Продолжение... На рис.15 ¸ 20 сопоставлены условия прогрева изложницы и поддона толщиной 40 мм при заливке сталью 20Н3ДМА с температурой 1600 0С при различных режимах заливки изложницы (на момент 13, 17 и 20 с после начала заливки). Данные, приведённые на рис.15 ¸ 20, показывают, что при повышении скорости падения струи происходит соответственное уменьшение интенсивности термического и механического воздействия струи на поддон, что приводит к взаимной компенсации влияния этих факторов, вследствие чего эрозия поддона (рис.21) слабо зависит от возможного изменения таких параметров заливки, как напор в ковше (120 ¸ 170мм), диаметр стопорного стакана (40 ¸ 60мм) и изменение высоты ковша над изложницей (5 ¸ 50мм).
Некоторое снижение эрозии может быть получено при наличии эффективно действующей промежуточной воронки, однако это влияние весьма незначительное и позитивная роль промежуточной воронки скорее не в уменьшении напора, а в стабилизации направления падающей струи, при условии, что устройство воронки обеспечивает отсутствие разбрызгивания струи. Учитывая, что скорость падающей струи зависит от высоты её падения, следует поддерживать малую высоту ковша над изложницей и по возможности использовать промежуточную воронку надлежащей конструкции для снижения динамического напора и стабилизации струи, вытекающей из ковша. На начальном этапе заполнения изложницы целесообразно вести заливку полной струей (без торможения), чтобы обеспечить по возможности скорое повышение уровня металла. На рис.22 ¸ 27 дана сравнительная характеристика условий эрозии поддона при заливке различных марок стали, отличающихся (см. табл.) как по температуре ликвидуса (1485 ¸ 1515 оС), так и по температурному интервалу затвердевания (28 ¸ 62 град) и теплоте кристаллизации (1930 ¸ 2050 КДж/м3К). Сопоставление данных по нагреву поддона и изложницы при заливке ряда сталей с постоянной температурой заливки (рис.25) показывает, что имеет место существенное различие в интенсивности эрозии поддона: наиболее устойчивой против эрозии из представленных марок является сталь 08ГДНФЛ, в то время как сталь 40ХН2 отличается заметно большей склонностью к эрозии. Дополнительное исследование эрозии при неизменной величине перегрева над температурой ликвидуса (рис.16 ¸ 17) показывает, что при этом не выявляется существенного различия между сталями разных марок. Это даёт основание сделать вывод, что различие в поведении сталей, отмеченное на рис.15, связано с разным значением температуры ликвидуса: наиболее высоким у стали 08ГДНФЛ и минимальным из представленных - у стали 40ХН2. Интенсивность циркуляции и температура охлаждающей воды в пределах их возможных изменений в условиях рассматриваемой технологии литья слитков в водоохлаждаемую тонкостенную изложницу практически не оказывает влияния на характер теплоотвода, поскольку решающую роль играет процесс пристеночного кипения воды в узком слое жидкости, скорость движения которого всецело определяется условиями всплывания образующихся пузырей в большом объёме охладительного бака, а температура соответствует постоянной температуре кипения. Подача охлаждающей воды с расходом порядка 25 м3/час и ее нагрев до 50 ¸ 60 оС не способны повлиять на локальные условия кипения в пристеночном слое жидкости. Определенное значение может иметь только концентрированная подача водяной струи непосредственно под днище изложницы, где условия циркуляции воды и всплывания пузырей менее благоприятные, чем у боковой поверхности изложницы, при этом скорость и расход струи должны быть достаточными для эффективного воздействия на характер кипения жидкости.
Представленные данные позволяют сделать ряд важных выводов: · наиболее ответственным этапом заливки стали в водоохлаждаемые изложницы является заполнение нижней части, когда скорость падения струи является максимальной и струя непосредственно воздействует на поверхность поддона в силу малой глубины залитого слоя металла; на последующих этапах высота падения струи уменьшается и возрастает толщина слоя, предохраняющего поддон от эрозии; · на начальном этапе заливки преобладает прогрев поддона, теплоотвода через стенку изложницы в охлаждающую воду; · возможность появления эрозии поддона определяется соотношением скорости нарастания корки под влиянием теплоотвода и скорости оплавления и размыва корки струей притекающего расплава;
· из большого числа факторов, влияющих на образование и эрозию корки, наиболее важными факторами, определяющими кинетику изменения толщины корки, являются толщина поддона и перегрев металла относительно температуры ликвидуса, а также скорость струи, воздействующей на поверхность поддона; · для обеспечения устойчивой и безопасной технологи и литья 5-тонных слитков в тонкостенную водоохлаждаемую изложницу с параметрами, отвечающими условиям заливочного стенда Севмашпредприятия (см. Инструкцию № 92.48.3631.021), необходимо иметь: Ш толщину поддона не менее 40 мм; Ш перегрев стали при заливке не выше 65¸ 70 град; Ш при установке поддона зазор между поддоном и изложницей не более 3¸ 5 мм; Ш минимальную высоту ковша над изложницей или промежуточную воронку для стабилизации условий заливки.
Литература
|