пластической деформации оболочки слитка под действием ферростатического давления жидкого металла.

В главе 3 «ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В РАБОЧЕЙ СТЕНКЕ КРИСТАЛЛИЗАТОРА И В СЛОЕ ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩЕГО ШЛАКА» рассмотрены тепловые потоки и температурные условия в рабочей стенке кристаллизатора и в слое шлака при динамических режимах разливки.

Как следует из математической модели (1) - (8), при рациональном профиле рабочих стенок и неизменных параметрах жидкой стали плотность

Рис. 3. Усадка слитка и профиль рабочей стенки в зависимости от г.

Как следует из рис. 3, чем

меньше скорость разливки, тем меньше усадка слитка. Расчет рационального профиля рабочих стенок следует производить для максимальной скорости разливки. При меньших скоростях плотный

теплового потока, отводимого от поверхности слитка, зависит от т*: ц = </[т*]. Получено выражение, связывающее д со средней плотностью теплового потока в кристаллизаторе дср:

Ч[ткр ] = дср (хкр) + ткр • с!дср (т,р)/Лкр , (П)

где </ср(ткр) - зависимость от времени пребывания слитка в кристаллизаторе

ткр при стационарной скорости разливки.

Экспериментально получена зависимость ¿7Ср(ткр) (см. рис. 4) при разливке сортовых заготовок квадратного сечения 100x100 мм2 в кристаллизаторе МНЛЗ, имеющем параболический профиль рабочих стенок. Опытные значения <7ср, показанные на рис. 4, с погрешностью не более 5 % описываются зависимостью:

(12)

где ст = 4,38 МВт/(м2-с0'5).

Зависимость (12) получена для т,ф > 6,3 с. Зависимость ^(^кр) при Ткр > 0 можно аппроксимировать выражением:

2 о

<7ср(*кр) =

(<р+(2-аАи2И)'

1/2л '

(13)

где п > 1 - постоянный коэффициент; <7тах - плотность теплового потока <7 на уровне мениска жидкого металла в момент т* = 0.

9 11 13 V.

Рис. 4. Зависимость £/Ср(А-р)-

С учетом (11) и (12) получено выражение для расчета д при временах т* > 6,3 с:

<7[т*] = аД/т*. (14а)

С учетом (II) и (13) получено выражение для ^[т*] при различных х*:

Ф1=-

2-о

-И'

— О <т* (|46)

((«м^/оТ Нн^гГ

На рис. 5 показана зависимость д[т*], рассчитанная по выражениям (14а) и (146), где о = 4,38 МВт/(мЧ0'5); </тах = 6 МВт/м2; п = 1; 2. Точное значение величины qmm следует определять экспериментально.

12 Т*. С

Рис. 5. Зависимость <7[т*]; 1 - расчет по (14а); 2 - расчет по (146) при п = 2; 3 - расчет по (146) при л=1.

При т*»0 формула (146) переходит в (14а). Значения <7тах и п в (146) влияют на температурные условия в верхней части рабочей стенки и на затвердевание слитка в начальные моменты времени. По математической модели (1) - (8) при 80 = О получена зависимость д[т*], аналогичная (14а); при 50> О по математической модели (1) - (8) получается зависимость д[т*] аналогичная (146), где п = 2; дпт и 50 связаны выражением: дтт = (/„ - 1В)/(б0 Дсм + 8с/\ + 1/а,ф) .

Разработана методика определения ц во все моменты времени т*, включая момент т* = 0, основанная на измерении теплового потока, отводимого водой, охлаждающей кристаллизатор, и на математическом моделировании теплопередачи от слитка к охлаждающей воде при скачке скорости разливки. При динамических режимах разливки плотность теплового потока от слитка к стенке в точке г в момент х определяется выражениями: <7'(г, т) = 0, 0 < г < АН (т); д' (г, т) = д [г* (г, т)], АН (т) < г < Н0.

Например, при ступенчатом уменьшении скорости разливки от у| до у2 в момент т = О при одновременном прекращении подачи жидкого металла в кристаллизатор на основе (15) и (5) получено выражение:

(15)

= />-{(у,-у2)-я[(Н0 + т-(у, -г2))/у,]-у, -ф]}, 0< т. (16)

где (?'(т) ~ тепловой поток от слитка к рабочей стенке в зависимости от т; Р -средний периметр рабочих стенок. Из (16) можно определить плотность теплового потока <у[т] для т > 0, если известна зависимость ), поскольку

д [(Я0 + т • (V, - V, ))/у, ] = оЦ{Нй + х • (V, - у2 ))/у,, 0 < т.

Так как экспериментально измеряется тепловой поток от рабочей стенки к охлаждающей воде £7'(х)> то зависимость (У(х) определяется из численного решения обратной задачи теплопроводности в рабочей стенке.

При моделировании теплопередачи от слитка к воде рабочую стенку толщиной 5С можно считать плоской, при этом теплоотдача от стенки к воде характеризуется эффективным коэффициентом теплоотдачи аэф, зависящим от формы каналов.

Установлены закономерности изменения Q' и 0" при одинарных и двойных скачках скорости разливки, а также при изменении уровня жидкого металла в кристаллизаторе. Так, на рис. 6 показано изменение величин £7 и для кристаллизатора сортовой МНЛЗ, разливающей слитки 100x100 мм, в зависимости от времени т, прошедшего после скачка скорости разливки от 5,5 м/мин до 3,5 м/мин при неизменном уровне жидкого металла в кристаллизаторе.

Рис. 6. Зависимости и 0"(х).

При расчете толщина медной рабочей стенки кристаллизатора принята равной 0,11 м, ее рабочая высота - 0,7 м. Из рис. 6 следует, что из-за тепловой инерции рабочей стенки (2" в переходных процессах не

равно (7; в стационарных условиях эти величины равны.

Для кристаллизатора с щелевыми каналами разработана инженерная методика расчета а,ф по выражению:

аэф = ав(£-2/ + а)/(5+а), (17)

где а„ - коэффициент теплоотдачи от стенки канала к воде; Ка- высота и ширина канала; 8 - расстояние между соседними каналами; Е

7. =//8^/2-ав-8/Хс ; Хс - коэффициент теплопроводности материала стенки.

На основе сравнения с результатами численного расчета показано, что по (17) можно с достаточной точностью определять аЭф. Тепловое сопротивление от рабочей поверхности стенки до воды определяется

выражением: Яст = 8СДс + 1/аэф .

Установлено влияние скорости воды в каналах и геометрических размеров канала (а, /, 8) на коэффициент аэф; показано, что эффективней всего увеличить аэф можно за счет уменьшения расстояния между каналами 8.

Установлены закономерности изменения температур охлаждающей воды, стенки каналов и рабочей поверхности стенки по высоте щелевого кристаллизатора вертикальной МНЛЗ в зависимости от параметров v, 8 и 8С. Показано, что рациональной скоростью движения воды при всех скоростях разливки можно считать значение ж = 6 м/с. При этом исключается поверхностное кипение воды по всей высоте кристаллизатора, и температура рабочей поверхности при толщине стенки 8С < 30 мм не превышает температуры размягчения меди 350 °С. Рассчитаны рациональные расходы воды для типовых размеров щелевого кристаллизатора.

Для оценки потерь тепла через зеркало жидкого металла разработана математическая модель теплообмена в слое теплоизолирующего шлака. Установлено, что большая часть потока тепла от зеркала к шлаку расходуется на расплавление шлака, а непосредственно с поверхности шлака уходит незначительное количество теплоты. В целом, тепловым потоком через слой теплоизолирующего шлака по сравнению с тепловым потоком через рабочие стенки можно пренебречь.

В главе 4 «ИССЛЕДОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАТВЕРДЕВАНИЯ СЛИТКА В ЗВО ПРИ СТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ РАЗЛИВКИ» разработан метод определения интенсивности охлаждения слитка в отдельных зонах ЗВО, основанный на непосредственном измерении температуры поверхности слитка, а также установлено влияние интенсивности охлаждения и других факторов на процесс затвердевания слитка в ЗВО. Для установления аналитической взаимосвязи между параметрами охлаждения и затвердевания слитка в ЗВО разработана инженерная модель затвердевания слитка, позволяющая рассчитывать степень кривизны температурного поля в оболочке слитка. Показана достаточная точность данной инженерной модели путем сравнения результатов расчета процесса затвердевания с известным точным решением задачи затвердевания плоского полуограниченного тела при постоянных граничных условиях 1-ого рода (задача Стефана) и численным решением задачи затвердевания стального сляба при постоянных граничных условиях Ш-ого рода. На основе разработанной инженерной модели получены аналитические выражения для расчета толщины оболочки при постоянных граничных условиях 1-ого и Ш-ого рода, а также температуры поверхности слитка при граничных условиях Ш-ого рода.

Для определения коэффициента теплоотдачи а на поверхности слитка с жидким ядром на основе инженерной модели получено выражение:

и = 1 + (1 + 4-!/(с-(/е -О))"'. (18б)

где п - коэффициент кривизны температурного поля в оболочке слитка; -толщина оболочки по солидус; /с, /п - температуры солидуса и поверхности слитка; /в - температура охлаждающей воды; X - средний коэффициент теплопроводности металла в интервале температур ?„ * с, А - средняя массовая теплоемкость, средняя плотность и теплота затвердевания стали. Показано, что выражения (18) можно применять не только для слябовых, но и для сортовых заготовок, при условии, что ^ примерно в два раза меньше половины толщины заготовки.

Установлено влияние периодичности расположения роликов и форсунок на погрешность измерения температуры поверхности слитка /п и разработаны рекомендации по установке датчика для измерения /„ в зонах ЗВО.

Для измерения /„ в центре боковой грани заготовки 100x100 мм2, разливаемой на сортовой МНЛЗ ЭСПЦ ОАО «Северсталь» с водяными форсунками, использовали цветовые пирометры. В комплект пирометра входят пирометрическая головка и оптический перископ. Диапазон измерения температуры составляет 700 + 1400 °С, погрешность измерения - не выше ± 35 °С. Пирометрическое оборудование устанавливалось в конце каждой зоны охлаждения, при обработке экспериментальных данных использовались значения температур, полученные при стационарной скорости 5,5 м/мин. Толщина в месте расположения пирометров рассчитывалась путем численного моделирования процесса затвердевания слитка в кристаллизаторе и ЗВО методом последовательных приближений; по (18) определялись коэффициенты теплоотдачи а, в отдельных зонах. Погрешность определения а, наиболее существенно зависит от погрешности измерения /„ив данном случае не превышает 8,5 %. На рис. 7 в виде точек показаны парные значения а, и удельных расходов воды gi в зонах, рассчитанных по регистрируемым расходам воды в зонах.

Рис. 7. Зависимость сс(#).

На рис. 7 показана также аппроксимирующая зависимость а^) в виде сплошной линии, описываемой выражением:

где И = м3/(м2-ч); [а] = Вт/(м2оС). При g < 2 м3/(м2-ч) выражение (19) можно заменить на такое: а(^) = 103^g; если g> 20 м3/(м2-ч), то а возрастает

с увеличением g очень медленно, стремясь к значению 765 Вт/(м2-°С).

во д.м3/{мгч)

При g > 20 м3/(м2ч) управлять охлаждением в первых трех зонах ЗВО сортовой МНЛЗ практически не представляется возможным, поскольку изменение g практически не отражается на а. Т.к. в первых 2-х зонах МНЛЗ величина g значительно превышает значение 20 м" то разработаны

рекомендации по ограничению расходов воды в зонах с целью экономии воды и электроэнергии.

В главе 5 «ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ЗВО МЕТОДОМ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА» разработан метод определения тепловой взаимосвязи сляба с охлаждающими устройствами в ЗВО на основе исследования теплового баланса бункера ЗВО и математического моделирования затвердевания сляба в МНЛЗ. Разработана методика составления материального и теплового баланса для ЗВО, позволяющая определять количество теплоты, отведенной от слитка в ЗВО. Разработана методика экспериментального определения количества теплоты, отводимой паровоздушной смесью (ПВС) из бункера ЗВО МНЛЗ, включающая измерение температуры и скорости ПВС на выходе из бункера.

Средняя плотность теплового потока на поверхности сляба в /-ой секции, кВт/м2, определяется так:

g(i) = СводО'УЯО - удельный расход воды в /-ой секции, кг/(с-м2); Свод(/) - расход воды на форсунки /-ой секции, кг/с; /«"(У) - площадь поверхности сляба в /-ой секции, м2; г = 2257 кДж/кг - теплота испарения воды; дрОп(0 - удельный расход тепла на нагрев воды в роликах в /-ой секции, кВт/м2, определяемый как

где с„ = 4,19 кДж/(кг-°С); Срол(/), Л/рол(/) - расход и нагрев воды в роликах /-ой секции; ^пар(/) - степень парообразования в /-ой зоне, определяемая выражением

*лаР (') = *„о (О+(с./г) ■ (га (0 - 'вод ),

где /вод, /Сл(0 - температуры воды на выходе из форсунок и воды на сливе со слитка в7-ой секции; для секций с водовоздушным охлаждением /сл г 100 °С, для секций с водяным охлаждением /сл < 100 °С; дгп0(/) = С?по(/УСВод(/) - коэффициент выхода пара из /-ой секции, где Оп0(/) - расход пара на выходе из /-ой секции.

Выполняется следующее соотношение:

¿*по(0-£?«.(0 = °по. (21)

ы

где (У||0 — расход пара на выходе из всех секций ЗВО. В результате поступлени относительно холодного воздуха в бункер ЗВО из водовоздушных форсунок и результате присосов, часть пара Оп0 конденсируется, и расход пара в ПВС С„ удаляемой из бункера, меньше суммарного расхода пара на выходе из ЗВО Оп0.

На рис. 8 приведена зависимость отношения С7п/С7по от температуры ПВ /,,вс, удаляемой из бункера, при различной температуре воздуха /в03д.

Рис. 8. Зависимость С?п/Оп0 от температур /пвс, /в03д.

Как следует из рис. 8, че меньше ¿в03д, тем меньше отношени С „/С „о при той же температуре /пвс На основе измерени температуры и расхода ПВ разработана методика определени величин С„ и Сп0. Проводя сери измерений величины С7„о при различных скоростях разливки и расходах вод авод(/) в секциях, и составляя систему уравнений на основе выражения (21 можно определить величины дгпо(0 Для секций с различными типами форсунок.

Данным методом исследовался тепловой баланс ЗВО слябовой ролико форсуночной МНЛЗ № 3 (6-йручей) КП ОАО «Северсталь» при разливке слябо толщиной 250 мм и шириной 1600 мм; определена средняя величина х„ар дл секций с водовоздушным охлаждением: лгпар ~ 0,31, хп0 « 0,18. По формуле (20 рассчитана величина д, для секций ЗВО. На основе математическог моделирования процесса затвердевания слитка в МНЛЗ определен коэффициенты теплоотдачи в секциях ЗВО и получена зависимост коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в зонах ЗВО водовоздушным охлаждением, показанная на рис. 9. Полученная зависимост описывается выражением:

О 20 40 60 80 (пвс, °С

авв = а0 ' (22>

где а0 = 167 Вт/(м2-°С); ц = 151 Вт ч /(м3-°С); Ы = (м3/м2 ч). Коэффициент ц определен с погрешностью 6 %; погрешность определения а0- 8 %.

При более тщательном исследовании теплового баланса ЗВО при различных скоростях разливки данным методом можно весьма точно определять зависимости а(#) для различных секций ЗВО.

Рис. 9. Зависимость а^).

На основе зависимости

(22) можно регулировать интенсивность охлаждения сляба в ЗВО криволинейной МНЛЗ для обеспечения необходимого температурного режима

охлаждения сляба. Также зависимость (21) можно использовать при расчете процесса затвердевания сляба.

В главе 6 «РЕГУЛИРОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ В ЗВО И КОНТРОЛЬ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ СЛЯБА В МНЛЗ» разработан метод охлаждения и затвердевания сляба в криволинейных МНЛЗ при динамических режимах разливки. Принцип рационального охлаждения и затвердевания сляба в МНЛЗ состоит в том, что температура поверхности 1п выделенного элемента сляба определяется только временем пребывания данного элемента в МНЛЗ т* и маркой стали М как при стационарных, так и динамических режимах разливки:

*„ = /„[!*, М].

При рациональном охлаждении температура поверхности сляба резко снижается в начальные моменты времени в кристаллизаторе, а в ЗВО держится на неизменном рациональном уровне /¡в0 в диапазоне температур 900 1050 °С (в зависимости от марки стали), как показано на рис. 10.

а, Вт/(м2 'С)

350

300 250 200 150

а = 151,53-д +165,97

0,2

0,6

1 д, м3/м2 ч

Рис. 10. Зависимость/п[т*].

'то_

При условии, что т* параметры жидкого металла, подаваемого в кристаллизатор, неизменны, плотность теплового потока </, коэффициент теплоотдачи а и толщина оболочки \ также будут являться функцией времени затвердевания т* и марки стали:

Ф = Ф[Т*,М], (23)

где под ф понимаются ц, а или

Если параметры жидкого металла изменяются во времени по закону р{т) (температура жидкого металла или его химический состав), то ф для элемента сляба, который зародился в момент т - т* на уровне мениска, будет зависеть также от р(т - т*):

<р = (р[х*, М,р(т-т*)], (24)

Зависимости (24) для а или Е, определяются путем численного решения задачи затвердевания сляба при заданном изменении температуры поверхности сляба 1„ в зависимости от времени затвердевания т* и параметров жидкого металла р в зависимости от текущего времени т.

Величина ф в точке г в текущий момент т при произвольном изменении скорости разливки, уровня мениска жидкого металла и температуры жидкого металла при рациональном охлаждении определяются выражениями:

ф,х) = (р[х*{г,х)М,р(х-х*{2, т))], (25)

где т* = т*(г,т)- время пребывания в МНЛЗ элемента сляба, определяемое из

решения уравнения (5).

В кристаллизаторе с рациональным профилем рабочих стенок при неизменных параметрах жидкого металла, как следует из математической модели (1) - (8), выражение (23) выполняется автоматически, откуда следует, что в кристаллизаторе управлять охлаждением слитка не нужно, необходимо

лишь рационально подобрать смазку, поскольку ее свойства наиболее существенно влияют на температуру поверхности сляба в кристаллизаторе.

Для иллюстрации рационального изменения интенсивности охлаждения сляба на рис. 11 показано изменение коэффициентов теплоотдачи при неизменных уровне и параметрах жидкого металла в точках ; = 0,5; I; 2 м при двойном скачке скорости разливки, когда в момент т = 0 скорость скачком изменяется от значения V) = 1 м/мин до у2 = 0,5 м/мин, а через промежуток времени Дт = 2 мин скорость скачком изменяется до у3 = 1 м/мин.

Рис. 11. Изменение а(г,т) при двойном скачке скорости разливки.

Как следует из рис. 11, при резком снижении скорости разливки коэффициенты теплоотдачи плавно уменьшаются во всех точках г, при резком увеличении скорости - плавно возрастают.

На рис. 12 показано изменение толщины оболочки сляба по температуре солидус при рациональном охлаждении сляба на основе (25) при неизменных уровне и параметрах жидкого металла, при двойном скачке скорости, когда у^ м/мин, у2 = 0,2 м/мин, у3 = 1 м/мин, Дт = 5 мин.

Как следует из рис. 12, через 5 мин после первого скачка скорости на участке 0 < г < 1 м сформировался так называемый "пояс". После второго скачка скорости при т = 5 мин "пояс" начинает двигаться вдоль технологической оси. Перестройка толщины оболочки в данном переходном процессе длится 29,1 мин.

Координата технологической оси, где заканчивается жидкая фаза, при динамических режимах разливки определяется выражением:

, Вт/(мг-'С)

гле ti.itb ~ Т13тв (М'/,(Т-Тзатв)) -зависимость времени полного затвердевания

элемента слитка, который в момент времени х - х1атв зародился на уровне мениска жидкого металла в кристаллизаторе, от параметров жидкого металла в тот же момент времени.

Рис. 12. Изменение Çc(r,x) при двойном скачке скорости разливки.

При постоянных параметрах жидкого металла время х,аТ11 при рациональном охлаждении одинаково при стационарных и нестационарных скоростях разливки. Получены выражения для расчета ¿ж при одинарных и двойных скачках скорости при M = const, р = const и АН = const.

Удельный расход воды в точке z в момент х при теоретическом изменении интенсивности охлаждения определяется выражением:

g(z,x) = g{a[t*(2,t),M,/;(t-t*(z,x))]J, (26)

где g{a} - обратная функция от зависимости коэффициента теплоотдачи от удельного расхода охладителя a (g) типа (19) или (22). Предполагается, что изменение g приводит к изменению а.

Время т* при произвольном изменении скорости разливки v(t) и уровня мениска жидкого металла AW(x) определяется численно на основе уравнения (5). При этом формируются динамические массивы значений скорости vt и уровня мениска АН/, в дискретные моменты текущего времени т* = к-8т, где 5т - шаг по времени; к = О, I, 2,... - индекс текущего момента времени. Для различных z численно рассчитывается т*= t*(z,t) s m-8х, где целое число /и в текущий момент времени к удовлетворяет неравенствам: к к

%с, ММ

Современные возможности ПК позволяют в режиме реального времени, и даже много быстрее (например, при моделировании), с большой точностью рассчитывать время т*(г,т) для большого числа точек х. Для каждого текущего момента времени тА решается задача затвердевания сляба при параметрах жидкого металла р(т*), в результате чего определяются зависимости

При позонном охлаждении сляба в ЗВО расход воды в /'-ой зоне (/' = 1, 2,..., 1V) в динамических режимах разливки в текущий момент т определяется выражением:

С,(т) = я({а[г*(г(,т),М^(т-т*(2/,г))]}./).24, (27)

где Г/ - координата середины /-ой зоны; 2А\ - охлаждаемая ширина сляба в /-ой зоны; /, - длина /-ой зоны. Чем меньше /,, тем ближе позонное охлаждение слитка, определяемое по (27), к рациональному, определяемому по (26). Отсюда следует, что отдельная зона с регулируемым расходом воды должна включать один ряд форсунок.

В существующих МНЛЗ отдельные зоны включают несколько рядов форсунок, поэтому разработаны рекомендации по перераспределению расходов воды по отдельным рядам форсунок для исключения разогрева слитка при переходе из зоны в зону при стационарной скорости разливки.

При позонном охлаждении сляба в ЗВО на основе (27) расчет процесса затвердевания при переменной скорости разливки производился численно на основе уравнения (1). Установлено, что при позонном охлаждении слитка в ЗВО на основе (27) температура поверхности слитка выдерживается в среднем на заданном уровне при произвольном изменении скорости, исключая «пояс», который образуется в кристаллизаторе при временном снижении скорости разливки. Поверхность сляба вблизи «пояса» может существенно разогреваться и переохлаждаться при переходе из одной зоны в другую, что связано с конечной длиной зон. При рациональном изменении интенсивности охлаждения на основе (26) этого не происходит. Кроме того, при позонном охлаждении слитка при длительном снижении скорости разливки может образоваться «мост», когда внутри слитка остается жидкая фаза, отделенная от

основной массы жидкого металла. При рациональном изменении интенсивности охлаждения «мост» не образуется. В целом, охлаждение слитка в ЗВО на основе (27), и тем более, на основе (26) является значительно более эффективным, чем охлаждение, применяемое в настоящее время на большинстве МНЛЗ, когда расходы воды в зонах изменяются без учета инерционности переходных процессов.

Разработана программа охлаждения и затвердевания сляба в криволинейных МНЛЗ, управляющая расходами воды в ЗВО МНЛЗ при динамических режимах разливки, визуализирующая процессы охлаждения и затвердевания слитка, и рекомендованная к внедрению в систему АСУ МНЛЗ КП ОАО «Северсталь».

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Развиты основы методологии охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ при динамических режимах разливки, позволяющей выдерживать рациональный температурный профиль поверхности слитка и рассчитывать формирование твердой фазы вдоль технологической оси при произвольных стационарных и нестационарных режимах разливки, при которых изменяются скорость разливки, уровень мениска жидкого металла в кристаллизаторе и параметры жидкой стали, подаваемой в кристаллизатор; разработаны рекомендации по совершенствованию распределения интенсивности охлаждения слитка в отдельных секциях ЗВО.

2. Разработан метод исследования теплообмена в ЗВО, включающий исследование теплового баланса бункера ЗВО и математическое моделирование процесса затвердевания сляба в МНЛЗ; получена эмпирическая зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в секциях с водовоздушным охлаждением криволинейной слябовой ролико-форсуночной МНЛЗ.

3. Разработана математическая модель теплообмена слитка с кристаллизатором позволяющая рассчитывать величину зазора между слитком и рабочей стенкой установлено влияние теплофизических параметров смазки и металла н процессы охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе; разработан

методика расчета усадки слитка и выбора рационального профиля рабочих стенок кристаллизатора; даны рекомендации по совершенствованию теплообмена слитка с кристаллизатором.

4. Разработан метод исследования интенсивности охлаждения слитка во все моменты его пребывания в кристаллизаторе на основе измерения теплового потока, отводимого охлаждающей водой, и моделировании теплопередачи в рабочей стенке кристаллизатора при динамических режимах разливки; установлен характер изменения тепловых потоков и температур по высоте и толщине рабочей стенки кристаллизатора сортовой МНЛЗ.

5. Разработан метод определения интенсивности охлаждения слитка в секциях ЗВО МНЛЗ, включающий измерение температуры поверхности слитка и математическое моделирование процесса затвердевания слитка в МНЛЗ; установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой МНЛЗ.

6. Разработана инженерная методика расчета теплопередачи в рабочей стенке щелевого кристаллизатора; установлены температурные условия в рабочей стенке в зависимости от технологических и геометрических параметров; разработана математическая модель теплообмена в слое шлака; даны рекомендации по совершенствованию системы охлаждения щелевого кристаллизатора вертикальной МНЛЗ.

7. Разработана инженерная методика расчета эффективного коэффициента теплопроводности расплава, включающая расчет средней скорости циркуляции расплава в кристаллизаторе и коэффициента теплоотдачи от расплава к твердой фазе, и позволяющая учитывать геометрические размеры слитка, скорость разливки, и размер отверстий разливочного стакана.

8. Установлены закономерности изменения интенсивности охлаждения, температуры поверхности, толщины твердой фазы и глубины жидкой фазы слитка в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения МНЛЗ при стационарных и нестационарных режимах разливки.

Основное содержание диссертации отражено в работах:

Публикации в научных журналах, рекомендованных ВАК:

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

2. Лукин, C.B. Исследование теплообмена слитка с кристаллизатором сортов машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, В.В. Мухин, Е.Б. Осип Г.Н. Шестаков, Е.Г. Полушин // Известия вузов. Черная металлургия. - 2008. №5.-С. 31-35.

3. Лукин C.B. Расчет теплового профиля рабочих стенок кристаллизато машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, В.Р. Аншелес, П.Г. Русак Г.Н. Шестаков и др. // Изв. Вузов. Машиностроение. -2008. -№ 6. - С. 57 - 63.

4. Калягин, Ю.А. Исследование теплообмена в зоне вторичного охлажден машины непрерывного литья заготовок / Ю.А. Калягин, C.B. Лукин, М. Образцов // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечн штамповочное, литейное и другие производства). - М.: Машиностроение. - 20 -№2.-С. 66-67.

5. Лукин, C.B. Охлаждение и затвердевание металла в кристаллизато установки непрерывной разливки стали / C.B. Лукин, Н.И. Шестаков, Т. Страшко, A.B. Зверев // Металлы. - 2007. - № 3. - С. 20 - 26.

6. Лукин, C.B. Математическая модель теплообмена сляба с рабочей стенк кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, Н. Шестаков и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 3. - С. 13-16.

7. Лукин, C.B. Контроль процесса теплоотдачи от сляба в зоне вторично охлаждения машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, Н.И. Шестак и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. -№ 5. - С. 61-66.

8. Лукин, C.B. Расчет температурного поля в слое защитного шлака / С. Лукин, Г.Н. Шестаков, В.В. Мухин // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. № 1.-С.64.

9. Сорокин, C.B. Расчёт теплообмена в слябовой заготовке при непрерывной разливке стали / C.B. Сорокин, C.B. Лукин, Г.Н. Шестаков // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 11. - С. 66 - 67.

10. Лукин, C.B. Охлаждение и затвердевание сляба в машине непрерывного литья заготовок при переходных режимах разливки / C.B. Лукин, Ю.А. Калягин, Н.И. Шестаков и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2004. - № 1. - С. 59-61.

11. Калягин, Ю.А. Исследование теплообмена в кристаллизаторе МНЛЗ с круглыми и щелевыми каналами / Ю.А. Калягин, Н.И. Шестаков, О.В. Манько, C.B. Лукин // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). - М.: Машиностроение, 2004. -№ 12.-С. 29-31.

12. Шестаков, Н.И. Расчет температурного поля непрерывноотливаемого слитка / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, О.В. Манько, C.B. Лукин, В.В. Плашенков // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2004. - № 3. - С. 59-61.

13. Калягин, Ю.А. Расчет теплообмена в рабочей стенке щелевого кристаллизатора и оценка влияния его конструктивных параметров на величину термического сопротивления рабочей стенки / Ю.А. Калягин, Н.И. Шестаков, О.В. Манько, C.B. Лукин // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). - М.: Машиностроение, 2004. - № 2. - С. 38-^*0.

14. Шестаков, Н.И. Теплообмен в рабочей стенке щелевого кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, О.В. Манько, C.B. Лукин // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2004. -№3.-С. 78-81.

15. Калягин, Ю.А. Исследование системы охлаждения кристаллизатора слябовой машины непрерывного литья заготовок в натурных условиях / Ю.А. Калягин, C.B. Сорокин, C.B. Лукин // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). - М.: Машиностроение, 2003.-№7.-С. 36-37.

16. Калягин, Ю.А. Определение гидравлических характеристик кристаллизатора с петлевой системой подвода воды / Ю.А. Калягин, C.B. Лукин, С.Ю. Якуничев, A.A. Зайцев // Металлург. - 2003. - № 8. - С. 46-47.

17. Ламухин, A.M. Управление вторичным охлаждением сляба на маш непрерывного литья заготовок / A.M. Ламухин, C.B. Лукин, Ю.А. Калягин и д Сталь. - 2003, № 4. - С. 24-25.

18. Шестаков, Н.И. О расчете температурного поля непрерывного слитка известной интенсивности охлаждения / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, С Лукин // Металлы. - 2003. - № 5. - С. 22 -25.

19. Бормосов, H.A. Экспериментальный стенд и методика исследова форсунок при охлаждении металла в МНЛЗ / H.A. Бормосов, Ю.А. Калягин, А. Ламухин, C.B. Лукин // Сталь. - 2003. - № 6. - С. 35-38.

20. Лукин, C.B. Способ динамического управления вторичным охлаждени сляба на машинах непрерывного литья заготовок при стационарных переходных процессах / C.B. Лукин, Н.И. Шестаков и др. // Заготовительн производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и друг производства). - М.: Машиностроение. - 2003. - № 3. - С. 30-32.

Монографии:

21. Лукин, C.B. Тепловые процессы при разливке стали на машин непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин. - Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2008. 418с.

22. Калягин, Ю.А. Тепловые процессы в зоне вторичного охлаждения машин непрерывного литья заготовок / Ю.А. Калягин, C.B. Лукин, H.A. Бормосов. Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2005. - 168 с.

23. Шестаков, Н.И. Совершенствование системы охлаждения машин непрерывной разливки стали / Н.И. Шестаков, C.B. Лукин, В.Р. Аншелес. Череповец: ЧГУ, 2003. - 100 е. - ISBN 5-85341-138-1.

Патенты на изобретения:

24. Пат. 2229958 Российская Федерация, МПК7 В 22 D 11/22, 11/124. Спосо управления охлаждением сляба в зоне вторичного охлаждения МНЛ криволинейного типа / Лукин C.B., Ламухин A.M., Калягин Ю.А. и др. -2002130853/02; заявл. 18.11.02; опубл. 10.06.04, Бюл.№ 16. - С. 299 - 300.

25. Пат. 2232666 Российская Федерация, МПК7 В 22 D 11/22, 11/124. Спосо динамического управления охлаждением сляба в машине непрерывного лить заготовок / Лукин C.B., Калягин Ю.А., Орлов A.A. и др. - № 2003123510/02 заявл. 24.07.2003; опубл. 20.07.2004, Бюл. № 20. - С. 295.

6. Пат. 2286863 Российская Федерация, МПК7 В22 D 11/22, 11/124. Способ правления вторичным охлаждением сляба в машине непрерывного литья аготовок при стационарных и переходных режимах разливки / Лукин C.B., алягин Ю.А., Ордин В.Г., Шестаков Н.И. и др. - 2004135842/02; заявл. 7.12.2004; опубл. 10.11.2006, Бюл. № 31. - С. 289 - 290.

рочиепубликации:

7. Лукин C.B. Определение рациональной конусности рабочих стенок кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, Н.И. Шестаков и др. // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2007. -№4.-С. 71 -76.

28. Шестаков, Н.И. Динамическая модель регулирования и контроля вторичного охлаждения сляба на машинах непрерывного литья заготовок / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, C.B. Лукин и др. // Неделя металлов: Материалы 2-й Междунар. Недели металлов, Москва, 10-12 марта 2004 г. - М., 2004. - С. 56-58.

29. Шестаков, Н.И. Управление охлаждением сляба на машинах непрерывного литья заготовок / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, C.B. Лукин II Неделя металлов: Материалы 1-ой Междунар. Недели металлов, г. Москва, 3-5 июля 2003 г. - М.,* 2003. - С. 48.

30. Лукин, C.B. Настройка и регулирование вторичного охлаждения сляба на машинах непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, Ю.А. Калягин, Н.И. Шестаков, Д.И. Габелая // Непрерывные процессы обработки давлением: Труды Всеросс. науч.-техн. конф., поев., 100-летию со дня рожд. акад. А.И. Целикова. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - С. 157 - 161.

31. Калягин, Ю.А. Экспериментальное исследование гидравлических и тепловых характеристик кристаллизатора слябовой вертикальной МНЛЗ / Ю.А. Калягин, C.B. Лукин и др. // Бюллетень «Черная металлургия». - М.: ОАО «Черметинформация», 2003. - Вып. 5 (1241). - С. 53 -55.

32. Лукин, C.B. Математическая модель теплообмена в кристаллизаторе / C.B. Лукин, C.B. Сорокин, Г.Н. Шестаков // Современные промышленные технологии. Материалы XVIII всеросс. науч.-техн. конф. - Н.Новгород: ННИМЦ «Диалог», 2007. - С. 14 - 15.

33. Лукин, C.B. Затвердевание сляба при переходных режимах разливки в машине непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, Ю.А. Калягин и др. // Фундаментальные проблемы металлургии: сб. мат. 3-й межвуз. науч.-техн. конф. - Вестник УГТУ - У ПИ. - Екатеринбург: УГТУ, 2003. - № 5 (20). - С. 75 - 78.

$ ...

36 cP

34. Лукин, C.B. Динамическое управление охлаждением сляба в маши непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) / C.B. Лукин, Ю.А. Калягин и др. Вузовская наука - региону: Материалы 1-й Общероссийской науч.-техн. конф Вологда: ВГТУ, 2003. - С. 25 - 28.

35. Лукин, C.B. Математическое моделирование теплообмена сляба с рабоч стенкой кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок / C.B. Лук IIB. Куликов, С.А. Зимин // Прогрессивные процессы и оборудован металлургического производства: Материалы Междунар. науч.-техн. конф., по 50-летию ОАО «Северсталь». - Череповец: ЧГУ, 2006. - Ч. 1. - С. 98 - 100.

36. Лукин, C.B. Методика инженерного расчета конвективного теплообме жидкой стали с твердой оболочкой сляба в машине непрерывного лит заготовок / C.B. Лукин, A.B. Зверев //Там же.-С. 105 - 108.

37. Лукин, C.B. Теплообмен сляба с рабочей стенкой кристаллизатора маши непрерывного литья заготовок / C.B. Лукин, П.В. Куликов // Вестник ЧГУ. Череповец: ЧГУ, 2006 . - № 2. - С.61 - 64.

38. Лукин, C.B. Способ определения зависимости коэффициента теплоотда от удельного расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ / С. Лукин, А.Р. Мусин II Вестник ЧГУ. - Череповец: ЧГУ, 2004. - № 2. - С. 29 - 3

39. Лукин, C.B. Тепловые потоки в рабочей стенке кристаллизатора маш непрерывного литья заготовок при стационарных и нестационарных режим разливки / C.B. Лукин, Ю.А. Калягин, Н.И. Шестаков // Вестник ЧГУ. - Черепов ЧГУ, 2002.-№1.-С. 53-55.

40. Образцов, М.А. Регулирование интенсивности вторичного охлаждения машине непрерывного литья заготовок / М.А. Образцов, Шалкин А.П., С. Лукин // Автоматизация и энергосбережения машиностроительного металлургического производств, технология и надежность машин, приборов оборудования: Материалы IV межд. науч.-техн. конф. Т. 2. - Вологда: ВоГТ 2008. - С. 46 - 48 и другие 50 публикаций.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Процессы охлаждения при непрерывной разливке стали.

1.1.1. Непрерывная разливка стали.

1.1.2. Роль процессов охлаждения при непрерывной разливке.

1.1.3. Задачи и методы теплотехнических исследований.

1.2. Математическое моделирование процессов охлаждения и затвердевания слитка в MHJI3.

1.2.1. Математическое моделирование процесса затвердевания слитка.

1.2.2. Теплообмен в жидком ядре слитка.

1.2.3. Математическое моделирование теплообмена слитка с кристаллизатором.

1.2.4. Усадка слитка в кристаллизаторе.

1.3. Тепловые процессы в кристаллизаторе.

1.3.1. Процессы теплообмена в кристаллизаторе.

1.3.2. Натурные исследования тепловой работы кристаллизатора.

1.3.3. Температурное поле и термическое сопротивление рабочей стенки.

1.4. Теплообмен в зоне вторичного охлаждения MHJ13.

1.4.1. Методы исследования теплоотдачи в ЗВО в натурных условиях.

1.4.2. Эмпирические зависимости для расчета теплоотдачи в ЗВО.

1.4.3. Лабораторные исследования форсуночного охлаждения.

1.5. Охлаждение и затвердевание слитка в МНЛЗ.

1.5.1. Рациональный режим охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ.

1.5.2. Регулирование охлаждения слитка в МНЛЗ.

1.5.3. Контроль процесса затвердевания слитка в МНЛЗ.

1.6. Выводы по главе.

2. ОХЛАЖДЕНИЕ И ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СЛИТКА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ.

2.1. Математическое моделирование процесса затвердевания.

2.1.1. Уравнение температурного поля слитка.

2.1.2. Условия однозначности.

2.1.3. Затвердевание плоского и квадратного слитков.

2.2. Теплообмен в жидком ядре слитка.

2.2.1. Определение скорости циркуляции жидкого металла.

2.2.2. Определение теплоотдачи от жидкого металла.

2.2.3. Снятие теплоты перегрева расплава в кристаллизаторе.

2.2.4. Эффективный коэффициент теплопроводности.

2.3. Теплообмен слитка с кристаллизатором.

2.3.1. Математическая модель теплообмена слитка с рабочей стенкой кристаллизатора.

2.3.2. Проверка адекватности модели.

2.3.3. Влияние теплопроводности смазки на теплообмен и затвердевание слитка в кристаллизаторе.

2.3.4. Влияние коэффициента термического расширения на теплообмен и затвердевание слитка.

2.3.5. Влияние теплофизических параметров на теплообмен и затвердевание слитка в кристаллизаторе.

2.4. Затвердевание и усадка слитка в кристаллизаторе.

2.4.1. Затвердевание слитка при стационарных и переходных режимах разливки.

2.4.2. Расчет процесса затвердевания слитка при простых скачках скорости.

2.4.3. Усадка слитка и выбор рациональной конусности рабочей стенки.

2.5. Выводы по главе.

3. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В РАБОЧЕЙ СТЕНКЕ КРИСТАЛЛИЗАТОРА

И В СЛОЕ ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩЕГО ШЛАКА.

3.1.Тепловые потоки в рабочей стенке кристаллизатора.

3.1.1. Плотность теплового потока от слитка к рабочей стенке при стационарной скорости разливки.

3.1.2. Плотность теплового потока от стенки к охлаждающей воде при стационарной скорости разливки.

3.1.3. Тепловые потоки от слитка к рабочей стенке кристаллизатора при нестационарной скорости разливки.

3.1.4. Переходные процессы в рабочей стенке кристаллизатора.

3.2. Тепловое сопротивление рабочей стенки кристаллизатора.

3.2.1. Геометрические параметры рабочей стенки щелевого кристаллизатора.

3.2.2. Расчет теплоотдачи к охлаждающей воде.

3.2.3. Инженерная методика расчета теплового сопротивления рабочей стенки кристаллизатора.

3.2.4. Расчет теплового сопротивления рабочей стенки.

3.2.5. Обоснование инженерного метода расчета теплового сопротивления рабочей стенки.

3.3. Температурные условия в рабочей стенке кристаллизатора.

3.3.1. Расчет нагрева охлаждающей воды в кристаллизаторе.

3.3.2. Расчет температуры поверхности охлаждаемых каналов.

3.3.3. Расчет температуры рабочей поверхности кристаллизатора.

3.3.4. Рациональные расходы воды на рабочие стенки кристаллизатора.

3.4. Теплообмен в слое защитного шлака.

3.5. Выводы по главе.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАТВЕРДЕВАНИЯ СЛИТКА

В ЗВО ПРИ СТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ РАЗЛИВКИ.

4.1. Взаимосвязь параметров охлаждения и затвердевания слитка.

4.1.1. Инженерная математическая модель затвердевания слитка.

4.1.2. Обоснование инженерной модели затвердевания слитка.

4.1.3. Затвердевание слитка при постоянной интенсивности охлаждения.

4.2. Измерение температуры поверхности слитка и интенсивность охлаждения в ЗВО.

4.2.1. Рекомендации по установке датчика температуры поверхности слитка.

4.2.2. Измерение температуры поверхности слитка в ЗВО сортовой MHJI3.

4.2.3. Определение коэффициентов теплоотдачи в зонах сортовой MHJT3.

4.2.4. Затвердевание сортового слитка в MHJI3.

4.3. Охлаждение и затвердевание сляба в ЗВО.

4.3.1. Расчет затвердевания сляба в ЗВО.

4.3.2. Влияние скорости разливки на процесс затвердевания.

4.3.3. Влияние интенсивности охлаждения на процесс затвердевания.

4.3.4. Влияние толщины слитка на процесс затвердевания.

4.4. Выводы по главе.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ЗВО

МЕТОДОМ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА.

5.1. Тепловой баланс ЗВО.

5.1.1. Материальный баланс ЗВО.

5.1.2. Тепловой баланс ЗВО в целом.

5.1.3. Тепловой баланс для отдельной зоны вторичного охлаждения.

5.1.4. Теплообмен в отдельных зонах вторичного охлаждения.

5.2. Определение степени парообразования в зонах с водовоздушным охлаждением.

5.2.1. Система удаления ПВС из бункера МНЛЗ.

5.2.2. Определение паросодержания в ПВС.

5.2.3. Влияние воздуха на параметры ПВС.

5.2.4. Определение расхода пара на выходе из ЗВО.

5.2.5. Определение степени парообразования в зонах с водовоздушным охлаждением.

5.3. Исследование теплообмена в ЗВО слябовой МНЛЗ.

5.3.1. Исследование теплового баланса ЗВО слябовой МНЛЗ.

5.3.2. Методика определения управляющей зависимости.

5.3.3. Исследование теплообмена в зонах с водовоздушным охлаждением.

5.4. Выводы по главе.

6. РЕГУЛИРОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ В ЗВО И КОНТРОЛЬ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ СЛИТКА В МНЛЗ.

6.1. Способ динамического управления охлаждением слитка.

6.1.1. Принцип управления охлаждением слитка.

6.1.2. Определение времени затвердевания элемента слитка.

6.1.3. Регулирование расходов воды в ЗВО МНЛЗ.

6.1.4. Совершенствование охлаждения слитка в отдельных зонах ЗВО.

6.2. Динамическая модель охлаждения и затвердевания слитка.

6.2.1. Теоретическое изменение интенсивности охлаждения и затвердевание сляба в МНЛЗ.

6.2.2. Затвердевание слитка при рациональном охлаждении.

6.2.3. Затвердевание слитка при позонном охлаждении.

6.3. Расчет охлаждения и затвердевания сляба в динамических режимах разливки.

6.3.1. Иллюстрация принципа регулирования охлаждения слитка.

6.3.2. Расчет затвердевания слитка при рациональном охлаждении.

6.3.3. Расчет затвердевания слитка при позонном охлаждении.

6.4. Выводы по главе.

Актуальность работы. В настоящее время во всем мире особое место уделяют совершенствованию процесса непрерывной разливки и увеличению доли стали, производимой на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Развитие процесса непрерывной разливки стали происходит в условиях конкурентной борьбы на мировом рынке, основными требованиями которого является повышение качества конечной продукции при одновременном снижении ее себестоимости. В технологической цепочке металлургического производства МНЛЗ находится между сталеплавильным агрегатом и прокатным станом, поэтому эффективность работы МНЛЗ во многом определяет качество и себестоимость конечной продукции. При заданных параметрах исходной жидкой стали и конструкции МНЛЗ, эффективность ее работы (качество разлитого металла, производительность и стойкость оборудования) определяется технологическими факторами, среди которых очень важную роль играет организация охлаждения слитка в МНЛЗ.

Процессы, связанные с охлаждением слитка в МНЛЗ, 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, Л.С. Рудого, Б.И. Краснова, В.А. Карлика, Д.А. Дюдкина, 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 Л.Н. Сорокина, В.И. Лебедева, А.Н. Шичкова, А.Л. Кузьминова, Ю.А. Калягина, Н.В. Телина и др.

Несмотря на большое количество проведенных исследований, организация охлаждения слитка в МНЛЗ является весьма несовершенной, что связано с недостаточной изученностью тепловых взаимосвязей между охлаждающим оборудованием и непрерывным слитком из-за отсутствия достаточно простых и надежных методов исследования теплообмена в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения (ЗВО). Кроме того, отсутствуют методы рационального охлаждения слитка в МНЛЗ при динамических режимах разливки, когда изменяются скорость разливки, уровень мениска и параметры жидкого металла на входе в кристаллизатор. Рассмотрение MHJ13 в качестве «черного ящика» не позволяет получить закономерности рационального охлаждения слитка в динамических режимах разливки. Построение «обратных связей» в системах автоматического управления охлаждением слитка в MHJI3 на практике затруднительно из-за отсутствия методов надежного и непрерывного контроля температуры поверхности слитка в отдельных секциях MHJI3. В связи со сказанным, наиболее перспективным в плане повышения эффективности организации охлаждения слитка в MHJ13 является дальнейшее исследование тепловых взаимосвязей внутри MHJT3 и разработка принципов рационального охлаждения слитка в MHJI3.

Цель работы - развитие теории охлаждения слитка в элементах оборудования MHJI3 (кристаллизаторе и ЗВО) и совершенствование организации охлаждения с целью улучшения качества металла, повышения эксплуатационной стойкости оборудования и увеличения производительности MHJT3.

Методы исследования. Работа выполнялась на основе теоретических, натурных и лабораторных исследований. Численными и аналитическими методами исследовались процессы охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения (ЗВО), а также тепловые процессы в рабочей стенке кристаллизатора; экспериментально-расчетными методами исследовались теплообмен слитка с кристаллизатором сортовой MHJI3, интенсивность охлаждения слитка в ЗВО сортовой MHJI3 и в ЗВО криволинейной слябовой ' МНЛЗ; в лабораторных условиях исследовались расходные и дисперсные характеристики форсунок ЗВО слябовых криволинейных МНЛЗ.

Научная новизна работы. 1. Развиты основы методологии охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ при динамических режимах разливки, позволяющей выдерживать рациональный температурный профиль поверхности слитка, и рассчитывать формирование оболочки слитка и длину жидкой фазы вдоль технологической оси при произвольных стационарных и нестационарных режимах разливки, при которых изменяются скорость разливки, уровень мениска жидкого металла в кристаллизаторе и параметры жидкой стали, подаваемой в кристаллизатор.

2. Разработан метод определения тепловой взаимосвязи слитка с охлаждающими устройствами в ЗВО MHJI3, включающий исследование теплового баланса бункера ЗВО и математическое моделирование процесса затвердевания слитка в МНЛЗ.

3. Разработана математическая модель теплообмена слитка с рабочей стенкой кристаллизатора МНЛЗ, позволяющая рассчитывать величину зазора между слитком и рабочей поверхностью кристаллизатора, на основе которой установлен характер влияния теплофизических параметров металла и смазки на процессы охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе.

4. Разработан метод определения тепловой взаимосвязи слитка с рабочей стенкой кристаллизатора во все моменты его пребывания в кристаллизаторе МНЛЗ, включающий измерение при динамических режимах разливки теплового потока, отводимого охлаждающей водой, и математическое моделирование теплопередачи в рабочей стенке кристаллизатора.

5. Разработан метод определения тепловой взаимосвязи слитка с охлаждающими устройствами в ЗВО МНЛЗ, включающий измерение температуры поверхности слитка в секциях ЗВО и математическое моделирование процесса затвердевания слитка в МНЛЗ.

6. Разработана инженерная методика расчета эффективного коэффициента теплопроводности жидкого ядра сляба, позволяющая учитывать скорость разливки, геометрические размеры сляба и диаметр отверстий разливочного стакана.

7. Разработана инженерная методика расчета теплопередачи в рабочей стенке щелевого кристаллизатора, на основе которой установлены закономерности изменения температур охлаждающей воды, поверхности охлаждаемых каналов и рабочей поверхности по высоте кристаллизатора в зависимости от геометрических параметров стенки, скоростей разливки и воды в каналах кристаллизатора вертикальной МНЛЗ.

8. Установлены закономерности изменения интенсивности охлаждения, температуры поверхности, толщины оболочки, глубины жидкой фазы слитка в кристаллизаторе и ЗВО МНЛЗ при стационарных и нестационарных режимах. Практическая ценность работы.

1. Разработан способ охлаждения сляба в ЗВО МНЛЗ, защищенный тремя патентами на изобретения, который позволяет выдерживать рациональный температурный режим охлаждения сляба при стационарных и переходных режимах разливки, рекомендованный к внедрению в систему автоматизации криволинейных слябовых МНЛЗ для повышения качества металла и увеличения стойкости оборудования МНЛЗ.

2. Разработана программа динамического охлаждения и затвердевания сляба в криволинейных МНЛЗ, управляющая расходами воды в ЗВО МНЛЗ при динамических режимах разливки, визуализирующая процесс охлаждения и затвердевания слитка и рекомендованная к внедрению в систему АСУ МНЛЗ КП ОАО «Северсталь».

3. Разработаны и внедрены рекомендации по повышению стойкости кристаллизатора, устанавливающие рациональные скорости и расходы охлаждающей воды в щелевом кристаллизаторе вертикальной МНЛЗ.

4. Разработаны и внедрены рекомендации по повышению равномерности теплообмена слитка по ширине рабочей стенки кристаллизатора вертикальной МНЛЗ с целью повышения качества слитка.

5. Разработана методика определения рационального профиля рабочей стенки кристаллизатора, при котором обеспечивается плотный контакт слитка с кристаллизатором и высокая интенсивность теплопередачи от слитка к кристаллизатору по всей высоте кристаллизатора.

6. Установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в секциях с водовоздушным охлаждением криволинейной слябовой ролико-форсуночной МНЛЗ, которую можно использовать при совершенствовании охлаждения сляба в ЗВО МНЛЗ, а также для более точного расчета процесса затвердевания сляба на основе математического моделирования.

7. Установлена зависимость плотности теплового потока от слитка к рабочей стенке кристаллизатора сортовой МНЛЗ, разливающей слитки квадратного сечения, от времени пребывания элемента слитка в кристаллизаторе, которую можно использовать при расчете процесса затвердевания слитка в кристаллизаторе и температурных условий в рабочей стенке.

8. Установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой МНЛЗ, которую можно использовать при совершенствовании системы охлаждения сортовой МНЛЗ, а также для более точного расчета процесса затвердевания слитка на основе математического моделирования.

9. Разработаны рекомендации по совершенствованию распределения интенсивности охлаждения по длине секций ЗВО, включающих несколько рядов форсунок, с целью исключения разогрева слитка при переходе из одной секции в другую при стационарных скоростях разливки и улучшения качества металла.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли проверку в промышленных условиях на ОАО «Северсталь», внедрены или рекомендованы к внедрению в конвертерном и электросталеплавильном производствах ОАО «Северсталь», а также могут быть использованы организациями, занимающимися проектированием и разработкой технологических режимов непрерывной разливки стали и модернизацией оборудования МНЛЗ.

Апробация работы. Основные разделы работы докладывались на 1-й, 4-й и 5-й Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, 1998, 2003, 2006), XII Межвузовской военно-научной конференции (Череповец, 1998), на 1-й, 2-й и 4-й Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах» (Череповец, 1999, 2002, 2005), на 1-й

Общероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука — региону» (Вологда, 2003), на научно-технической конференции «Северсталь - пути к совершенствованию» (Череповец, 2003), на 3-й Межвузовской научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (Екатеринбург, 2003), на 1-й и 2-й Международной Неделе металлов (Москва, 2003, 2004), на 4-й Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2004), на Всероссийской научно-технической конференции «Непрерывные процессы обработки давлением» (Москва, 2004), на 2-й Международной научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда, 2004), на Международной научно-технической конференции «Автоматизированная подготовка машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2005), на И-ой Международной научно-технической конференции «Автоматизация машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2006), на Всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (Вологда, 2007), на XVIII Всероссийской научно-технической конференции «Современные промышленные технологии» (Н.Новгород, 2007), на IV международной научно-технической конференции «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2008).

Публикации. Основные материалы диссертации изложены в 90 работах (из них 3 монографии, 3 патента и 20 статей в журналах, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и приложений, содержит 378 страниц машинописного текста, 210 рисунков, 17 таблиц, список литературы, состоящий из 302 наименований.

6.4. Выводы по главе

1. Разработан способ динамического управления охлаждением слитка в МНЛЗ, позволяющий выдерживать температуру поверхности слитка в ЗВО на неизменном рациональном уровне при стационарных и нестационарных режимах разливки; установлены аналитические зависимости для изменения интенсивности охлаждения при простых скачках скорости разливки.

2. Показано, что для реализации рационального охлаждения слитка в ЗВО МНЛЗ отдельная секция с регулируемым расходом воды должна включать один ряд форсунок; разработаны рекомендации по совершенствованию интенсивности охлаждения в секциях ЗВО, включающих несколько рядов форсунок, с целью исключения разогрева поверхности слитка при переходе из одной секции в другую и улучшения качества слитка.

3. Разработана математическая модель охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ при динамических режимах разливки; разработана программа динамического охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ, позволяющая визуализировать процесс охлаждения и затвердевания.

4. Разработан инженерный способ расчета процесса затвердевания слитка в МНЛЗ, позволяющий рассчитывать толщину твердой фазы и глубину жидкой фазы при произвольном изменении скорости разливки; установлены аналитические выражения для расчета процесса формирования твердой фазы при одинарном и двойном скачках скорости разливки.

5. Установлены закономерности изменения коэффициентов теплоотдачи, расходов воды в ЗВО и формирования твердой фазы слитка в МНЛЗ при простых скачках скорости разливки при динамическом способе охлаждения; показано, что при длительном снижении скорости разливки предложенный способ позволяет в целом качественно регулировать охлаждение слитка в ЗВО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены научно обоснованные технические решения по исследованию и совершенствованию организации охлаждения слитка в МНЛЗ:

1. Развиты основы методологии охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ при динамических режимах разливки, позволяющей выдерживать рациональный температурный профиль поверхности слитка и рассчитывать формирование твердой фазы вдоль технологической оси при произвольных стационарных и нестационарных режимах разливки, при которых изменяются скорость разливки, уровень мениска жидкого металла в кристаллизаторе и параметры жидкой стали, подаваемой в кристаллизатор; разработаны рекомендации по совершенствованию распределения интенсивности охлаждения слитка в отдельных секциях ЗВО.

2. Разработан метод исследования теплообмена в ЗВО, включающий исследование теплового баланса бункера ЗВО и математическое моделирование процесса затвердевания сляба в МНЛЗ; получена эмпирическая зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в секциях с водовоздушным охлаждением криволинейной слябовой ролико-форсуночной МНЛЗ.

3. Разработана математическая модель теплообмена слитка с кристаллизатором, позволяющая рассчитывать величину зазора между слитком и рабочей стенкой; установлено влияние теплофизических параметров смазки и металла на процессы охлаждения и затвердевания слитка в кристаллизаторе; разработана методика расчета усадки слитка и выбора рационального профиля рабочих стенок кристаллизатора; даны рекомендации по совершенствованию теплообмена слитка с кристаллизатором.

4. Разработан метод исследования интенсивности охлаждения слитка во все моменты его пребывания в кристаллизаторе на основе измерения теплового потока, отводимого охлаждающей водой, и моделировании теплопередачи в рабочей стенке кристаллизатора при динамических режимах разливки; установлен характер изменения тепловых потоков и температур по высоте и толщине рабочей стенки кристаллизатора сортовой МНЛЗ.

5. Разработан метод определения интенсивности охлаждения слитка в секциях ЗВО МНЛЗ, включающий измерение температуры поверхности слитка и математическое моделирование процесса затвердевания слитка в МНЛЗ; установлена зависимость коэффициента теплоотдачи от удельного расхода воды в ЗВО сортовой МНЛЗ.

6. Разработана инженерная методика расчета теплопередачи в рабочей стенке щелевого кристаллизатора; установлены температурные условия в рабочей стенке в зависимости от технологических и геометрических параметров; разработана математическая модель теплообмена в слое шлака; даны рекомендации по совершенствованию системы охлаждения щелевого кристаллизатора вертикальной МНЛЗ.

7. Разработана инженерная методика расчета эффективного коэффициента теплопроводности расплава, включающая расчет средней скорости циркуляции расплава в кристаллизаторе и коэффициента теплоотдачи от расплава к твердой фазе, и позволяющая учитывать геометрические размеры слитка, скорость разливки, и размер отверстий разливочного стакана.

8. Установлены закономерности изменения интенсивности охлаждения, температуры поверхности, толщины твердой фазы и глубины жидкой фазы слитка в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения МНЛЗ при стационарных и нестационарных режимах разливки.

Внедрение данных технических решений позволяет улучшить качество разливаемого металла, увеличить срок службы оборудования и производительность МНЛЗ, что приводит к повышению качества конечной продукции (проката) при одновременном снижении ее себестоимости.

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, Е.Н. Манаенко 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. 602289 СССР, МКИ В 22 D 11/00. Способ непрерывной разливки металлов Текст. / Лебедев В.И., Уразаев Р.А., Паршин В.М. и др. № 2380873; за-явл. 24.06.76; опубл. 1978, Бюл. № 14. - С. 34.

5. А. с. 620331 СССР, МКИ В 22 D 11/16. Способ автоматического управления процессом непрерывной разливки металла Текст. / Сорокин Л.И., Жуковский С.И. № 1864589; заявл. 02.01.73; опубл. 1978, Бюл. № 31. - С. 26.

6. А.с. 634848 СССР, МКИ В 22 D 11/16. Способ контроля процесса кристаллизации Текст. / Ю.К. Павлов, С.Н. Пронских, В.А. Белдовский Заявл. 05.07.07, №2505602; опубл. 1978, Бюл. № 44. - 52.

7. А. с. 686811 СССР, МКИ В 22 D 11/00. Способ непрерывной разливки металлов Текст. / Лебедев В.И., Евтеев Д.П., Уманец В.И. и др. № 2503173; заявл. 01.07.77; опубл. 1979, Бюл. № 35. - С. 46.

8. А. с. 914172 СССР, МКИ В 22 D 11/00. Способ непрерывной разливки металлов Текст. / Уманец В.И., Поживанов A.M., Лебедев В.И. и др. № 2925956; заявл. 19.05.80; опубл. 1982, Бюл. № 11. - С. 39.

9. 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.

10. А. с. 1109249 СССР, МКИ В 22 D 11/16 . Устройство для контроля толщины оболочки слитка в кристаллизаторе машины непрерывного литья металла Текст. / Краснов Б.И., Циер Ю.М., Смирнов Г.А. № 3646473/22-02; заявл. 27.09.83; опубл. 1984, Бюл. № 31. - С. 36.

11. Балахонов, В.Н. Структура и свойства шлаков для непрерывной разливки сталей Текст. / В.Н. Балахонов и др. // Сталь. 2000. - № 11. - С. 44-45.

12. 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.

13. 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.

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

15. Блочное водовоздушное охлаждение слябов при непрерывной разливке стали Текст. / В.П. Землянский и др. // Сталь. 1987. - № 9. - С. 33-34.

16. Борисов, В.Т. Квазиравновесная теория двухфазной зоны и ее применение к затвердеванию сплавов Текст. / В.Т. Борисов, В.В. Виноградов, И.Л. Тяжель-никова // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. - № 5. - С. 127-134.

17. Борисов, В.Т. Об оптимальных условиях охлаждения непрерывного слитка при изменении скорости его вытягивания Текст. / В.Т. Борисов, Л.А. Соколов // Известия АН СССР. Металлы. 1979. - № 1. - С. 124-129.

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

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

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

21. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей Текст. / Н.Б. Варгафтик. М.: Наука, 1972. - 720 с.

22. Вейник, А.И. Теория затвердевания отливки Текст. / А.И. Вейник. М.: Маш-гиз.- I960. - 435 с.

23. Вейник, А.И. Тепловые основы теории литья Текст. / А.И. Вейник. М.: Маш-гиз.- 1953.-384 с.

24. 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. V.2. - P. 1021-1030.

25. Водоводушное охлаждение блюмовых заготовок на МНЛЗ Оскольского электрометаллургического комбината Текст. / Ю.М. Айзин, В.И. Ганин, A.M. Ере-метов и др. // Сталь. 1987. - № 9. - С. 28-30.

26. 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.

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

28. 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: ЧГУ, 2002. 16 с.

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

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

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

32. 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.

33. Динамическая система вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок Текст. / Е.П. Парфенов, А.А. Смирнов, А.В. Кошкин, Л.Г. Корзунин // Металлург. 1999. - № 11. - С. 53-54.

34. Динамическое управление охлаждением сляба в машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) Текст. / С.В. Лукин, Ю.А. Калягин, A.M. Ламухин и др. // Вузовская наука региону: Материалы 1-й Общероссийской науч.-техн. конф. — Вологда: ВГТУ, 2003. - С. 25-28.

35. 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.

36. 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.

37. 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.

38. Дюдкин, Д.А. Улучшение качества непрерывнолитых слябов при использовании кристаллизаторов с переменной по высоте конусностью Текст. / Д.А. Дюдкин, С.В. Хохлов, A.M. Кондратюк // Металлург. 1985. - № 7. - С. 22-23.

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

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

41. 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.

42. 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.

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

44. Завгородний, П.Ф., Численное исследование влияния термогравитационной конвекции на распределение примеси в затвердевающем слитке Текст. / П.Ф. Завгородний, В.Ф. Недопекин В.Ф., Повх И.Л., и др. // Известия АН СССР. Металлы. 1977. - № 5. - С. 128.

45. Закономерности кристаллизации плоской отливки из бинарного сплава Текст. / Ю.А. Самойлович, В.А. Горяинов, И.М. Дистергефт, Е.А. Чесницкая // Горение, теплообмен и нагрев металла: сб. науч. трудов ВНИИМТ. М. — 1973. — № 24. - С. 75-88.

46. Заявка 53-16762 Япония, НКИ 11 В 091.1. Способ определения толщины затвердевшей корочки в заготовке при непрерывной разливке Текст. / Накамо-ри Юкио, Нагано Хироси, Ивао Норихито. № 48-100849; заявл. 07.09.73; опубл. 03.06.78.

47. Заявка 54-115636 Япония, НКИ 11 В 091.1. Способ измерения толщины неза-твердевшей части заготовки в установке непрерывной разливки Текст. / Мия-кава Кадзуо, Сасаки Юкихито, Кавамуре Кодзи, Сато Сюити. — № 53-22461; заявл. 28.02.78; опубл. 08.09.79.

48. Заявка 54-17327 Япония, НКИ 11 В 091.1. Устройство для определения местоположения точки затвердевания непрерывной заготовки Текст. / Сача Тикао, Кавамура Тэцуо, Саито Цутому. -№ 52-81647; заявл. 08.07.77; опубл. 08.02.79.

49. 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.

50. Иванцов, Г.П. Нагрев металла Текст. / Г.П. Иванцов. М.: Металлургиздат, 1948.- 164 с.

51. Иванцов Г.П. Теплообмен между слитком и изложницей Текст. / Г.П. Иванцов. М.: Металлургиздат, 1951. - 40 с.

52. Измерение толщины корочки заготовки при непрерывной разливке Текст. / Кавасима Кацихиро и др. // Tetsu to hagane / J. Iron and Steel. Inst. Jap. 1979. -65, № 11.-P. 198.

53. 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.

54. Инженерный способ определения конца затвердевания на МНЛЗ Текст. / А.Н. Шичков, С.В. Лукин, Н.Г. Баширов [Текст] // Тепловые процессы в технологических системах: Сборн. науч. тр. -Череповец: ЧГИИ, 1996. Вып.З С.17.

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

56. Исаченко, В.Л. Теплопередача Текст. / В.Л. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. — М.: Энергоиздат, 1981. -417 с.

57. Исаченко, В.П. Экспериментальное исследование охлаждения плоской вертикальной поверхности струей диспергированной жидкости Текст. / В.П. Исаченко, И.К. Сидорова // Теплоэнергетика. 1982. - № 3. - С. 30-33.

58. Исследование влияния протяжённости жидкой фазы в непрерывном слитке на сопротивление его вытягиванию из МНЛЗ Текст. / Н.Н. Дружинин, С.А. Филатов, O.K. Храпченков и др. // Сталь. 1982. - № 6. - С. 27-30.

59. 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.

60. Исследование метода и устройства автоматического контроля толщины корочки слитка на МНЛЗ Текст. / О.В. Носоченко, Г.Н. Дерябина, З.В. Оверчен-ко, A.M. Диденко // Металлург, и горнорудн. пром-ть. 1980. - № 2. - С. 55-56.

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

62. Исследование параметров водовоздушного вторичного охлаждения Текст. / М.П. Овчаренко, С.Д. Разумов и др. // Сталь. 1986. - № 1. - С. 27-29.

63. 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.

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

65. Исследование процессов тепло- и массообмена методом сеток Текст. / Н.И. Никитенко. Киев: Наукова думка, 1978. — 213 с.

66. 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.

67. 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.

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

69. Исследование теплообмена в кристаллизаторе МНЛЗ с круглыми и щелевыми каналами Текст. / Ю.А. Калягин, Н.И. Шестаков, О.В. Манько, С.В. Лукин // Заготовительные производства в машиностроении. М.: Машиностроение, 2004.-№ 12.-С. 29-31.

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

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

72. 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.

73. Исследование термического состояния и особенностей поведения непрерывной заготовки в нижней зоне кристаллизатора УНРС Текст. / Р.Г. Акмен, Б.И. Кубрик // Известия вузов. Черная металлургия. 1981. -№ 2. - С. 103-106.

74. Калягин, Ю.А. Исследование систем охлаждения кристаллизаторов слябовых машин непрерывного литья заготовок методом математического моделирования Текст. / Ю.А. Калягин, С.В. Сорокин, С.В. Лукин // Вестник ЧГУ. Череповец: ЧГУ, 2002. - № 1. - С. 55-59.

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

76. 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.

77. Карлинский, С.Е. Направления развития МНЛЗ ведущих зарубежных фирм Текст. / С.Е. Карлинский, В.Т. Болозович, Л.Н. Дозмарова. М.: ЦНИИТЭИ-тяжмаш, 1987. - 48 с.

78. Кириллин, В.А. Техническая термодинамика: Учебник для вузов Текст. / В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. М.; Энергоатомиздат, 1983. - 416 с.

79. Китаев, Е.М. Затвердевание стальных слитков Текст. / Е.М. Китаев. — М.: Металлургия, 1982. 168 с.

80. Коздоба, Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности Текст. / Л.А. Коздоба. — М.: Наука, 1975. 227 с.

81. 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.

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

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

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

85. Краснов, Б.И. Оптимизация режима кристаллизации слитка на машинах непрерывного литья заготовок Текст. / Б.И. Краснов, Д.П. Евтеев // Сталь. 1974. — № 10.-С. 89-90.

86. 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.

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

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

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

90. Кутателадзе, С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочник Текст. / С.С. Кутателадзе. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.

91. Кушнырев, В.И. Экспериментальное исследование процесса диспергирования жидкости Текст. / В.И. Кушнырев // Теплоэнергетика и машиностроение: Тр. МЭИ, 1972. Вып. 104. - С. 26-30.

92. Лабейш, В.Г. Воздушное и жидкостное охлаждение стального листа при горячей прокатке Текст. / В.Г. Лабейш // Изв. вузов. Черная металлургия. -1982.-№5,- С. 48-52.

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

94. Лабейш, В.Г. Охлаждение высокотемпературной стенки жидкими струями и каплями Текст. / В.Г. Лабейш, О.А. Родионов, О.В. Шелудько // Матер. 6-й Всесоюз. конф. по тепломассообмену. Минск, 1980. - № 4. - С. 133-138.

95. Лебедев, В.И. Переходный режим вторичного охлаждения непрерывных слитков в нестационарных условиях разливки Текст. / В.И. Лебедев, Д.П. Ев-теев, В.Н. Битков // Сталь. 1980. - № 4. - С. 283-285.

96. Лейбензон, Л.С. Собрание трудов Текст. / Л.С. Лейбензон. М.: Изд-во АН СССР, 1955.-Т.4. с. 398.

97. Лифшиц, Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов Текст. / Б.Г. Лифшиц. М.: Машгиз, 1959. - 368 с.

98. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа Текст. / Л.Г. Лойцянский. М.: Энергия, 1978.-736 с.

99. И5. Лукин, С.В. Охлаждение слитка в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок Текст. / С.В. Лукин, А.В. Зверев, А.С. Зимин / Вестник ЧГУ. Череповец: ЧГУ, 2007,- № 3. - С. 69-26.

100. Лукин, С.В. Выбор рационального профиля рабочих стенок кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок Текст. / С.В. Лукин, Т.И Страшко // Вестник ЧГУ. Череповец: ЧГУ, 2007.- № 3. - С. 75-80.

101. Лукин, С.В. К вопросу об исследовании параметров жидкости, диспергированной плоскофакельной форсункой, с помощью лазера Текст. / С.В. Лукин, Н.Г. Баширов. Вологда, 1997. - 13 с. - Деп. в ВИНИТИ 05.02.97, № 309-В97.

102. Лукин, С.В. К вопросу о спрейерном охлаждении низко- и высокотемпературных поверхностей и о тарировании охлаждающих свойств форсунки с помощью лазера Текст. / С.В. Лукин. Вологда, 1997. — 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 05.02.97, № 308-В97.

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

104. Лукин, С.В. Математическая модель теплообмена в кристаллизаторе / Текст. / С.В. Лукин, С.В. Сорокин, Г.Н. Шестаков // Современные промышленныетехнологии. Материалы XVIII всероссийской науч.-техн. конф. Н.Новгород: ННИМЦ «Диалог», 2007. - С. 14-15.

105. Лукин, С.В. Математическая модель теплообмена сляба с рабочей стенкой кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок Текст. / С.В. Лукин, Н.И. Шестаков, Т.И. Страшко // Изв. вузов. Черная металлургия. 2007. - № 3. -С. 13-16.

106. Лукин, С.В. Охлаждение и затвердевание металла в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок Текст. / С.В. Лукин, Н.И. Шестаков, Т.И. Страшко, А.В. Зверев / Металлы, 2007. № 3. - С. 20-26.

107. Лукин, С.В. Расчет теплообмена в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок Текст. / С.В. Лукин и др. // Вузовская наука региону. Материалы всеросс. науч.-техн. конф. Вологда: ВГТУ, 2007. - С. 24-26.

108. Лукин, С.В. Расчет температурного поля в слое защитного шлака Текст. / С.В. Лукин, Г.Н.Шестаков, В.В. Мухин // Изв. вузов. Черная металлургия. — 2007. -№ 1,С. 64.

109. Лукин, С.В. Способ определения зависимости коэффициента теплоотдачи от удельного расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ Текст. / С.В. Лукин и др. // Вестник ЧГУ. Череповец: ЧГУ, 2004. - № 2. - С. 29-32.

110. Лукин, С.В. Теплообмен сляба с рабочей стенкой кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок Текст. / С.В. Лукин, П.В. Куликов // Вестник ЧГУ. Череповец: ЧГУ, 2006 . - № 2. - С.61-64.

111. Лукин, С.В. Управление охлаждением металла на слябовых машинах непрерывного литья заготовок Текст. / С.В. Лукин, Д.И. Габелая, Ю.А. Калягин // Северсталь пути к совершенствованию: Материалы науч.-техн. конф. - Череповец: ЧГУ, 2003. - С. 27-28.

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

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

114. 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.

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

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

117. Моделирование процессов охлаждения и затвердевания сляба при динамических режимах разливки Текст. / С.В. Лукин, Д.И. Габелая, Ю.А. Калягин и др. // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства:

118. Материалы 4-й Междунар. иауч.-техн. конф., поев. 120-летию акад. И.П. Бардина. Череповец: ЧГУ, 2003. - С. 104-107.

119. 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.

120. Модернизация МНЛЗ с использованием автоматических измерительных и регулирующих систем Текст. / Р.С. Тахаутдинов, А.Д. Носов, С.В. Горосткин и др. // Сталь. 2002. - № 1. - С. 25-28.

121. Наладка и регулирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха: Справочник Текст. / под ред. Журавлева Б.А. — М.: Стройиздат, 1980. с. 234.

122. Непрерывная разливка стали на радиальных установках Текст. / В.Т. Слад-коштеев, Р.В. Потанин, О.Н. Суладзе и др. М.: Металлургия, 1974. - 286 с.

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

124. Новая система водовоздушного охлаждения на МНЛЗ Текст. / В.П. Землян-ский, А.Б. Локшин, И.Н. Хрыкин и др. // Черная металлургия: Бюл. НТИ. — М.: Черметинформация, 1985. № 2. - С. 56.

125. Новый стенд для исследования характеристик факела щелевых форсунок слябовых МНЛЗ Текст. / Ю.М. Айзин, А.В. Куклев, В.А. Капитанов и др. -Сталь. 2003. - № 12. - С. 25-26.

126. 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.

127. Обобщающая зависимость коэффициента турбулентного переноса тепла в потоке жидкости Текст. / В.И. Субботин, М.Х. Ибрагимов, Е.В. Номофилов / Теплофизика высоких температур. 1965. - Т. 3, № 3. - С. 421^426.

128. Определение гидравлических характеристик кристаллизатора с петлевой системой подвода воды Текст. / Ю.А. Калягин, С.В. Лукин, С.Ю. Якуничев, А.А. Зайцев // Металлург. 2003. - № 8. - С. 46-47.

129. 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. 39^11.

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

131. 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. - С. 85-88.

132. Оптимизация затвердевания непрерывного слитка Текст. / В.А. Берзинь, В.Н. Жевлаков, Я.Я. Клевинь и др. Рига: Зинатне, 1977. - 148 с.

133. Оптимизация процесса непрерывной разливки стали путем улучшения теплопередачи в кристаллизаторе Текст. / A.M. Поживанов, В.И. Дождиков, В.М. Кукарцев и др. // Сталь. 1986. - № 7. - С. 20-22.

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

135. Оптимизация режимов управления охлаждением сляба в МНЛЗ Текст. / Чумаков С.М., Лукин С.В., Хапова О.В. // Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах: Материалы конференции. Череповец: ЧГУ, 1999. - С.68-69.

136. Охлаждение и затвердевание сляба в машине непрерывного литья заготовок при переходных режимах разливки Текст. / С.В. Лукин, Ю.А. Калягин, Н.И. Шестаков и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. -2004. -№ 1. С. 59-61.

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

138. Пажи, Д.Г. Основы техники распиливания жидкостей Текст. / Д.Г. Пажи, B.C. Галустов. М.: Химия, 1984. - 256 с.

139. Парфенов, Е.П. Вторичное охлаждение непрерывнолитых заготовок в переходных режимах Текст. / Е.П. Парфенов, А.А. Смирнов, А.А. Антонов // Труды второго конгресса сталеплавильщиков. М., 1994. - С. 317-318.

140. Паршин, В.М. Непрерывная разливка в модернизации черной металлургии России Текст. / В.М. Паршин, Ю.Б. Кан // Тр. 4-го Конгр. сталеплавильщиков, Москва, 7-10 окт., 1996 г. -М., 1997. С. 327-329.

141. Пат. 2507971 ФРГ, МКИ В 22 D 11/124. Способ изменения вторичного охлаждения при непрерывном литье стали и устройство его осуществления Текст. / Кохауз В., Кнауф Р., Гербер А. и др. № 5745-74; заявл. 28.02.74; опубл. 08.04.76.

142. Пат. 48-3676 Япония. Температурный контроль слябов непрерывной разливки Текст. / Яматани Дзюн, Миясита Йосио, Кимура Йоситоро и др. — № 5435174; заявл. 28.12.72; опубл. 31.10.79.

143. 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.

144. Пат. 52—1776 Япония. Способ и устройство вторичного охлаждения в установках непрерывной разливки Текст. / Такахаси Икуо, Таканака Масаки. № 53-102833; заявл. 22.02.77; опубл. 07.09.78.

145. Пат. 52-81647 Япония. Устройство для определения местоположения точки затвердевания лунки внутри непрерывнолитой заготовки Текст. / Сага Тикао, Кавамура Тацуо, Сайто Цутому. — № 54-17327; заявл. 08.07.77; опубл. 08.02.79.

146. Пат. 53163727 Япония. Непрерывная разливка стальных слитков Текст. / СэраЯсудзо, Кояна Масаюки, Сиритани Юсукэ. № 54-163727; Заявл. 16.06.78; Опубл. 26.12.79.

147. Пат. 639424 СССР, МКИ В 22 D 11/00. Способ непрерывной отливки стального слитка Текст. / Вюннерберг К., Дубендорф И. № 2311503; заявл. 09.01.76; опубл. 25.12.78, Бюл. № 47. - С. 201.

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

149. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы Текст. / В.П. Преображенский. М.: Энергия, 1984. - 704 с.

150. Проектирование системы ролико-форсуночного охлаждения с помощью ЭВМ Текст. / А.П. Гиря, Д.П. Евтеев, Л.И. Урбанович, С.Е. Карлинский // Повышение эффективности процесса непрерывного литья стали. М., 1983. - С. 7—11.

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

152. 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. JL: СЗПИ, 1987.-С. 34-36.

153. 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.

154. Расчёт продолжительности переходных режимов охлаждения слитков при разливке на МНЛЗ Текст. / В.И. Лебедев, Д.П. Егоров, С.В. Колпаков, В.И. Уманец // Сталь. 1979. - № 4. - С. 262-264.

155. Расчет температурного поля непрерывноотливаемого слитка Текст. / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, О.В. Манько, С.В. Лукин, В.В. Плашенков // Известия вузов. Черная металлургия. 2004. - № 3. — С. 59-61.

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

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

158. Рудой Л.С. Вопросы формирования стальных заготовок, выбора параметров машин для их литья и скорости непрерывной разливки Текст. / Л.С. Рудой// Автореф. . докт. техн. наук. — Днепропетровск, 1979. -48 с.

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

160. 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.

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

162. Самойлович, Ю.А. Гидродинамические явления в незатвердевшей части (жидком ядре) слитка Текст. / Ю.А. Самойлович // Известия АН СССР. Металлы. 1969. - № 2. - С. 84.

163. Самойлович, Ю.А. Затвердевание непрерывного слитка при резком снижении скорости его вытягивания Текст. / Ю.А. Самойлович, З.К. Кабаков // Металлургическая теплотехника. М.: Металлургия, 1978. - Вып. 6. - С. 52-55.

164. 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.

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

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

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

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

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

170. Соболев, В.В. Оптимизация тепловых режимов затвердевания расплавов /

171. B.В. Соболев, П.М. Трефилов. Красноярск.: Изд-во Красноярского ун-та, 1986.-154 с.

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

173. Совершенствование технологии непрерывной разливки стали на крупногабаритные слябы Текст. / О.В. Носоченко, Г.А. Николаев, В.Г. Ленский и др. // Сталь. 1995. - № 12. - С. 24-26.

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

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

176. 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.

177. Способ определения зависимости коэффициента теплоотдачи от удельного расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ Текст. / А.Р. Мусин,

178. C.В. Лукин / Вестник ЧГУ, Череповец: ЧГУ, 2004.- № 2. С. 53-55.

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

180. Теория непрерывной разливки Текст. / B.C. Рутес, В.И. Аскольдов, Д.П. Евтеев и др. М.: Металлургия, 1971. - 296 с.

181. Теория тепломассообмена Текст. / Под ред. А.И.Леонтьева. М.: Высш. шк., 1979.-421 с.

182. 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.

183. Тепловые процессы в зоне вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок Текст. / Ю.А. Калягин, С.В. Лукин, Н.А. Бормосов. Череповец: ЧГУ, 2005. - 168 с.

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

185. Тепло- и массообмен. 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.

186. 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.

187. Теплообмен в рабочей стенке щелевого кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок Текст. / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, О.В. Манько, С.В. Лукин // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2004. - № 3. -С. 78-81.

188. Теплообмен в слое защитного шлака кристаллизатора МНЛЗ Текст. / Ю.А. Калягин, С.В. Лукин, Н.В.Запатрина, Г.Н. Шестаков // Вестник ЧГУ. 2006 - № 2.-С. 91-94.

189. Теплообмен при формировании слитка на машине непрерывного литья заготовок Текст. / A.M. Ламухин, Ю.А. Калягин, С.В. Лукин, Н.И. Шестаков // Вузовская наука региону: Материалы 1-й Общероссийской науч.-техн. конф.-Вологда: ВГТУ, 2003. - С. 22-25.

190. 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.

191. Теплопередача на горячей поверхности при струйном охлаждении Текст. / Сасаки Кантаро, Сугиатани Ясуо, Кавасаки Морио и др. // Tetsu to hagane / J. Iron and Steel. Inst. Jap. 1979. - 65, № 1. - p. 90-96.

192. Термическое сопротивление зоны контакта слитка с кристаллизатором Текст. / О.В. Хапова, С.М. Чумаков, С.В. Лукин, Н.В. Запатрина // XII Межвуз. воен.-науч. конф., 3-4 декабря 1998 г.: Тезисы докладов и сообщений.- Череповец: ЧВИИРЭ, 1999. 4.2. С.34.

193. Технологические проблемы создания комплексной АСУ ТП УНРС Текст. / В.И. Лебедев, В.А. Карлик, Д.П. Евтеев и др. // Новые технологические процессы в чёрной металлургии: Материалы междунар. конф., Фридек-Мистек (Чехия). 1988. - С. 13-31.

194. 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.

195. Улучшение организации охлаждения слитка под кристаллизатором МНЛЗ Текст. / А.Л. Кузьминов, А.Н. Шичков, А.С. Степанов, В.А. Данаусов // Сталь, 1986.-№ 9.-С. 38-39.

196. 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.

197. 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.

198. Управление затвердеванием сляба в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ Текст. / С.В. Лукин, Н.Г. Баширов / Процессы теплообмена в энергомашиностроении: Тезисы докладов регионального межвузовского семинара. — Воронеж: ВГТУ, 1996.-С. 38.

199. 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.

200. 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.

201. Физико-химические и теплофизические процессы кристаллизации стальных слитков: Труды II конференции по слитку Текст. М.: Металлургия. - 1967.

202. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике: Справочник Текст. / Под ред. Б.Е. Неймарк. М.; Л.: Энергия, 1967. - 240 с.

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

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

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

206. Хворинов, Н.И. Кристаллизация и неоднородность стали Текст. / Н.И. Хво-ринов. М.: Машгиз. - 1985. - 382 с.

207. Хорбах, У. Литье сортовых заготовок с высокой скоростью через кристаллизатор параболического профиля Текст. / У. Хорбах, И. Коккентидт, В. Юнг // МРТ.-1999.-С. 42-51.

208. 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.

209. Чиркин, B.C. Теплофизические свойства веществ Текст. / B.C. Чиркин. -М.: Физматгиз, 1959. 356 с.

210. Чугаев, P.P. Гидравлика Текст. / P.P. Чугаев. Л.: Энергоиздат, 1982. - 672 с.

211. Шестаков, Н.И. Непрерывный контроль толщины корочки слитка на выходе из кристаллизатора Текст. / Н.И. Шестаков, С.В. Сорокин // Тепловые процессы при производстве листового проката. Л.: СЗПИ, 1983. - С. 25-28.

212. Шестаков, Н.И. О расчете температурного поля непрерывного слитка при известной интенсивности охлаждения Текст. / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, С.В. Лукин // Металлы. 2003. - № 5. - С. 22-25.

213. Шестаков, Н.И. Расчет процесса затвердевания металла при непрерывной разливке Текст. / Н.И. Шестаков // Известия АН СССР. Металлы. 1991. -№ 2. - С. 55-58.

214. Шестаков, Н.И. Расчёт температурного поля непрерывного слитка при заданной интенсивности охлаждения Текст. / Н.И. Шестаков // Изв. вузов. Чёрная металлургия. 1991. -№ 4. - С. 81-82.

215. Шестаков, Н.И. Расчет теплопередачи от жидкого металла к охлаждающей воде при непрерывном литье слябовых заготовок Текст. / Н.И. Шестаков // Изв. вузов. Черная металлургия. 1990. - № 9. - С. 24-25.

216. Шестаков, Н.И. Расчёт термического сопротивления рабочей стенки кристаллизатора с цилиндрическими каналами Текст. / Н.И. Шестаков // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 1990. - № 3. - С. 70-72.

217. 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.

218. Шестаков, Н.И. Совершенствование системы охлаждения машины непрерывной разливки стали Текст. / Н.И. Шестаков, С.В. Лукин, В.Р. Аншелес. Череповец: ЧГУ, 2003.-100 с.

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

220. Шестаков, Н.И. Теплообмен в рабочей стенке кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок Текст. / Н.И. Шестаков, А.П. Макаров, Ю.И. Иванов // Изв. вузов. Чёрная металлургия. 1991. - № 11. - С. 27-29.

221. Шестаков, Н.И. Управление охлаждением сляба на машинах непрерывного литья заготовок Текст. / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, С.В. Лукин // Неделя металлов: Материалы 1-й Междунар. Недели металлов, г. Москва, 3-5 июля 2003 г.-М., 2003.-С. 48.

222. 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.

223. Экспериментальное исследование гидродинамики и теплообмена при форсуночном охлаждении непрерывного стального слитка Текст. / Л.И. Урбанович,

224. B.А. Горяинов, В.В. Севостьянов и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. — 1980.-№9.-С. 145-149.

225. Экспериментальный стенд и методика исследования форсунок при охлаждении металла в МНЛЗ Текст. / Н.А. Бормосов, Ю.А. Калягин, A.M. Ламухин,

226. C.В. Лукин // Сталь. 2003. - № 6. - С. 35-38.

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

228. Яухола, М. Механизация и автоматизация установок непрерывной разливки стали на Раахеском МК А/О «Раутарууки» Текст. / М. Яухола // Труды второго конгресса сталеплавильщиков. -М., 1994. С. 314-316.

229. Bauman Hans G., Schafer Gerd. Расчет величины усадки во время кристаллизации. Beitrag zur Berechnug der Kontraktion von Stahl Wahrend seiner Erstarrung Текст. // Arch. Eisenhuttenwesen. 1970. - № 12. - С. 1111-1115.

230. Birat J.P. Innovation in steel continuous casting: past, present and future Текст. // Rev. met. (France). 1999. - 96, N 11. - P. 1389-1399.

231. Dewar W.A.C., Patric B. Computer control of secondary spragcooling on an eight-Strand continuous bloom casting machine Текст. // Int. Eisenhuttentechn. Kongr., Dusseldorf, 1976: Bd. I b. Dusseldorf, 1976. - P. 3.

232. Dippenaar R.J., Samarasekera I.V., Brimacombe J.K. Конусность кристаллизаторов сортовых УНРС Текст. // 43rd Elec. Furnace Conf. Proc. Vol. 43: Atlanta Meet., Dec 10-13, 1985. 1986. - P. 103-117.

233. 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.

234. Gnielinski V. New Equation for Heat and Mass Transfer in Turbulent Pipe fnd Channel Flow Текст., Int. Chem. Eng., Vol. 16, 1976. P. 359 - 368.

235. Heinmann W. Continuons casting an industrial process for shaping of liguid Steel Текст. // Metals. Technol. 1978. - 5, N 12. - P. 414-421.

236. Li С., Thomas B.G., Storkman W.R., Moitra A. Ideal Mold Taper Prediction Using CON2D Текст. // Proceedings, 9th International Iron and Steel Congress, Nagoya, Japan, Iron & Steel Inst. Japan, Tokyo, Vol. 3, (Oct.). 1999. - P. 348-355.

237. 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.

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

239. Streubel H. Thin-slab casting with liquid core reduction Текст. // MPT Int. 1999. -22, N 3. - P. 62-64, 66.

240. Swirling flow effect in immersion nozzle on flow in slab continuous casting mold Текст. / Yokoya shinichiro, Takagi Shigeo, Iguchi Manabu, Marukawa Katsukiyo, Hara Shigeta // ISIJ Int. 2000. v. 40. - № 6. - P. 578-583.

241. Takahashi Т/, 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.

242. Thomas B.G. Завершение термо-механического моделирования процесса разливки Текст. // ISIJ Int. 1995. -№ 6. - Р. 737-743.

243. Thomas В. G. Mathematical modeling of the continuous slab casting mold: a state of the art review 74-th Steelmaking conference proceedings Washington. — V. 74. DC, 1991.-P. 107-109.

244. VAI continuous casting conference Текст. // Steel Times. 1996. - 224, N 7. — P. 269-271,274.

245. Конечно-разностная схема задачи затвердевания слитка370