В работе акцентируется внимание на моделировании процессов, происходящих в кристаллизаторе с новой запатентованной системой охлаждения в машине непрерывной разливки стали, в частности, на перепаде температур в металле заготовки и в стенке по высоте кристаллизатора, от которых зависит качество получаемой заготовки. В обзоре приводятся работы, в которых исследуются шлакообразую-щие смеси (ШОС), влияющие на передаваемый от металла заготовки тепловой поток в кристаллизатор. При этом зарубежные авторы акцентируют внимание на《мягком》охлаждении кристаллизатора подбором ШОС. Совершенствование процесса охлаждения заготовки в кристаллизаторе в первую очередь направлено на улучшение качества поверхности сляба, повышение стойкости кристаллизатора и увеличение производительности машины, что, по мнению ряда авторов, можно добиться путем математического моделирования процесса. Вопрос охлаждения кристаллизатора напрямую зависит от конвективного движения жидкой стали в кристаллизаторе, что рассматривается в ряде работ зарубежных авторов. Использование принципа работы тепловых труб в системе охлаждения кристаллизатора машины, в частности, с использованием пористого материала с рабочей средой вода и воздух, а также вопрос испарения капель жидкости на на-ноструктурированных супергидрофильных поверхностях также привлекает внимание исследователей. Охлаждение кристаллизатора при скоростях разливки металла более 7 м/мин, сопровождающееся возрастанием плотности теплового потока, является актуальной задачей и рассматривается рядом авторов. Взаимосвязь основных параметров процесса определяется с использованием теории размерности Рэлея. В качестве основного параметра выбирается перепад температур в металле стенки кристаллизатора, зависящий от скорости разливки (времени нахождения формирующейся в кристаллизаторе заготовки), свойств разливаемого металла (теплоемкости, температуропроводности), теплопроводности стенки кристаллизатора, перепада температур в разливаемом металле. Показатели степени при критериях подобия определяются с учетом имеющихся экспериментальных данных зависимости плотности теплового потока от принятой скорости разливки стали, параметров стали. Полученное в работе соотношение Δt_c/t_c(где Δt_c- средний перепад температур по толщине стенки, t_c - среднее значение температуры стенки) для кристаллизаторов с существующей и новой (запатентованной) системой охлаждения позволяет определить перепад температур в металле заготовки, который при двух сравниваемых системах охлаждения кристаллизатора составляет Δt_(M1) = 450 °С и Δt_(M2)= 231 °С, а соотношение Δt_(M1)/Δt_(M2) = 1,95 раза. Уменьшение перепада температур металла Δt_(M2) свидетельствует о более《мягком》охлаждении кристаллизатора с новой системой охлаждения.
展开▼
