Совершенствование теплообмена при охлаждении металла в машинах непрерывного литья заготовок

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 05.14.04
  • Научная степень: Докторская
  • Год защиты: 2013
  • Место защиты: Череповец
  • Количество страниц: 387 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 230 руб.
Титульный лист Совершенствование теплообмена при охлаждении металла в машинах непрерывного литья заготовок
Оглавление Совершенствование теплообмена при охлаждении металла в машинах непрерывного литья заготовок
Содержание Совершенствование теплообмена при охлаждении металла в машинах непрерывного литья заготовок
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Процессы охлаждения при непрерывной разливке стали
1.1.1. Непрерывная разливка стали
1.1.2. Роль процессов охлаждения при непрерывной разливке
1.1.3. Задачи и методы теплотехнических исследований
1.2. Математическое моделирование процессов охлаждения
и затвердевания слитка в МНЛЗ
1.2.1. Математическое моделирование процесса затвердевания слитка
1.2.2. Теплообмен в жидком ядре слитка
1.2.3. Математическое моделирование теплообмена слитка с кристаллизатором
1.2.4. Усадка слитка в кристаллизаторе
1.3. Тепловые процессы в кристаллизаторе
1.3.1. Процессы теплообмена в кристаллизаторе
1.3.2. Натурные исследования тепловой работы кристаллизатора
1.3.3. Температурное поле и термическое сопротивление рабочей стенки
1.4. Теплообмен в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ
1.4.1. Методы исследования теплоотдачи в ЗВО в натурных условиях
1.4.2. Эмпирические зависимости для расчета теплоотдачи в ЗВО
1.4.3. Лабораторные исследования форсуночного охлаждения
1.5. Охлаждение и затвердевание слитка в МНЛЗ
1.5.1. Рациональный режим охлаждения и затвердевания слитка в МНЛЗ
1.5.2. Регулирование охлаждения слитка в МНЛЗ
1.5.3. Контроль процесса затвердевания слитка в МНЛЗ
1.6. Выводы по главе

2. ОХЛАЖДЕНИЕ И ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СЛИТКА В
КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ
2.1. Математическое моделирование процесса затвердевания
2.1.1. Уравнение температурного поля слитка
2.1.2. Условия однозначности
2.1.3. Затвердевание плоского и квадратного слитков
2.2. Теплообмен в жидком ядре слитка
2.2.1. Определение скорости циркуляции жидкого металла
2.2.2. Определение теплоотдачи от жидкого металла
2.2.3. Снятие теплоты перегрева расплава в кристаллизаторе
2.2.4. Эффективный коэффициент теплопроводности
2.3. Теплообмен слитка с кристаллизатором
2.3.1. Математическая модель теплообмена слитка
с рабочей стенкой кристаллизатора
2.3.2. Проверка адекватности модели
2.3.3. Влияние теплопроводности смазки на теплообмен и затвердевание слитка в кристаллизаторе
2.3.4. Влияние коэффициента термического расширения
на теплообмен и затвердевание слитка
2.3.5. Влияние теплофизических параметров на теплообмен
и затвердевание слитка в кристаллизаторе
2.4. Затвердевание и усадка слитка в кристаллизаторе
2.4.1. Затвердевание слитка при стационарных и переходных
режимах разливки
2.4.2. Расчет процесса затвердевания слитка при
простых скачках скорости
2.4.3. Усадка слитка и выбор рациональной конусности рабочей стенки
2.5. Выводы по главе
3. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В РАБОЧЕЙ СТЕНКЕ
КРИСТАЛЛИЗАТОРА
3.1 .Тепловые потоки в рабочей стенке кристаллизатора
3.1.1. Плотность теплового потока от слитка к рабочей стенке
при стационарной скорости разливки
3.1.2. Плотность теплового потока от стенки к охлаждающей воде
при стационарной скорости разливки
3.1.3. Теплопередача от слитка к рабочей стенке кристаллизатора
при динамических режимах разливки
3.1.4. Теплопередача в рабочей стенке кристаллизатора
при динамических режимах разливки
3.2. Тепловое сопротивление рабочей стенки щелевого
кристаллизатора
3.2.1. Инженерная методика расчета теплового сопротивления
рабочей стенки щелевого кристаллизатора
3.2.2. Методика расчета температурного поля рабочей стенки
щелевого кристаллизатора
3.2.3. Определение эффективного коэффициента теплоотдачи
от рабочей стенки к охлаждающей воде
3.2.4. Обоснование методики расчета теплового сопротивления
рабочей стенки щелевого кристаллизатора
3.2.5. Выбор рациональных размеров каналов рабочей стенки
щелевого кристаллизатора
3.3. Температурные условия в рабочей стенке кристаллизатора
3.3.1. Расчет нагрева охлаждающей воды в кристаллизаторе
3.3.2. Расчет температуры поверхности охлаждаемых каналов
3.3.3. Расчет температуры рабочей поверхности кристаллизатора
3.3.4. Рациональные расходы воды на рабочие стенки кристаллизатора
3.4. Теплообмен в слое защитного шлака
3.5. Выводы по главе

определяется в процессе адаптации математической модели. Вообще говоря, величина 5 изменяется по высоте кристаллизатора, что не учитывается в данной модели. Таким образом, математическая модель, определяемая формулами (1.20, 1.21) является полуэмпирической, и до конца не раскрывает механизм теплообмена слитка с кристаллизатором.
В работе [271] в результате решения обратной граничной задачи теплопроводности уставлен закон изменения термического сопротивления зоны контакта слитка с кристаллизатором:
Л» =Яо+Я|/[я2+ЯзфУ(й42г)], (1.22)
где ао,
Зависимость (1.22) получена на основе натурных замеров толщины оболочки слитка в зоне кристаллизатора. Зависимость (1.22), хоть и получена в результате численного решения обратной задачи теплопроводности, является эмпирической и не раскрывает механизма теплообмена слитка с кристаллизатором.
1.2.4. Усадка слитка в кристаллизаторе
В верхней части кристаллизатора, где жидкая сталь непосредственно соприкасается с его стенкой, происходит интенсивный теплоотвод и образуется тонкая корочка. За этой стадией следует усадка затвердевающей стали, обуславливающая отход стальной корочки от стенки кристаллизатора [46].
Установлено [46, 162, 207], что плотного контакта между корочкой слитка и стенками кристаллизатора не существует даже в начальные моменты кристаллизации. Корка формирующегося слитка соприкасается со стенками по всей поверхности в отдельных точках, между которыми имеется газовый зазор,

Рекомендуемые диссертации данного раздела