Практична робота № 30 Тема: Розрахунок тривалості періодів плавки

Мета: Навчитися розраховувати тривалості періоди плавки

1) Тривалість завалення скрапу приймаю рівну τ_скр=1,5 хв.

2) Тривалість заливки чавуну визначаю по рівнянню:

хв

3) Тривалість продування визначити по рівнянню:

хв,

де I - питома витрата кисню на тонну сталі.

4) Тривалість повалки кисневого конвертера визначити по рівнянню:

хв

5) Тривалість випуску сталі визначити по рівнянню:

хв

6) Визначимо тривалість міжплавочного простою:

хв

7) Визначимо сумарну тривалість плавки:

хв

Практична робота № 31

Тема: Вибір і розрахунок машини безперервного лиття заготівок

Мета: навчитися вибірати і розраховувати машини безперервного лиття заготівок

Вихідні дані

Марка розливаної сталі – 09Г2С

Перетин злитка, ab=2501700 мм

Коефіцієнт, залежний від марки сталі і призначення готової продукції, К=0,3

Допустима деформація внутрішніх шарів в температурному інтервалі крихкості =0,005

Коефіцієнт, що враховує ефективність охолоджування злитків в зоні вторинного охолоджування =0,85

Коефіцієнт кристалізації К=0,026 м/мин^0,5

Маса металу в ковші, М=300 т

Густина рідкої сталі =7280 кг/м³

Коефіцієнт, що враховує втрати часу при розливанні =0,9

Допустимий час розливання 110 хв.

Кількість плавок в серії n=15 шт

Тривалість пауз між серіями для підготовки МБЛЗ до розливання =60 хв.

Коефіцієнт, що враховує ступінь завантаження устаткування =0,8

Розрахунок

1 Визначення температури ліквідус і солідус для заданої марки

Хімічний склад готової сталі 09ГС приведений в таблиці 1

Таблиця 1 - Хімічний склад готової сталі 09ГС

С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	P	S
0,11	0,65	1,5	не більш
			0,3	0,3	0,3	0,011	0,010

Т_лікв = 1534-Т_зн

Т_зн =К₁[%C]+K₂[%Mn+%Si+%P+%S+%Cr+%Ni+%Cu]

де К₁ і К₂ – коефіцієнти для різних хімічних елементів в сталі;

[%C; %Mn; %Si; %P; %S; %Cr; %Ni; %Cu] – зміст хімічних елементів в сталі (задані значення коефіцієнтів для різних хімічних елементів в сталі для розрахунку температури ліквідус представлені в таблицях 2.40 і 2.41)

Таблиця 2 – Коефіцієнт К₁ при заданому вмісті вуглецю в сталі для розрахунку температури ліквідус

Вміст вуглецю в сталі %	0,11  0,50
К1	88

Таблица 3– Коэффициенты К₂ различных химических элементов в стали для расчета температуры ликвидуса

Химический элемент	Mn	Si	Cr	Ni	P	S
К2*	5	8	1,5	4	30	25

Т_зн= 88*0,11+[5*1,5+8*0,65+30*0,011+25*0,010+1,5*0,3+4*0,3+5*0,3]=

=27 ⁰С

T_лікв=1534-27=1507 ⁰С

Перевищення температури металу в сталеразливном ковші перед розливан- ням на МБЛЗ, що рекомендується, повинне складати 65÷85 ⁰С. Тому з урахуванням втрат температура металу перед розливанням в сталеразливном ковші складе 1580 ⁰С.

2. Визначення швидкості розливання, базового радіусу і металургійної довжини машини безперервного лиття заготівок.

Швидкість розливання:

W=K*(1+b/a)/b, (1)

Мінімальна швидкість розливання складе:

=0,18×(1+1,7/0,25)/1,7=0,82 м/хв.

Максимальна швидкість розливання складе:

=0,30×(1+1,7/0,25)/1,7=1,37 м/хв.

Середня швидкість розливання складе:

=0,24×(1+1,7/0,25)/1,7=1,1 м/хв.

Для подальших розрахунків вибираємо середню швидкість безперервного розливання 1,1 м/хв.

Базовий радіус:

R₀ , (2)

де К₁ – коефіцієнт затвердіння для слябів 0,026 м/мин^0,5;Ө - коефіцієнт, що враховує інтенсивність охолоджування в ЗВО, 0,85;E_d – величина допустимої деформації шарів металу в температурному інтервалі крихкості, 0,005.

R₀ 7,96 = 8 м

Металургійна довжина машини по базовому радіусу складе:

L^Ro=π*Ro/2=3.14*8/2 = 12,56 м

Повний час затвердіння заготівки складе:

τ = a² /(4*K₁²)=250²/(4*26²)=26 мин

Необхідна мінімальна металургійна довжина при швидкості витягання злитка 1,1 м/мін складе:

L^τ=W*τ=1,1*26=28 м

Отже, необхідно або збільшити радіус машини або зменшити швидкість витягання злитка. Зберігаючи швидкість витягання злитка рівну 1,1 м/мін, оскіль- ки вона визначає продуктивність установки, приймаємо базовий радіус R₀=21 м. При цьому радіусі складе 32 м, що забезпечить запас довжини для можливого збільшення часу затвердіння більш 10%. Але на підставі досвіду експлуатації радіальних МБЛЗ і досліджень ПО «Уралмаш» базовий радіус МБЛЗ не може бути більше 14 метрів. Виходячи з цього приймаємо в експлуатацію криволінійну МБЛЗ з базовим радіусом 10 метрів і точками правки, які розраховані нижче.

Приймаю відстань між точками правки t = 1,1 м, точку переходу від радіальної ділянки до криволінійної при відносній товщині оболонки (відношення двох товщини кірки до товщини заготівки), що закристалізовувалася, с = 0,45.

При с = 0,45 товщина оболонки, що закристалізувалась, до моменту розгину злитка буде рівна:

мм

Час руху злитка до точки розгину:

хв

Відстань від нейтральної осі до небезпечного шару:

мм м

Час знаходження шару, що деформується, в температурному інтервалі крихкості:

хв

Радіус першої точки правки злитка:

; R₁=11,8 м

Якщо прийняти за центр координат точку закінчення радіальної ділянки, то координата першої точки правки буде:

Радіус кривизни другої точки правки:

; R₂=37,54 м

Координата другої точки правки:

Радіус кривизни третьої точки правки:

; R₃=-31,78 м

Оскільки в третій точці одержаний негативний радіус, то вибираємо криволі- нійну МБЛЗ з двома точками правки.

3Пропускна спроможність МБЛЗ

Р_i=1440*n*M*Ф*φ₁/(n*τ₁+ τ₂) , (3)

де Рi – пропускна спроможність при відливанні заготівки певного перетину, т/год

Р=∑ Р_i*К_{i ,} (4)

де n – кількість плавок в серії при розливанні методом «плавка на плавку»;М – маса металу – місткість сталерозливного ковша, т;Ф – фонд робочого часу, діб;τ₁ – час розливання сталі зі сталерозливного ковша, хв.;τ₂ – пауза, час підготовки МНЛЗ і прийому плавки без зміни розливання злитка, хв.;φ₁ – коефіцієнт, що враховує ступінь завантаження устаткування.

Фонд робочого часу МБЛЗ складає звичайно 290-315 доби в році і визначається по формулі, діб:

Ф=365-(Т_к + Т_пп + Т_т), (5)

де Т_к=15 діб – тривалість капітального ремонту установки; Т_пп =25 діб - тривалість планово-попереджувальних ремонтів;Т_т=23-30 діб. – тривалість поточних ремонтів у рік.

Ф=365-(15 + 25 + 25)=365 діб

Склад і підготовка МБЛЗ до роботи

Підготовка МБЛЗ до роботи:

спорожнення проміжного ковша, перестановка в резервну позицію, передача на ремонт;

висновок злитка з кожного струмка;

очищення стінок кристалізатора і його огляд;

огляд основних вузлів і очищення їх від бруду і окалини;

перевірка, чищення, заміна форсунок ЗВО;

введення приманки в кожний струмок і ущільнення головок приманок щодо стінок кристалізатора;

установка ПК, перевірка стопорів і розливних стаканів;

установка СК в робоче положення, установка захисних труб і стаканів для розливання металу під рівень;

відкриття стакана-дозатора і наповнення металом проміжного ковша;

Тривалість розливання одного ковша

τ₁=М / (N*W*q*φ₂) (6)

де N – кількість струмків, шт.;φ₂ – 0,8 – коефіцієнт, що враховує втрати часу при розливанні.

При виборі МНЛЗ для визначення струмків слід користуватися виразом:

N= М / (ρ * φ₂* W *a*b* τ₃), (7)

де τ₃ – допустимий час розливання.

Визначимо кількість струмків

N= 300 / (7,28 * 0,8* 0,82 *0,25*1,7* 110) = 1,34 шт.

Приймаю кількість струмків рівне 2.

Маса одного погонного метра заготівки складе

q = a*b* ρ = 0,25*1,7*7280 = 3094 кг

Тривалість розливання одного ковша буде рівна

τ₁=300000 / (2*0,82 *3094*0,8) = 74 хв

Ритмічність складе:

Τ_р= τ_пл/ n^раб_кк=49,65/2=24,83 хв

Кратність розливання

τ_к= τ₁/ τ_р=74/24,83=3

Оскільки кратність розливання τ_к =3 , то час розливання складе 74 хвилин. Тоді швидкість розливання рівна:

W = M / (N_ρab τ₁ φ₂)= 300000/(2*7280*1,7*0,25*74*0,8)= 0,82 м/хв

Пропускна спроможність однієї МБЛЗ буде рівна:

Р_i=1440*24,83*300*300*0,85/(24,83*74+60)=1441574 т/рік

Визначення кількості МБЛЗ:

В=А/Р,

де А – продуктивність конвертерного цеху.

В=5210000/1441574=3,61 шт.

Для розливання сталі, що поступає з конвертерного цеху приймаю 4 МБЛЗ.