автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Особенности затвердевания углеродистой конструкционной и трансформаторной стали в кристаллизаторе слябовой машины непрерывного литья заготовок

На правах рукописи

Бояринцев Дмитрий Александрович

ОСОБЕННОСТИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ И ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СТАЛИ В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ СЛЯБОВОЙ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Специальность 05 16 02 — Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2007

□03070507

003070507

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова» на кафедре металлургии черных металлов

Научный руководитель

доцент, кандидат технических наук Селиванов Валентин Николаевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Девятов Диляур Хасанович, кандидат технических наук Моренко Вячеслав Александрович

Ведущая организация

ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им И П Бардина»

Защита состоится «. 2007 г в ч на заседании

диссертационного совета Д 212 111 01 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова» по адресу 455000, г Магнитогорск, пр Ленина, 38

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г И Носова»

Автореферат разослан « ¿в » ¿2^-у-ААЛ 2007 г

Ученый секретарь А _ л \ /

диссертационного совета Jfk Лй^ЧСеливанов В Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Процесс затвердевания металла в кристаллизаторе играет важную, а часто определяющую роль в обеспечении эффективной работы МНЛЗ и получении бездефектной продукции сталеплавильного производства Эффективная работа МНЛЗ невозможна без рационального температурно-скоростного режима разливки Практически во всех сталеплавильных цехах с 'непрерывной разливкой стали, применяемые температурно-скоростные режимы установлены эмпирическим путем на основе многолетней практики

Вхождение отечественных металлургических предприятий в сферу рыночной экономики требует постоянного расширения и обновления сортамента продукции Углубление и детализация технологических знаний о затвердевании металла в кристаллизаторе позволит сократить длительность периода разработки и освоения технологии разливки стали нового марочного сортамента

Цель работы состоит в изучении влияния основных технологических параметров — температуры и скорости разливки - на затвердевание стали разного химического состава в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ и разработке на этой основе научно обоснованных рекомендаций по выбору рациональных параметров температурно-скоростного режима разливки стали новых марок на высокопроизводительной слябовой МНЛЗ с криволинейной технологической осью Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

- разработать методику исследования в промышленных условиях влияния названных выше технологических параметров разливки на затвердевание стали в кристаллизаторе МНЛЗ и провести представительные эксперименты,

- установить влияние технологических параметров разливки на теплоотдачу от слитка к кристаллизатору и затвердевание металла в кристаллизаторе,

проанализировать установленные практическим путем температурно-скоростные режимы разливки стали разного марочного сортамента и выявить условия, обеспечивающие безаварийную разливку и формирование непрерывнолитых слябов требуемого качества

- разработать рекомендации по выбору научно обоснованных параметров технологии разливки стали новых марок на слябовой МНЛЗ с криволинейной технологической осью

На защиту выносятся

- методика исследования затвердевания стали в кристаллизаторе на основе экспериментального изучения теплообмена между слитком и кристаллизатором,

- результаты исследования влияния основных параметров непрерывной разливки на затвердевание в кристаллизаторе углеродистой конструкционной и трансформаторной стали,

рекомендации по выбору рациональных параметров температурно-скоростного режима непрерывной разливки стали на слябовой МНЛЗ с криволинейной технологической осью

Научная новизна работы заключается в следующем

разработана методика изучения затвердевания металла в кристаллизаторе МНЛЗ на основе измерения охлаждения в нем металла, с использованием которой можно в производственных условиях провести представительные опыты, отражающие влияние технологических факторов непрерывной разливки на затвердевание металла в кристаллизаторе,

- получены эмпирические зависимости, отражающие влияние перегрева металла над температурой ликвидус на его затвердевание и теплообмен в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ,

- установлен факт существенного влияния содержания кремния в стали на скорость затвердевания металла в кристаллизаторе и дано теоретическое обоснование особого температурно-скоростного режима непрерывной разливки кремнийсодержащей трансформаторной стали

Практическое значение диссертации заключается в научно обоснованном определении основных параметров температурно-скоростного режима непрерывной разливки стали разного сортамента и сокращении на этой основе периода разработки и освоения технологии разливки стали новых марок

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе одна публикация в издании, входящем в список ВАК Материалы диссертационной работы были доложены на следующих научных конференциях 6-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов, г Магнитогорск, 2005г, Межрегиональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 50-летию ООО «Уральская сталь», г Новотроицк, 2005г, 64-й научно-технической конференции МГТУ по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005 гг, г Магнитогорск, 2006г., Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ОАО «Северсталь», г Череповец, 2006г, Международной научно-технической конференции молодых специалистов, г Магнитогорск, 2006г

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко освещено состояние вопроса и обоснована актуальность решаемой проблемы

В первой главе рассмотрено образование дефектов неперерывнолитых слитков Показано, что образование поверхностных дефектов тесно связано с затвердеванием металла в кристаллизаторе температурно-скоростным режимом непрерывной разливки

Сделан обзор известных методов исследований тепловых процессов и затвердевания металла в кристаллизаторе МНЛЗ Отмечено, что большой вклад в исследование процесса затвердевания непрерывнолитых заготовок и слябов внесли отечественные ученые В Т Борисов, Ю А Самойлович, В М Паршин, В А Емельянов, Д X Девятов, М Я Бровман и др

Затвердевание металла в кристаллизаторе в общих чертах описывается изветсным законом квадратного корня

4 = к^г, (1)

где £ - толщина слоя затвердевшего металла, мм, к — коэффициент затвердевания, т- время затвердевания, мин

Данная зависимость не отражает всю многогранность процессов затвердевания металла в кристаллизаторе на уровне современных требований Известно, что существенное влияние на начальную стадию затвердевания слитков оказывает перегрев жидкого металла над температурой ликвидуса, что формула (1) никак не учитывает

Для получения информации о затвердевании металла в кристаллизаторе МНЛЗ в последние десятилетия широко применяется математическое моделирование Однако математическое моделирование тепловых процессов, протекающих в кристаллизаторе, сопряжено с использованием большого количества ненадежной информации, в частности данных о теплофизических свойствах металла при температуре, близкой к температуре ликвидус, данных об образовании зазора между слитком и кристаллизатором, образовании шлаковой корки на поверхности слитка и т д

На основании обзора литературы сделан вывод о недостатке информации о влиянии основных технологических факторов непрерывной разливки стали на затвердевание металла в кристаллизаторе и необходимости проведения экспериментального исследования

Во второй главе изложена общая концепция методики проведения экспериментов по изучению затвердевания металла в кристаллизаторе слябовых МНЛЗ кислородно-конвертерного цеха ОАО «Магнитогорский

металлургический комбинат» (ММК) и дано описание проведенных в соответствии с нею опытов

Сущность общей концепции проведения в производственных условиях исследования затвердевания металла в кристаллизаторе состоит в следующем

- Производится разливка представительной серии опытных плавок при изменении в широком диапазоне основных технологических параметров - температуры и скорости разливки

- При установившемся режиме разливки каждой плаки по показаниям контрольно-измерительной аппаратуры определяется тепловой поток от слитка к кристаллизатору как количество тепла, уносимого в единицу времени охлаждающей кристаллизатор водой

- Для каждой опытной плавки в виде системы уравнений составляются материальный и тепловой балансы затвердевания металла в кристаллизаторе, из которых находится количество, теряемого в кристаллизаторе затвердевающим металлом В математические модели балансов в общем виде закладываются искомые зависимости, отражающие влияние параметров технологии на затвердевание металла

- Модели искомых зависимостей настраиваются таким образом, чтобы расхождение между тепловым потоком от слитка к кристаллизатору, вычисляемым из теплового баланса, и тепловым потоком, определяемым по нагреву охлаждающей кристаллизатор воды, было минимальным для всего массива опытных плавок

Математический аппарат этой методики излагается в главах 3 и 4

Разливку металла в этом цехе ММК осуществляют на комбинированных двух-четырех ручьевых МНЛЗ с криволинейной технологической осью и базовым радиусом 8 м на слябы сечением (750 1050)х250 мм при разливке в четыре ручья и (910 1310)х 250 мм и (1100 2520)х 250 мм при разливке в два ручья

При проведении первой серии опытов было разлито 56 ковшей углеродистой конструкционной стали марок 08пс, Ст Зсп, 08Ю и 09Г2С Сталь разливалась в так называемые сдвоенные кристаллизаторы на слябы сечением 250*910мм. В процессе разливки с использованием штатной контрольно-измерительной аппаратуры производились измерения температуры металла в промежуточном ковше, скорости вытягивания слитка из кристаллизатора, температуры медных стенок кристаллизатора, расхода воды на охлаждение кристаллизатора и перепада температур воды на входе и выходе из него

Всю информацию для проведения такого анализа относили к установившемуся процессу разливки Процесс разливки считали установившимся, если в течение 15 мин все основные технологические параметры (температура металла в промежуточном ковше, скорость

вытягивания сляба из кристаллизатора, температура его медных стенок, расход воды на охлаждение кристаллизатора, температура охлаждающей воды на входе и на выходе) оставались постоянными

В третьей главе описано изучение теплообмена между затвердевающим металлом и кристаллизатором слябовой МНЛЗ, которое проведено как вспомогательное исследование в рамках основной решаемой в данной работе задачи — затвердевания металла в кристаллизаторе

Зная количество тепла, получаемого кристаллизатором, можно найти среднюю плотность теплового потока от слитка к стенкам кристаллизатора, а затем проанализировать влияние на этот показатель основных технологических факторов

Величина средней плотности теплового потока от слитка к стенкам кристаллизатора может быть вычислена по формуле

3600 Яр

где с] — средняя плотность теплового потока, кВт, Рр - площадь

рабочей поверхности кристаллизатора, м2 Результаты вычисления средней плотности теплового потока могут быть использованы для выявления влияния основных параметров разливки на теплообмен между затвердевающим металлом и кристаллизатором

На рис 1 показано влияние скорости вытягивания на тепловой поток от слитка к кристаллизатору Данные этого рисунка вполне

1,05

Е 1,00 т

1 0,95

§ 0,90

ь

о

с 0,85

о 0,80 с

£ 0,75

0,70

1 1

< и >съ° & э

1 у о

о

С п о ° О О СР

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

Скорость вытягивания, м/мин

1,00

Рис 1 Влияние скорости вытягивания слитка из кристаллизатора на среднюю плотность теплового потока при разливке углеродистой конструкционной стали

согласуются с существующими теоретическими представлениями: при увеличении скорости вытягивания толщина слоя затвердевшего металла на выходе из кристаллизатора уменьшается, что и является причиной возрастания теплового потока от слитка к кристаллизатору.

Влияние перегрева металла в промежуточном ковше над температурой ликвидус на среднюю плотность теплового потока выявлено не было, что теоретическим представлениям не соответствует.

Наблюдаемое противоречие между опытными данными и теоретическими представлениями объясняется тем, что технологическая инструкция по разливке стали в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» задает скорость вытягивания слитка из кристаллизатора в зависимости от температуры и марки разливаемой стали. Поэтому в опытных плавках имела место скрытая связь между скоростью вытягивания слитка из кристаллизатора и перегревом разливаемой стали над температурой ликвидус, что исказило истинную картину.

Для выявление истинной картины из всего массива опытных данных было выбрано три группы плавок, в каждой из которых скорость вытягивания слитка из кристаллизатора была примерно одинаковой, а перегрев металла над температурой ликвидус изменялся в достаточно широких пределах. В каждой из этих трех групп опытных плавок наблюдалось явное увеличение плотности теплового потока с ростом перегрева разливаемого металла над температурой ликвидус( рис. 2),

Рис. 2. Влияние перегрева металла в промежуточном ковше над температурой ликвидус Ш на средний тепловой потоку от слитка к кристаллизатору при скорости вытягивания 0,68...0,73 (о), 0,78...0,81 (А) и 0,89...0,93 м/мин (•)

Совместная статистическая обработка данных этих трех частных выборок позволила получить уравнение множественной линейной регрессии, отражающее влияние перегрева разливаемой стали над температурой ликвидус и скорости вытягивания слитка из кристаллизатора на плотность теплового потока от слитка к кристаллизатору

q = 0,0077¿# + 0,999w — 0,0583 (3)

Это уравнение описывает 80 % наблюдаемой изменчивости теплового потока (R2 = 0,805) и показывает, что основное влияние на тепловой поток оказывает скорость вытягивания слитка из кристаллизатора

В четвёртой главе изложены результаты исследования затвердевания в кристаллизаторе углеродистой конструкционной стали По информации, полученной при проведении всей серии опытов, составлялся материально-тепловой баланс затвердевания металла в кристаллизаторе

Материальный баланс затвердевания металла в кристаллизаторе в течение некоторого интервала времени dx составляется согласно схеме процесса затвердевания металла в кристаллизаторе, приведенной на рис 3

Ваы* Dr,.-*

Рис 3 Схема процесса затвердевания металла в кристаллизаторе слябовой MHJI3

Уравнения материального баланса плавки имеют следующий вид

ат зал = (1ттв + <1т ж . (4)

Масса затвердевшей оболочки может быть вычислена по размерам слитка и толщине слоя затвердевшего металла

<1т тв = [В х О - (В - - ]р тв т, (5)

где \\> - скорость вытягивания слитка из кристаллизатора, м/мин, В и О — размеры слитка на выходе из кристаллизатора, м, рш - плотность затвердевшего металла, кг/м3, £ - толщина слоя затвердевшего металла на выходе из кристаллизатора, м

Массу жидкой сердцевины аналогично вычисляется по размерам слитка с учетом толщины слоя жидкого металла

йпя = 2£)рж к ¿т, (6)

где рж - плотность жидкого металла, кг/м3,

Уравнения теплового баланса кристаллизатора за время ск имеют

¿0.кр = зал '¿Яте ~<2ж> (7)

вид

где й0,кр - количество тепла, полученного кристаллизатором от слитка, кДж, (1<2зт - теплосодержание металла, залитого в кристаллизатор, кДж, dQmв - теплосодержание затвердевшей оболочки слитка на выходе из кристаллизатора, кДж, dQж - теплосодержание жидкой сердцевины слитка на выходе из кристаллизатора, кДж

Величины с!()т„, с1()ж можно найти по массе,

теплофизическим параметрам и температуре металла

зал ~ \ртв х ¿лике + гскр сж х ('за? — 'лике ) Iх ^тзал» ^

¿О -с х {1 лике + {пов \ 1 (9)

аУтв ~ ств х ^ 2 J тв'

^Яж = \ртв х Iлике + гскр + сж х ¡ж ]х ^тж' где и сж - удельная теплоемкость твердого и жидкого металла,

кДж/кг град, (ликв - температура ликвидуса, °С, гскр - скрытая удельная теплота кристаллизации, кДж/кг, 1тм - температура поверхности слитка на выходе из кристаллизатора, °С, - температура металла, заливаемого в кристаллизатор, °С, /ж. - температура жидкого металла на выходе из кристаллизатора, °С

По информации, полученной при проведении всей серии опытов, находились (в общем виде) математические выражения, соответствующие балансовому уравнению (7) Затем для каждого опыта подбирались такие значения неизвестных пока параметров затвердевания (с 1Ж, 1„т), при которых найденное из уравнения (7) количество тепла, отданного слитком кристаллизатору, соответствует количеству тепла, найденному экспериментально При подборе параметров £ 1Ж и 1ппй закладывались модели связи их с условиями разливки - температурой разливаемой стали и скоростью вытягивания слитка из кристаллизатора Эти модели, отражающие связь между условиями разливки и параметрами затвердевающего слитка, и были объектом исследования

При обработке опытных данных о разливке углеродистой конструкционной стали в кристаллизаторе были получены следующие количественные зависимости, характеризующие затвердевание температура металла, поступающего в кристаллизатор

г = ,__ЦЗ__(П)

1 зал 1 пр

ё разл

Затвердевание металла в кристаллизаторе

£ = (26,72-0,133 ЛОлР^ №

V м>

или

% = (26,72 - 0,133 ДОл/Г (13)

Температура поверхности слитка на выходе из кристаллизатора

(пов = *лжв - 060 >6 + 36,2т). (14)

Было также установлено, что жидкая сердцевина слитка успевает охладиться до температуры ликвидуса за время пребывания металла в кристаллизаторе

В пятой главе приведены результаты исследования затвердевания кремнийсодержащей (2,9 3,3 % Б1) трансформаторной стали в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ В рамках этого исследования было проведено 28 опытов

При разливке трансформаторной стали в кислородно-конвертерном цехе относительно часто наблюдаются аварийные прорывы металла, что заставляет вести ее с низкой скоростью Причины кроются в высоком содержании кремния (-3,1%), и также в образовании пузырей азота и

водорода при кристаллизации металла Поэтому при разливке трансформаторной стали используется особый температурно-скоростной режим, характеризующийся пониженной скорость разливки (0,4 м/мин), "мягкое" вторичного охлаждения Низкая скорость разливки обуславливает повышенный перегрев металла над температурой ликвидус (до 50°С), что оказывает существенное влияние на процесс затвердевания

В отличие от опытов с разливкой углеродистой конструкционной стал,и при статистической обработке данных этой серии опытов не было выявлено статистически значимой зависимости среднего по поверхности теплообмена удельного теплового потока ни от скорости вытягивания слитка из кристаллизатора, ни от перегрева металла над температурой ликвидус

Отсутствие статистически значимых зависимостей объясняется двумя причинами - относительно небольшим количеством опытов (28 опытов) и узким диапазоном изменения скорости вытягивания слитка из кристаллизатора (0,37 0,41 м/мин) и температуры металла в промежуточном ковше (1534 1545 °С)

Но есть небольшие различия В трансформаторной стали содержится много кремния, который имеет большую скрытую теплоту кристаллизации Можно предположить, что эта теплота будет существенно отличаться от скрытой теплоты кристаллизации углеродистой стали, которую принимали равной скрытой теплоте кристаллизации железа (Ре) Однако, опытных данных об этом найти не удалось Поэтому при обработке результатов опытов скрытую теплоту кристаллизации трансформаторной стали определяют как функцию массовой доли кремния в трансформаторной стали для каждого из опытов отдельно В уравнения теплового баланса для трансформаторной стали будет подставляться совсем другая величина скрытой теплоты кристаллизации

Методика проведения опытов с разливкой трансформаторной стали и методика обсчета результатов экспериментов были такими же, как при проведении опытов с углеродистой конструкционной сталью Однако скрытая теплота кристаллизации бала выражена как линейная функция содержания кремния в металле Функция эта была составлена по справочным данным о скрытой теплоте кристаллизации железа и кремния

При обработке опытных данных о затвердевании трансформаторной стали были получены такие зависимости Затвердевание металла в кристаллизаторе

£ = (23,74 - 0,061 Д,) (15)

V и*

или

£, = (23,74 - 0,061 ДОл/г

(16)

Температура поверхности слитка на выходе из кристаллизатора

хпов -*ликв -144,1г. (17)

При проведении двух серий опытов с разливкой углеродистой конструкционной и трансформаторной стали были получены следующие результаты.

Сталь Конструкционная Трансформаторная

Температура металла

в промежуточном ковше, °С 1523 1560 1534 1545

Перегрев металла над температурой

ликвидус в кристаллизаторе, °С 3 29 43 53

Скорость вытягивания слитка

из кристаллизатора, м/мин 0,60 0,93 0,37 0,41

Длитеноность пребывания металла

в кристаллизаторе, мин 1,2 1,9 2,8 3,2

Коэффициент

затвердевания, мм/мин"2, 23,3 26,7 20,3 21,1

Толщина слоя затвердевшего металла

на выходе из кристаллизатора, мм 28 35 35 37

Температура поверхности

на выходе из кристаллизатора, °С 1293 1325 1000 1054

Приведенные данные выявляют особенности температурно-скоростного режима разливки трансформаторной стали по сравнению со сталью конструкционной Он характеризуется низкой и практически постоянной скоростью вытягивания слитка из кристаллизатора (-0,4 м/мин) и связанным с этим обстоятельством высоким перегревом над температурой ликвидуса (порядка 50 °С)

Сопоставление результатов опытов, проведенных с углеродистой конструкционной и трансформаторной сталью, показывает, что в обеих сериях опытов данные о тепловом потоке от слитка к кристаллизатору дополняют друг друга (рис 4)

1.10 1 1,05

| 1,00

ё" 0,95

1 0,90

§ 0,85 с

<Ё 0,80 Н

0,75

25 27 29 31 33 35 37 39 Толщина слоя затвердевшего металла, мм

Рис. 4. Зависимость теплового потока от толщины слоя затвердевшего металла при разливке конструкционной углеродистой (•) и трансформаторной сталей(о)

Поле точек, полученных в опытах с трансформаторной сталью, является продолжением поля точек, полученных в опытах с углеродистой конструкционной сталью. Видно, что затвердевание углеродистой и трансформаторной сгалей протекает по общим закономерностям, различие в скоростях вытягивания обусловлено более высоким перегревом металла над температурой ликвидус у трансформаторной стали.

На рис. 5 представлены сравнительные данные о толщине слоя затвердевшего металла на выходе из кристаллизатора при разливке конструкционной углеродистой и трансформаторной стали. Расположение опытных точек показывает, что опытным путем были установлены такие параметры технологии разливки этих сталей, которые на выходе из кристаллизатора обеспечивают примерно одинаковую толщину слоя затвердевшего металла - порядка 30 мм для конструкционной стали и 35 мм для стали трансформаторной. По-видимому, крупнокристаллическая структура слитков трансформаторной стали приводит к некоторому снижению прочностных свойств затвердевшей оболочки слитка. Однако при разливке трансформаторной стали для получения такого слоя затвердевшего металла требуется в двое более длительное пребывания металла в кристаллизаторе. Это обстоятельство заставляет вести рагливку трансформаторной стали со значительно меньшей скоростью, чем сталь конструкционную.

СП

п;

| 40 а>

| 30

10

с т

{_---------

0,0

0,5

1,0

1,5 2,0

2,5

3,0

3,5

Время затвердевания металла в кристаллизаторе, мин

Рис 5 Толщина слоя затвердевшей углеродистой конструкционной ( о ) и трансформаторной ( А ) стали на выходе из кристаллизатора

С использованием полученных эмпирических зависимостей разработаны рекомендации по температурно-скоростному режиму непрерывной разливки стали марки 60 в условиях кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК»

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Метод промышленной калориметрии позволяет на основе относительно простых по исполнению промышленных экспериментов получить информацию о тепловых процессах, протекающих в кристаллизаторе, и о влиянии на них основных параметров температурно-скоростного режима непрерывной разливке стали

2 При заливке из промежуточного ковша в кристаллизатор температура жидкого металла понижается на 3 5 °С Величина понижения температуры возрастает с уменьшением скорости заливки металла

3 Перегрев жидкого металла над температурой ликвидуса полностью снимается во время нахождения металла к кристаллизаторе

4 Толщина слоя затвердевшего металла на выходе из кристаллизатора достаточно хорошо описывается известным законом квадратного корня Коэффициент затвердевания углеродистой конструкционной стали меняется в пределах 23 27 мм/мин0'5, уменьшаясь с увеличением перегрева заливаемого металла над температурой ликвидуса Получено уравнение, отражающее эту зависимость

5 Скрытая теплота кристаллизации трансформаторной стали на 18 20 % выше скрытой теплоты кристаллизации углеродистой стали, что связано в повышенным содержанием кремния Поэтому затвердевание трансформаторной стали в кристаллизаторе происходит несколько медленнее, чем затвердевание углеродистой конструкционной стали

6 Пониженная скорость затвердевания в кристаллизаторе трансформаторной стали определяет особый температурно-скоростной режим ее разливки на слябовой MHJI3 с криволинейной технологической осью, характеризующийся низкой скоростью вытягивания и повышенным перегревом над температурой ликвидус

7 Для получения достаточно прочной оболочки кристаллизующегося слитка слой затвердевшего металла на выходе из кристаллизатора должен иметь толщину не менее 30 мм при разливке конструкционной углеродистой стали и не менее 35 мм при разливке трансформаторной стали

8 На выходе из кристаллизатора температура поверхности непрерывнолитого слитка на 200 . 230 °С ниже температуры ликвидуса Величина снижения температуры поверхности по сравнению с температурой ликвидуса возрастает с увеличением времени пребывания металла в кристаллизаторе Получены формулы, отражающие эту зависимость для конструкционной углеродистой и трансформаторной стали

9 Выработаны рекомендации по температурно-скоростному режиму непрерывной разливки стали марки 60 температура металла в промежуточном ковше должна составлять 1495 1520 °С, а скорость вытягивания слитка из кристаллизатора уменьшаться в этом температурном интервале разливки от 0,9 до 0,6 м/мин

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1 Д А Бояринцев, В Н Селиванов Тепловой поток от затвердевающего металла к кристаллизатору слябовой МНЛЗ // Известия высших учебных заведений Черная металлургия- 2006-№5-С 68

2 Д А Бояринцев, В Н Селиванов Исследование затвердевания металла в кристаллизаторе // Теория и технология металлургического производства Сб науч трудов Вып 1 — Магнитогорск, 2005 — С 1417

3 АС Масальский, Д А Бояринцев, В Н Селиванов Расчет оптимальных режимов вторичного охлаждения непрерывнолитых слябов в условиях ККЦ ОАО «ММК» // Литейные процессы Межрегиональный сб науч трудов Вып 5 - Магнитогорск, 2005 - С 126-129 ,

4 ДА Бояринцев, В Н Селиванов, А С Масальский Разработка нового подхода к изучению тепловых процессов в кристаллизаторе МНЛЗ // Литейные процессы Межрегиональный сб науч трудов Вып 5 — Магнитогорск,2005 —С 139-142

5 ДА Бояринцев, В Н Селиванов, А С Масальский Затвердевание стали в кристаллизаторе МНЛЗ // Вестник МГТУ им Г И Носова - № 4 - 2005 - С 6-8 ,

6 Д А Бояринцев, В Н Селиванов Новый подход к изучению охлаждения и затвердевания металла в кристаллизаторе МНЛЗ // Материалы 6-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов — Магнитогорск, 2005 - С 43.,

7 ДА Бояринцев, В Н Селиванов Исследование теплового потока в кристаллизаторе МНЛЗ // Наука и производство Урала Сб трудов Межрегиональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, посвященной 50-летию ООО «Уральская сталь» -Новотроицк, 2005 - С 13-15 ,

8 Д А Бояринцев, В Н Селиванов Особенности затвердевания металла в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ // Материалы 64-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за2004-2005 гг-Магнитогорск, 2006 -С 134-138 ,

9 Д А Бояринцев, В Н Селиванов Исследование затвердевания металла в кристаллизаторе слябовой машины непрерывного литья заготовок // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ОАО «Северсталь» Часть 1 - Череповец, 2006 - С 103-105 ,

10 ДА Бояринцев, ВН Селиванов, АС Масальский Затвердевание трансформаторной стали в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции молодых специалистов - Магнитогорск, 2006 - С 49-50

Подписано в печать 25 04 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага тип № 1

Плоская печать Услпечл 1,00 Тираж! 00 экз Заказ 258

455000, Магнитогорск, пр Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»