Розрахунки технологічних і конструктивних параметрів МбЛЗ

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 7Следующая ⇒

Курсовий проект

Розрахунки технологічних і конструктивних параметрів МбЛЗ

Основна характеристика заданої марки сталі

Сталь 1020 відноситься до конструкційних, вуглецевих якісних сталей [1]. Поставляється у вигляді товстого або тонкого листа. Може використовуватися для деталей, що піддаються холодній штамповці, глибокій складній та особливо складній витяжці (для автомобілебудування за стандартом SAE).

Масова частка хімічних елементів, які входять до складу сталі складає: С 0,18-0,23%; Si ≤ 0,03%; Mn 0,45 - 0,60%; Al 0,03-0,06%; S ≤ 0,015%;

P ≤ 0,020%; Cr ≤ 0,6%; Ni ≤ 0,6%; Cu ≤ 0,6%.

Температура розливання металу на МБЛЗ

Визначення температури ліквідус та температури солідус

При безперервному розливанні сталі дуже важливо підтримка оптимального рівня температури металу, що розливається.

Точний розрахунок і підтримка температури металу при розливанні необхідний для забезпечення високої якості БЛЗ і стабільності процесу розливання.

Підвищений перегрів металу над температурою ліквідусу сприяє збільшенню тріщиночутливості заготовок, розвитку стовпчастої структури злитку і таких дефектів макроструктури, як осьова ліквація і центральна пористість. Крім того, надмірно висока температура металу, що розливається, може привести до проривів БЛЗ по тріщинах.

Необхідна температура металу в проміжному ковші розраховується виходячи з температури ліквідусу для кожної марки сталі [2,3].

Для визначення температур ліквідус () і солідус () сталей використовують два прості методи - або по діаграмі стану системи , або в наближенні адитивного впливу домішок, що містяться в сталі, на температуру плавлення чистого заліза:

розливання заготовка сталь охолодження

де і  - коефіцієнти, що показують, на скільки градусів змінюються температури ліквідус і солідус сталі при додаванні 1% і - го компоненту.

Значення  і для основних компонентів сталей, знайдені по діаграмах стани подвійних систем , приведені в таблиці 2.1. [4 - 6]

Таблиця 2.1 - Коефіцієнти  і , що характеризують зниження температури ліквідус і солідус при введенні 1% компоненту

Компонент

, K , KІнтервал застосування Примітка до визначенню

73410

[% ] 0,10

,13 [% ] 2,14Для интервала

,10 [% ] 0,13

41 К
30696[% ] 0,25-
36,5[% ] 9,5-
1219[% ] 14,4-
30173[% ] 2,8-
79[% ] 6,5-

3,56,5[% ] 3,5Для 3,5 [% ] 6,5

22 К

12[% ] 2,5Для 2,5 [% ] 2,5

25 К
36,5[% ] 10

11,5[% ] 10Для 10 [% ] 33

17,5 К
39[% ] 15-
26[% ] 10-
2018[% ] 13-
1,52[% ] 17,3-

Визначимо температуру ліквідус сталі 1020 складу, %: 0,205 ; 0,015 ; 0,525 ; 0,045 Al; 0,3 ; 0,3 ; 0,007 ; 0,010 ; 0,3 :

Визначаємо температуру солідус:

Кристалізація заготовок

Вибір форми технологічної осі

Базовий радіус МБЛЗ

розливання заготовка сталь охолодження

При використанні радіальних і криволінійних МБЛЗ при переведенні злитка в горизонтальне положення його приходиться деформувати - розгинати. При розгині чи виправленні виникаючі в злитку напруги можуть перевищити межу міцності і привести до утворення різного роду тріщин. При цьому необхідно приймати до уваги сортамент, що відливається, перетин заготовки й умови охолодження злитка, тому що всі ці параметри визначають припустиму величину деформації металу [11].

У випадку радіальної машини розгин злитка, як правило, проводиться цілком у затверділому стані в одній точці.

Одним із способів запобігання утворенню дефектів при розгині злитка є при всіх інших рівних умовах збільшення радіуса кривизни, що дозволяє знизити величину деформації і її швидкість. На підставі досвіду експлуатації радіальних МБЛЗ і дослідження впливу величини і швидкості деформації при розгині на якість безперервного злитка ВО «Уралмаш» виробило практичні рекомендації для вибору мінімального базового радіуса радіальної МБЛЗ в залежності від товщини злитка, які представлені у таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 - Рекомендовані ВО «Уралмаш» значення базового радіусу радіальних МБЛЗ в залежності від товщини злитка

Товщина злитка £150£200£250£315£350£400
Базовий радіус 568101214

Дослідження механічних властивостей сталі при 1300-1450 ⁰С дозволили одержати рівняння для оцінки припустимого базового радіуса технологічної осі МБЛЗ із розгином в одній точці в залежності від марки сталі, що розливається, і інтенсивності охолодження:

 (5.1)

де  - товщина злитка, ;

 - швидкість витягування злитка, ;

 - коефіцієнт кристалізації;

 - величина припустимої деформації слоїв металу в температурному інтервалі крихкості [для маловуглецевого, дрібнозернистого металу можна прийняти ; для средньовуглецевого і легованого металу  та для високовуглецевого і складнолегованого ];

 - коефіцієнт, що враховує інтенсивність охолодження злитка в ЗВО (; менше значення відноситься до помірної інтенсивності, більше до високої).

Визначимо базовий радіус та виберемо тип МБЛЗ для розливання маловуглецевого, дрібнозернистого металу у заготовки перетином .

Приймаємо для даного сортаменту наступні вихідні дані: припустима деформація внутрішніх слоїв у температурному інтервалі крихкості ; інтенсивність охолодження - помірна, ; швидкість витягання злитка ; коефіцієнт кристалізації .

Базовий радіус:

.

При базовому радіусі МБЛЗ  ділянка затвердіння (металургійна довжина) машини складе:

Повний час кристалізації заготовки перетином  складе:

.

Необхідна мінімальна металургійна довжина при швидкості витягання злитка  складе:

Для забезпечення запасу довжини для можливого збільшення часу кристалізації для слябової заготовки металургійна довжина, розрахована по базовому радіусу, повинна бути не менш ніж на 10% більше металургійної довжини, розрахованої по часу повної кристалізації злитка, . Тобто має виконуватись наступне визначення:

.

Отже, необхідно чи збільшити радіус машини чи зменшити швидкість витягання злитка [2,3]. Зберігаючи швидкість витягання злитка , оскільки вона визначає продуктивність МБЛЗ, базовий радіус установки має бути:

.

При цьому радіусі  складе , що забезпечить запас довжини для можливого збільшення часу кристалізації більш ніж на 10%. Але у відповідності з таблицею 5.1 для товщини заготовки 250 мм рекомендується радіальна МБЛЗ з базовим радіусом до 5 м. Тому вибираємо не радіальну, а криволінійну МБЛЗ з металургійною довжиною , базовим радіусом 8,5 м та декількома точками правки.

Результати розрахунку

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

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

Перелік посилань

розливання заготовка сталь охолодження

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Курсовий проект

Розрахунки технологічних і конструктивних параметрів МбЛЗ

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США