Применение способов электромагнитного перемешивания для непрерывной разливки стали | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 11 июля, печатный экземпляр отправим 15 июля.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №50 (288) декабрь 2019 г.

Дата публикации: 10.12.2019

Статья просмотрена: 72 раза

Библиографическое описание:

Клименко, Р. И. Применение способов электромагнитного перемешивания для непрерывной разливки стали / Р. И. Клименко, А. Г. Калиакпаров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 50 (288). — С. 113-115. — URL: https://moluch.ru/archive/288/65035/ (дата обращения: 02.07.2020).



Черная металлургия служит базой для развития машиностроения и металлообработки, и ее продукция находит применение практически во всех сферах экономики.

Современное состояние черной металлургии в Казахстане характеризуется интенсивным вхождением в мировой рынок. При этом обостряется актуальная потребность и необходимость обеспечения конкурентоспособности продукции.

В этом формате времени мировой экономики при использовании современной технологии получения непрерывно литой заготовки требования к повышению ее качества при расширении сортамента разливаемых марок сталей и повышении производительности машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) становятся естественно неотъемлемой частью этой прогрессивной технологии.

Качество непрерывно литых заготовок зависит от всех применяемых технологических параметров литья, конструктивных параметров оборудования и т. д. Однако есть дефекты макроструктуры непрерывно литых заготовок, связанные с процессом кристаллизации, усадочными и ликвационными процессами, которые не могут быть устранены даже при рациональных применяемых конструктивных и технологических параметрах оборудования и соответственно литья.

Возможность предотвращения образования или подавления развития кристаллизационных, усадочных и ликвационных дефектов многие инженеры и металлурги — исследователи связывают с созданием управляемого принудительного движения жидкой фазы кристаллизующегося слитка, в частности, с помощью электромагнитных сил.

В мировой практике в настоящее время электромагнитное перемешивание (ЭМП) является неотъемлемой частью применяемой прогрессивной технологии получения высококачественных непрерывно литых заготовок. В зависимости от требований, предъявляемых к качеству литых заготовок, перемешивающие устройства устанавливают в кристаллизаторе, зоне вторичного охлаждения и зоне окончания затвердевания.

Формирование металла в кристаллизаторе играет важнейшую, а часто определяющую роль в обеспечении оптимальной работы MHJI3 и получении бездефектной продукции сталеплавильного производства. Эффективная работа МНЛЗ невозможна без обеспечения рационального температурно-скоростного режима разливки и кристаллизации слитка. Поэтому современные способы разливки на МНЛЗ требуют постоянного совершенствования, в частности, существенного увеличения скорости разливки, которая, в первую очередь, зависит от тепловой работы кристаллизатора, что в значительной степени определяет актуальность проблемы изучения режимов формирования слитка в процессе разливки.

Процесс кристаллизации непрерывного слитка в технологической линии МНЛЗ можно разбить на три характерные стадии: затвердевание в кристаллизаторе, затвердевание в зоне вторичного охлаждения и формирование макроструктуры в зоне окончательного затвердевания, т. е. в той части слитка, где остаточная жидкая фаза занимает 10–30 % площади поперечного сечения слитка. В соответствии с особенностями кристаллизации непрерывного слитка в технологической линии МНЛЗ и желании получить максимальный эффект делаются попытки осуществить электромагнитное перемешивание в трех, а иногда и четырех уровнях — в кристаллизаторе, зоне вторичного охлаждения, зоне окончания затвердевания [1].

Эффект от электромагнитного перемешивания в кристаллизаторе связывают, с одной стороны, с изменением гидродинамики в жидкой фазе при наложении принудительного, упорядоченного и управляемого движения за счет электромагнитных сил на гидродинамические потоки от струи, истекающей из промежуточного ковша в кристаллизатор. С другой стороны, перемешивание в кристаллизаторе создает теплофизические условия кристаллизации непрерывного слитка, аналогичные формированию макроструктуры при литье с небольшим перегревом металла над точкой ликвидус. Поэтому электромагнитное перемешивание в кристаллизаторе наиболее целесообразно и эффективно.

Повышение требований к качеству непрерывнолитых заготовок при одновременном стремлении к расширению сортамента разливаемых сталей и увеличению производительности машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) должно учитываться при проектировании современных высокопроизводительных машин. Качество непрерывнолитых заготовок зависит от большого количества технологических параметров литья, конструктивных параметров оборудования и т. д. Однако есть дефекты макроструктуры непрерывнолитых заготовок, связанные с кристаллизацией, усадочными и ликвационными процессами, которые не могут быть устранены даже при рациональных конструктивных и технологических параметрах.

Это особенно характерно в части, касающейся хорошей макро- и микроструктуры, однородности химического состава, минимального количества неметаллических включений, отсутствия дефектов на поверхности заготовок и однородности физических свойств. [2,3]. При непрерывной разливке такие параметры, как размеры и форма отливаемой заготовки, скорость вытягивания, температура разливки и равномерность охлаждения могут изменить процесс затвердевания. И хотя степень деформации литых заготовок меньше, чем обычных слитков, при непрерывной разливке оказывается возможным управлять процессом затвердевания металла и ограничивать воздействие дефектов на свойства катаного металла.

Специфика формирования структуры НЛЗ, обусловленная в основном тем, что её длина в несколько раз превышает толщину, а также отсутствием прибыльной части, приводит к образованию ряда дефектов поверхности и макроструктуры, появление которых, зависит от химического состава стали, формы и размеров слитка, а также от конструктивных особенностей МНЛЗ и применяемой технологии литья. Поэтому для кристаллизующейся непрерывнолитой заготовки характерно одновременное существование условий кристаллизации и деформирования, а, следовательно, возможность образования дефектов, имеющих различную природу [4].

Технология непрерывной разливки сортовых заготовок имеет определённую особенность по сравнению с разливкой в слитки, вызванную относительно высокими скоростями вытягивания, более интенсивным охлаждением и снижением времени затвердевания слитка в несколько раз. Это приводит к развитию двухфазной зоны, возрастанию скоростей роста твёрдой фазы, и, соответственно, к другим условиям формирования НЛЗ, особенно её осевой зоны.

Основными дефектами макроструктуры непрерывнолитых заготовок являются центральная пористость, осевая и V-образная ликвация, структурная и химическая неоднородность, загрязненность неметаллическими включениями и др.

При этом сегодня на первый план выходит обеспечение ресурсосбережения и экологическая безопасность производства. Поэтому для производства литых металлических заготовок является весьма актуальным поиск новых решений, основанных, в том числе на использовании «чистых» видов энергии, позволяющих также создать предпосылки для повышения качества продукции и роста технико-экономических показателей процесса.

Выводы

Оптимизация технологии выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки стали хотя и позволяет улучшить качество непрерывнолитых заготовок, но не решает полностью проблему.

Для получения качественной макроструктуры непрерывнолитых заготовок и проката, необходимо активное вмешательство в процесс кристаллизации непрерывного слитка непосредственно по ходу разливки с гарантированной возможностью управления процессом структурообразования. В связи с этим возникает необходимость в разработке различных способов влияния на формирование внутренней структуры непрерывнолитого слитка

Наиболее эффективным является использование методов электромагнитного перемешивания жидкой лунки непрерывного слитка в процессе его затвердевания.

Литература:

  1. Смирнов А. Н., Пилюшенко В. Л., Минаев А. А. и др. Процессы непрерывной разливки. — Донецк: ДонНТУ, 2002. — 536 с.
  2. Ежов А. А. Дефекты в металлах: справочник — атлас / А. А. Ежов, Л. П. Герасимова. — М.: Русский университет, 2002. — 360 с.
  3. Большина Е. П. Экология металлургического производства, курс лекций. — Новотроицк: НФ НИТУ, «МИСиС», 2012–155 с.
  4. Торговец А. К., Шишкин Ю. И., Артыкбаев О. А. Теория, технология и оборудование внепечной обработки металлов: учебное пособие. — Алматы: НИЦ «Ғылым», 2004. — 273 с.
  5. http://www.dslib.net/mashyny-agregaty/issledovanie-razrabotka-i-sozdanie-oborudovanija-jelektromagnitnogo-peremeshivanija.html
Основные термины (генерируются автоматически): непрерывный слиток, электромагнитное перемешивание, заготовка, вторичное охлаждение, непрерывная разливка, процесс кристаллизации, кристаллизатор, жидкая фаза, технологическая линия, черная металлургия.


Похожие статьи

Анализ процесса литья алюминия в кристаллизаторе...

Полунепрерывное литье слитков, обеспечивающее получение продукции высокого качества при низких затратах и высокой производительности, в настоящее время является основным способом разливки сплавов в производстве первичного и вторичного алюминия и их сплавов.

Анализ эффективности охлаждения непрерывнолитых заготовок...

Струйное охлаждение обеспечивает вторичное охлаждение струями воды, которые подаются через специальные форсунки, как правило, имеющие щелевые формы.

Процессы непрерывной разливки: Монография / Смирнов А.Н., Пилющенко В.Л., Минаев А.А. и др.

Проблемы моделирования кристаллизации | Статья в журнале...

При расчете процессов кристаллизации в выпарных аппаратах-кристаллизаторах возникает задача определения состава

Это условие позволяет получить простые соотношения для восходящей ветви, где происходит процесс кристаллизации и образуется суспензия.

Исследование влияния режимных и конструктивных факторов...

Данная статья посвящена результатам исследования математической модели теплообмена между охлаждающим воздухом и алюминиевыми слитками с переменными факторами. На основании исследований модели теплообмена с постоянными режимными и конструктивными...

Ликвидация вторичного окисления стали 20ГЛ с применением на...

Анализ процесса литья алюминия в кристаллизаторе...

Дальнейшая кристаллизация слитка происходит при охлаждении его поверхности водой. Литье прекращается при достижении слитком заданной длины, и затем процесс повторяется вновь.

Применение высокотемпературной сверхпроводимости...

Электромагнитное перемешивание при отливке слитков позволяет добиться хорошей

Конструктивно системы для электромагнитного перемешивания представляют собой один или

В теплом отверстии криостата размещается тигель с жидким галлием, позволяющий...

О влиянии технологических параметров на качество отливок...

После заливки металла в ковш, возможна начальная стадия возникновения вторичного окисления стали.

Дефекты, связанные с волнистостью и заворотами на поверхности рассматриваемых отливок также связаны с процессами вторичного окисления металла.

Получение композита на основе вторичного полимерного сырья...

В процессе вторичного использования пластмасс необходимо предотвратить или уменьшить ухудшение их физико-механических и реологических

На кафедре «Переработка полимеров и упаковочное производство» ТГТУ, разработано оборудование (рис. 1) и технологический...

Аналитические оценки для процесса кристаллизации

В статье отражена методика проведения упрощенных оценок для описания фазовых переходов — образования твердой фазы из насыщенного раствора. Расчетная область рассматривается в виде U-образного сосуда, в нисходящей ветви которой поддерживается постоянный уровень...

Похожие статьи

Анализ процесса литья алюминия в кристаллизаторе...

Полунепрерывное литье слитков, обеспечивающее получение продукции высокого качества при низких затратах и высокой производительности, в настоящее время является основным способом разливки сплавов в производстве первичного и вторичного алюминия и их сплавов.

Анализ эффективности охлаждения непрерывнолитых заготовок...

Струйное охлаждение обеспечивает вторичное охлаждение струями воды, которые подаются через специальные форсунки, как правило, имеющие щелевые формы.

Процессы непрерывной разливки: Монография / Смирнов А.Н., Пилющенко В.Л., Минаев А.А. и др.

Проблемы моделирования кристаллизации | Статья в журнале...

При расчете процессов кристаллизации в выпарных аппаратах-кристаллизаторах возникает задача определения состава

Это условие позволяет получить простые соотношения для восходящей ветви, где происходит процесс кристаллизации и образуется суспензия.

Исследование влияния режимных и конструктивных факторов...

Данная статья посвящена результатам исследования математической модели теплообмена между охлаждающим воздухом и алюминиевыми слитками с переменными факторами. На основании исследований модели теплообмена с постоянными режимными и конструктивными...

Ликвидация вторичного окисления стали 20ГЛ с применением на...

Анализ процесса литья алюминия в кристаллизаторе...

Дальнейшая кристаллизация слитка происходит при охлаждении его поверхности водой. Литье прекращается при достижении слитком заданной длины, и затем процесс повторяется вновь.

Применение высокотемпературной сверхпроводимости...

Электромагнитное перемешивание при отливке слитков позволяет добиться хорошей

Конструктивно системы для электромагнитного перемешивания представляют собой один или

В теплом отверстии криостата размещается тигель с жидким галлием, позволяющий...

О влиянии технологических параметров на качество отливок...

После заливки металла в ковш, возможна начальная стадия возникновения вторичного окисления стали.

Дефекты, связанные с волнистостью и заворотами на поверхности рассматриваемых отливок также связаны с процессами вторичного окисления металла.

Получение композита на основе вторичного полимерного сырья...

В процессе вторичного использования пластмасс необходимо предотвратить или уменьшить ухудшение их физико-механических и реологических

На кафедре «Переработка полимеров и упаковочное производство» ТГТУ, разработано оборудование (рис. 1) и технологический...

Аналитические оценки для процесса кристаллизации

В статье отражена методика проведения упрощенных оценок для описания фазовых переходов — образования твердой фазы из насыщенного раствора. Расчетная область рассматривается в виде U-образного сосуда, в нисходящей ветви которой поддерживается постоянный уровень...

Задать вопрос