МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНБАСЬКИЙ державний технічний університет
КАФЕДРА МЕТАЛУРГІЇ ЧОРНИХ МЕТАЛІВ
Курсова робота
З дисципліни "Безперервне розливання сталі"
Розрахунок технологічних, теплотехнічних і конструктивних параметрів МНЛЗ
Виконав студент
Групи МЧ
__________
Перевірив
доц. каф. МЧМ
Куберський С.В.
Алчевськ
2005

Вихідні дані для розрахунку

№ п / п	Поставлене параметр	Значення
	Варіант
	Марка разливаемой стали	55C2
	Зміст,% З	0,52-0,60
	Si	1,5-2
	Mn	0,6-0,9
	Cr	н.б. 0,3
	Ni	н.б. 0,4
	S	н.б. 0,02
	P	н.б. 0,02
	Перетин злитку, мм	175 175
	Ефективна довжина кристалізатора, м	0,9
	Межа міцності сталі в близи температ. солидус, МПа.	7,1
	Густина рідкої сталі, кг / м 3	7055
	Теплоємність рідкої сталі, Дж / (кг * К)	656
	Теплопровідність стали, Вт / (м * К)	30
	Прихована теплата затвердіння, кДж / кг	245
	Коефіцієнт затвердіння, мм / хв 0,5	30
	Коеф-ент k завис. від марки ст. і призначення гот. продукції	0,125
	Довжина 4-х роликової секції, м	1
	Відстань від меніска металу в кр-ре до секції ЗВО, м	2
	Допустимо. деформації. шарів мет. в темпі-рном інтерв. тендітні.	0,002
	Коеф-нт, що враховує інтенсивність охол. злитка в ЗВО	0,75
	Відносна товщина закристалізувався кірки	0,6
	Відстань між точками правки, м	1
	Кількість плавок в серії, шт	8
	Маса розливається металу в ковші, т	50
	Коефіцієнт враховує втрати часу при разл.,	0,9
	Коефіцієнт учітивающ. ступінь загр. обладнання. МБЛЗ,	0,85
	Допустимий час розливання, хв	60
	Підс. пауз між серіями для підгот. МБЛЗ до разл., Хв	60
	Фонд робочого часу експлуатації МБЛЗ, діб.	290
	Тривалість всіх ремонтів, діб.	75
	Тип сталеплавильного агрегату	конвертер
	Кількість конвертерів, шт	3
	Садка, т	50
	Тривалість плавки, хв	34

Зміст

Введення

1 Визначення температури ликвидус і солидус стали, разливаемой на МБЛЗ

2 Швидкість безперервного розливання

3 Розрахунок охолодження заготовки

3.1 Визначення товщини закристалізовувався шару і температури на виході з кристалізатора

3.2 Визначення температури поверхні по довжині заготівлі та витрати води на охолодження в ЗВО

4 Вибір форми технологічній осі

4.1 Базовий радіус МБЛЗ
4.2 Випрямлення безперервнолитої заготовки
5 Продуктивність МБЛЗ
5.1 Пропускна здатність МБЛЗ

5.2 Склад і підготовка МБЛЗ до розливання

5.3 Кількість МБЛЗ у сталеплавильному цеху
Список посилань
Додаток 1. Графічне зображення розрахункових параметрів.
Додаток 2. Результати розрахунку.

Введення
Останні роки на Україні намітилися тенденції по всебічної модернізації сталеплавильного комплексу. Орієнтуючись на передовий світовий досвід одними з основних шляхів ефективного переозброєння галузі можуть бути впровадження передових схем позапічної обробки сталі і установок безперервного розливання.
Програма розвитку металургійного комплексу України до 2010 року включає значну зміну структури сталеплавильного виробництва, а саме зниження частки мартенівської сталі і розливання металу у виливниці в загальному обсязі металопродукції. Значне підвищення частки конвертерної та електросталі, а також збільшення обсягів металу розливається на МБЛЗ може істотно підвищити конкурентоспроможність продукції вітчизняної металургії.
В даний час успішно завершена реконструкція сталеплавильного виробництва на Донецькому металургійному заводі (реконструйовані потужності з виплавки і безперервного розливання електросталі) швидкими темпами переозброюється Єнакіївський металургійний завод (спорудження установки піч-ківш і шестиручову радіальної МНЛЗ), на черзі Кривий Ріг, Запоріжжя, Маріуполь.
Ця курсова робота присвячена розрахунку основних технологічних, теплотехнічних, конструктивних і експлуатаційних параметрів МНЛЗ.

1. Визначення температури ликвидус і солидус стали, разливаемой на МБЛЗ
У процесі безперервного розливання сталі дуже важлива підтримка оптимального рівня температури розливається металу.
Точний розрахунок і підтримання температури металу при розливанні необхідний для забезпечення високої якості НЛЗ і стабільності процесу розливання.
Підвищений перегрів металу над температурою ліквідусу сприяє збільшенню трещіночувствітельності заготовок, розвитку столбчатой ​​структури злитку і таких дефектів макроструктури, як осьова ліквація і центральна пористість. Крім того, надмірно висока температура розливу-емого металу може привести до проривів НЛЗ по тріщинах. При збільшенні температури металу в промковше вище оптимальної величини потрібно зниження рівня швидкостей витягування НЛЗ (орієнтовно, перевищення оптимальної температури розливання на 10 ⁰ С вимагає зниження швидкості разли-вки на 5%).
Необхідна температура металу в проміжному ковші розраховується виходячи з температури ліквідусу для кожної марки сталі.
Визначимо температуру ликвидус заданої марки сталі, прийнявши наступний хімічний склад,%:
0,50 З, 1,8 Si, 0,8 Мn, 0,3 Cr, 0,4 Ni, 0,02 S, 0,02 P.
Розрахунок температури ликвидус стали, здійснюється за формулою:
Т _л = 1534-t _сн (1.1)
де t _сн - зниження температури плавлення заліза із-за присутності в ньому домішок яке визначається за формулою:
t _сн = К ₁ '[C,%] + К _2' [Mn,% + Si,% + Cr,% + Ni,% + P,% + S,%] ⁰ С, (1.2)
де К ₁ і К _{2-коефіцієнти} для різних хімічних елементів у сталі;
[C,%; Mn,%; Si,%; Cr,%, Ni,%, P,%; S,%] - вміст хімічних елементів у сталі (Задані значення коефіцієнтів для різних хімічних елементів-тов в сталі для розрахунку температури ликвидус представлені в таблицях 1-2 [1]).
Таблиця 1 - Коефіцієнт К ₁ при заданому змісті вуглецю в сталі для розрахунку температури ликвидус
Таблиця 2 - Коефіцієнти К ₂ різних хімічних елементів у сталі для розрахунку температури ліквідусу
Розрахункова температура ликвидус складе:
t _сн = К ₁ '[C,%] + К _2' [Mn,% + Si,% + Cr,% + Ni,% + P,% + S,%] = 86'0, 56 +5'0 , 75 +8'1, 75 + 1,5 '0, 3 + 0,4 '4 +0,02 '30 +0,02 '25 = 73 ^о С,
Т _л = 1534-t _сн = 1534 - 73 = тисячу чотиреста шістьдесят-один ^про С.
Рекомендована величина перегріву металу в проміжному ковші над температурою ліквідусу під час розливання на МБЛЗ для низько - і середньовуглецевих марок сталі становить 30 ¸ 35 º С.
Передбачувані втрати температури металу в ході розливання:
- У промковше за час розливання однієї плавки - 5 ¸ 10 º С;
- При переливі металу з сталеразливочного в проміжний ківш - 30 ¸ 40 º С (у залежності від типу футеровки промковша і номери плавки в серії).
Рекомендоване перевищення температури металу в сталеразливочном ковші перед розливанням на МБЛЗ повинна становити:
65 ÷ 85 ° С - для низько - і середньовуглецевих марок сталі;
Визначимо температуру солидус сталі, що містить,%:
0,56 З, 0,75 Mn і 1,8 Si. Впливом фосфору і сірки з концентраціями до 0,025% можемо знехтувати.
Розглянемо рівняння, апроксимуючі в даній області лінію солідусу відповідної бінарної діаграми.
В інтервалі (0,15 ¸ 0,8) З дійсно вираз:
(1.3)
Для марганцю Л. Кухарєв [2] було виведено подібне співвідношення:
(1.4)
а для кремнію ним же запропонована формула
(1.5)
де N _C, N _Mn, N _Si - концентрація,% (ат.), зазначених елементів.
Процентні (за масою) змісту елементів перерахуємо на атомні
(1.6)
де - Відносна маса елемента.
За цим відношенню 0,56% С º 2,5541% (ат.), 0,75 Mn º 0,7615% (ат.), 1,8% Si º 3,5272% (ат.).
Тепер підставимо концентрації N _C, N _Mn і N _Si в рівняння (1.3) - (1.4) і розрахуємо зниження температури солидус: Dt _C = -97,49 ^o C, Dt _Mn = -5,77 ^o C,
Dt _Si = -35,31 ^o C.
Сумарне зниження температури солидус Dt _S = -138,56 ^o C, а температура солидус t _S = 1534-139 = 1395 ^o C.

2. Швидкість безперервного розливання
При визначенні швидкості розливання металу на машинах напівбезперервного (МПНЛЗ) і безперервної (МНЛЗ) лиття заготовок виходять з того, що в кристалізаторі повинна виходити скоринка такої товщини, щоб після виходу з кристалізатора вона б не порвалася під дією рідкого металу [3].
Швидкість розливання залежить від цілого ряду чинників: перетин, марка, тип УНРС і впливає на продуктивність, якість, масу устаткування - вартість МБЛЗ.
Попередня оцінка швидкості може бути зроблена також за формулою:
(2.1)
k - коефіцієнт, що залежить від марки сталі та призначення готової продукції; при литві квадратних заготовок k = 0,11-0,14.
При литві блюмів зі сталі звичайної якості слід вибирати максимальне значення коефіцієнта.
Після підстановки відповідних значень в рівняння (2.5) отримаємо швидкість розливання:
w _min = 0,11 * (1 +0,8 / 0,8) / 0,8 = 2,75
w _max = 0,14 * (1 +0,8 / 0,8) / 0,8 = 3,5
w _cp = 0,125 * (1 +0,8 / 0,8) / 0,8 = 3,13
Гіпромез рекомендуються наступні швидкості розливання:
для заданого перерізу заготовки
А'В, мм ² 80'80
w, м / хв 2,75-3,5
Однак ці швидкості можуть бути рекомендовані для випадку, коли розливання плавок на МБЛЗ проводиться одиночними плавками. У разі серійної розливання методом плавка на плавку час розливання на МБЛЗ необхідно погоджувати з тривалістю плавки у сталеплавильному агрегаті і ритмом подачі ковшів з металом у відділення безперервного розливання.
Для подальших розрахунків вибираємо швидкість розливання 3,13 м / хв.

3. Розрахунок охолодження заготовки

 

3.1 Визначення товщини закристалізовувався шару і температури на виході з кристалізатора

Аналіз процесу затвердіння заготівлі в кристалізаторі провів Хілс [5]. Розрахунок теплового поля заготовки веде до полиному, константи якого розраховують з урахуванням поверхневих умов. Рівняння і результати дані в безрозмірних параметрах, що дозволяє легко застосовувати їх для довільних початкових даних і розмірів заготовки.
Розрахунком встановлено товщина застиглої кірки в залежності від відстані від рівня металу, температура на поверхні заготовки і тепло, відведений кристалізатором.
Для визначення товщини кірки в кристалізаторі , Температури поверхні заготовки і кількості відведеного тепла В.Д. Хілс [5] встановив ряд спрощених співвідношень, які в системі СІ мають вигляд:
(3.1)
(3.2)
(3.3)
Безрозмірне відстань від рівня стали в кристалізаторі
, (3.4)
де х - реальне відстань, м;
- Час перебування заготовки на глибині х в кристалізаторі, с; v - швидкість заливки, м * с ^-1; - Коефіцієнт тепловіддачі від поверхні заготовки до охолоджувальної воді, Вт * м ^-2 * K ^-1:
(3.5)
де d - товщина зазору між заготівлею та стінкою кристалізатора; - Коефіцієнт теплопровідності рідкої речовини в зазорі; - Товщина стінки мідної кристалізатора; - Коефіцієнт теплопровідності міді; - Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої сторони мідної стінки кристалізатора до охолоджувальної воді (визначають за критеріальним співвідношенням).
Хілс використовував рівняння Nu = 0,023 (Re) ^0,8 (Pr) ^0,33 та параметри: Y-ефективна довжина кристалізатора, м (відповідає рівню сталі в кристалізаторі); - Безрозмірна довжина кристалізатора; - Безрозмірна товщина застиглої сталі; - Реальна товщина застиглої кірки, м; - Безрозмірна температура поверхні заготовки; - Реальна температура поверхні заготовки, ° С; -Температура солідусу; Н '= L ₁ / (ct _S) - безрозмірне загальне тепло затвердіння; L ₁ - Реальна прихована теплота затвердіння (включаючи теплоту перегріву) (Тут t ₁ - температура разливаемой сталі); - Безрозмірне тепло, відведений від частини заготовки довжиною х, що припадає на одиницю окружності кристалізатора; - Реальне тепло, відведений з частини заготовки довжиною х, що припадає на одиницю окружності кристалізатора за одиницю часу.
Для розрахунку температури застиглої кірки в кристалізаторі К. Фекете [6] розробив зразкові спрощені методи.
Він виходить із міркувань, що кристалізатор в МБЛЗ є теплообмінником, працюючим противоточно, так що можна вважати, що розливається сталь охолоджується проточною водою. Їм отримано співвідношення:
, (3.6)
де -Різницю температур між рідкою сталлю і охолоджуючої сланці-затор водою; -Різницю температур обох речовин при вході в кристалізаційної-тор; -Коефіцієнт тепловіддачі, Вт * м ^-2 * К ^-1; -Охолоджуюча внутрішня поверхня кристалізатора, м ^2; - Ентальпія сталі; - Ентальпія води, яка дорівнює ; -Внутрішній перетин кристалізатора, м; v-швидкість витягування, м * с ^-1; - Щільність застиглої сталі, кг * м ^-3; с - теплоємність ста-ли, Дж * кг ^-1 * К ^-1.
На підставі відомих результатів вивчення відведення тепла, проведено-ного X. Крайнер і Б. Тарман [7], а також І. Саваж і В.Х. Прітчард [2], К. Фекете склав рівняння для відводу тепла кристалізатором:
. (3.7)
Для визначення середньої щільності теплового потоку від кристалізаційної-тора на даному відстані х від рівня стали в кристалізаторі необхідно проінтегрувати попереднє співвідношення:
; (3.8)
, (3.9)
де - Час, с.
При описі передачі тепла від твердого тіла до оточуючої його рідко-сті або газу мається на увазі теплообмін. Кількість тепла Q, Дж, що переходить з поверхні тіла в навколишнє середовище, визначають за формулою Ньютона:
(3.10)
де - Коефіцієнт тепловіддачі, Вт м ^-2 До ^-1; t _п - температура поверхні тіла, ⁰ С; t _ср - температура навколишнього середовища, ⁰ С; S - охолоджувана площа, м ^2; - Час, с.
Відповідно до рівняння Ньютона отримаємо:
(3.11)
де , К - среднелогаріфміческая різниця температур в кристалізаційної-лихо між сталлю і охолоджуючої водою:
(3.12)
Тут (Індекс 1 відноситься до сталі, 2 - до води, р - для температури входу; до - виходу).
З теорії розрахунку теплового обміну відомо, що среднелогаріфміческую різниця можна замінити середньоарифметичної, якщо

Мабуть, ці умови при розливанні сталі на МБЛЗ будуть завжди виконуватися:
(3.13)
(3.14)
При цьому спрощення коефіцієнт тепловіддачі з рівняння (3.11) буде виражений наступним чином:
(3.15)
Тепер підставимо співвідношення під рівнянням (3.11) і (3.15) в рівняння (3.6) і одночасно замінимо по передбачуваних температурним разностям і вирази:
, (3.16)
(3.17)
У результаті отримаємо з рівняння (3.6):
(3.18)
У рівняння (3.17) слід ще підставити вираз, який визначає кількість загального тепла затвердіння в залежності від часу. Якщо товщина кірки

Повний час затвердіння заготівлі перетином a'b-175'175 мм ² складе t = а ² / 4k ² = 175 ² / (4 * 30 ²⁾ = 8,5 хв.
Необхідна мінімальна металургійна довжина при швидкості витягування зливка w = 1,3 м / хв складе

Отже, необхідно або збільшити радіус машини або зменшити швидкість витягування зливка. Зберігаючи швидкість витягування зливка w = 1,3 м / хв, тому що вона визначає продуктивність установки, приймаємо базовий радіус установки R _o = 9 м. При цьому радіусі L _ЗВО складе ~ 14,13 м, що забезпечить запас довжини для можливого збільшення часу затвердіння більше 25%.
4.2 Випрямлення безперервнолитої заготовки
Кристалізується безперервнолитої злиток постійно знаходиться під дією зовнішніх сил, величина і характер яких визначаються конструктивними параметрами МБЛЗ. Тому, для безперервнолитого злитка характерно одночасне існування умов кристалізації і деформування, що визначає можливість утворення дефектів, що мають різну природу.
Одним із серйозних дефектів безперервнолитих зливків є внутрішні гарячі тріщини.
Причинами, що викликають утворення внутрішніх тріщин, можуть бути усадочні чи термічні напруги, а також вплив зовнішніх сил, характер і величина яких залежать від конструктивних параметрів МНЛЗ.
Освіта внутрішніх тріщин під дією термічних напруг може бути мінімізовано за рахунок правильно організованого вторинного охолодження заготовок.
Підвищені деформація НЛЗ можуть відбуватися, також, при витріщивши-вання скориночки злитка від ферростатіческого тиску, під дією розтягуючих навантажень при витягуванні формується, при стисненні не повністю кристалізувався злитку валками тягнучої кліті, а також при вигині і випрямленні заготівлі в двофазному стані.
Ряд прийнятих конструктивних рішень дозволив обмежити деформа-цію безперервнолитого злитка.
Випрямлення безперервнолитого злитка - це технологічно необхідна операція на машинах безперервного лиття заготовок криволінійного типу.
Конструктивні вирішення таких важливих вузлів МБЛЗ як кристалізатор, опорні роликові секції ЗВО дозволяють досягти на сучасних сортових установках швидкості витягування заготовок більше 5 м / хв.
При цьому глибина лунки рідкого металу може значно перевищувати довжину ділянки МБЛЗ з постійним радіусом кривизни.
При випрямленні безперервнолитого злитка з рідкою серцевиною, теплофізичні умови кристалізації та охолодження впливають на процес утворення внутрішніх тріщин.
Від того, як повинна бути побудована зона правки, що забезпечує деформацію злитка в двофазному стані без утворення тріщин, залежить вибір типу МБЛЗ, призначених для виробництва заготовок з високоякісних-них сталей.
Умови утворення тріщин при виправленні безперервнолитого злитка відрізняються від умов утворення тріщин при усадці, так як при виправленні утворення тріщин відбувається під дією розтягуючих напруг і пов'язаної з ними деформацією, що викликаються зовнішніми силами. Тому характер і величину деформації можна змінювати за рахунок конструктивних параметрів МНЛЗ, таких як радіус кривизни і довжина радіального ділянки, кривизни і довжини ділянки випрямлення і т.д.
Критерієм утворення тріщин при виправленні і виборі раціональної кривої випрямлення є залежність, представлена ​​у вигляді:
e £ e _* (Т)
де: e - фактична відносна деформація вибраного шару;
e _* - допустима відносна деформація для даної марки сталі при температурі Т °.
Цей критерій заснований на експериментальних роботах у галузі вивчення гарячих тріщин в сталевих злитках.
Недоліком запропонованого критерію є те, що він не враховує кінетику розвитку внутрішніх деформацій і зміни деформаційної здатності кристалізується металу, тобто не враховує, що при кристалізації одночасно протікають взаємопов'язані процеси - процес агрегатного перетворення, який зумовлює безперервна зміна механічних властивостей і процес накопичення деформацій.
Дослідження механічних властивостей різних сталей при високих температурах виявляє важливу закономірність:
всі стали в певному інтервалі температур мають різко виражений провал міцності і пластичності. Цей інтервал, названий температурним інтервалом крихкості, характеризується низькими значеннями механічних характеристик, має різну величину і залежить від хімічного складу сталі.
Умова, при якому зі зменшенням швидкості деформації гранично допустимі деформації збільшуються, стало основною передумовою випрямляти не повністю затверділий злиток не в одній точці, а на ділянці зони вторинного охолодження деякої довжини, щоб значно зменшити швидкість деформації.
Розрахуємо криву плавного випрямлення злитка з рідкою серцевиною перетином А'В = 175'175 мм ² при литві середньовуглецевих і легованих сталей. Базовий радіус кривизни радіального ділянки R ₀ = 9 м, швидкість витягування зливка 1,3 м / хв, відстань між точками з t = 1 м.
Приймаються коефіцієнт кристалізації k = 30 мм / хв ^0,5 та коефіцієнт інтенсивності охолодження = 0,75, точку переходу від радіального ділянки до криволинейному при відносній товщині закристалізувався оболонки (відношення двох товщин кірки до товщини заготовки) з = 0,6, допустиму деформацію e _д = 0,005.
Повний час кристалізації злитка складе:
хв.
При з = 0,6 товщина закристалізувався оболонки до моменту розгину злитку буде:
мм.

Час руху злитку до точки розгину

хв.
Відстань від нейтральної осі до небезпечного шару:
у = dq = 52,5 * 0,75 = 39,38 мм; у = 0,0394 м.
Час знаходження деформівного шару в температурному інтервалі крихкості:
хв.
Радіус першої точки редагування злитка:

м.
Якщо взяти за центр координат точку закінчення радіального ділянки, то координата першої точки редагування буде:

Радіус кривизни другої точки правки:

координата точки правки:

Радіус кривизни третьої точки:


Так як в третій точці отримано негативний радіус, то вибираємо криволінійну МБЛЗ з двома точками редагування.
За отриманими даними будуємо криву плавного випрямлення (Додаток 1, рис.3.).

5. Продуктивність МБЛЗ
5.1 Пропускна здатність МБЛЗ
Пропускна здатність МБЛЗ для заданого профілю відливається зливка або заготівлі розраховується за формулою, т / рік.
, (5.1)
Пропускна здатність встановленої МБЛЗ дорівнює, т / рік:
(5.2)
де Р _i - пропускна здатність при литві заготовки певного перерізу, т / рік; k _i - частка заготівки даного типорозміру, що відливається на МНЛЗ, частки одиниці; n - кількість плавок в серії при розливанні методом плавка на плавку (для сортових n = 4 - 10); М - маса металу, що дорівнює місткості сталеразливочного ковша т, Ф - фонд часу роботи установки безперервного розливання сталі, діб; t ₁ - час розливання сталі з сталеразливочного ковша, хв; t ₂ - пауза, час підготовки машини до прийому плавки без зміни розмірів злитка, хв; j ₁ - коефіцієнт, що враховує ступінь завантаження обладнання (для сортових j ₁ = 0,85).
Фонд робочого часу роботи МБЛЗ становить зазвичай 290-315 діб на рік і визначається за формулою; добу;
(5.3)
де Т _к - тривалість капітального ремонту установки безперервного розливання сталі - 10 діб; Т _п.п. - тривалість планово-попереджувальних ремонтів, як правило, щотижня, установка зупиняється на 8 год і виробничо попереджувальний ремонт з заміною окремих вузлів МБЛЗ, регулюванням системи охолодження і всієї технологічної лінії.
Враховуючи, що в році 52 тижні загальна тривалість простоїв ма-шини, пов'язана з планово-попереджувальними ремонтами складе
Т _п.п. = 8 * 52/24 = 17,3 діб.
Т _т - тривалість поточних ремонтів - залежить від кількості типорозмірів заготовки, що відливається на МНЛЗ, тому що потрібно при цьому заміна кристалізаторів і верхньої секції охолодження, усунути прориви металу та інших аварійних ситуацій. У залежності від типорозміру заготівлі і марки стали 23-30 діб на рік.

5.2 Склад і підготовка МБЛЗ до розливання

Час паузи між окремими плавками або серіями плавок необхідно для підготовки МБЛЗ без зміни розміру заготовки. Підготовка машини складається з наступних операцій: спорожнювання проміжного ковша, перестановка в резервну позицію і передача ковша на обробку та ремонт; висновок зливка з кожного струмка, очищення стінок кристалізатора та його огляд; огляд основних вузлів і очищення їх від бруду та окалини; перевірка, чистий -ка і заміна форсунок ЗВО; введення затравки в кожен струмок МБЛЗ і ущільнення головок запалів щодо стінок кристалізаторів; установка проміжного ковша, перевірка стопорів і розливних стаканів; установка сталеразливочного ковша в робоче положення, встановлення захисних труб і склянок для розливання металу під рівень; відкриття склянки сталеразливочного ковша і наповнення металом проміжного ковша. Ряд операцій з підготовки установок до плавки проводиться одночасно, з цього тривалість паузи між серіями становить 60 хв.
Тривалість розливання одного ковша визначається перетином заготівки, маркою сталі, типом машини і може бути визначена за формулою:
(5.4)
М - маса металу в ковші кг; N - кількість струмків; w - швидкість разли-вки (витягування) заготівлі, м / хв; q = а * в * r - маса 1 м (Погонного) заготівлі кг; а, в - товщина і ширина заготовки, r - щільність сталі, кг / м ^3; j ₂ = 0,9 - коефіцієнт, що враховує втрати часу при розливанні.
Тривалість розливання t ₁ не повинно перевищувати максимально допустимого часу розливання з сталеразливочного ковша. Максимально допустима тривалість розливання, обумовлена ​​тепловими втратами для ковшів різної місткості, становить:
Місткість ковша, м 50 100 160 200 300 400
Час розливання, хв. 60 75 85 90 110 120
Це обумовлено тепловими втратами ковшів.
Кількість струмків МБЛЗ і кількість машин у відділенні визначаються залежно від сортаменту разливаемой стали і перетину злитка, місткості сталеплавильного агрегату і ритму подачі сталерозливних ковшів у відділення. При виборі МБЛЗ для визначення кількості струмків слід користуватися виразом:
, (5.5)
t ₃ - допустимий час розливання, хв.
Слід враховувати, що збільшення числа струмків ускладнює конструкцію та обслуговування МБЛЗ, збільшує необхідну площу під МБЛЗ і капітальні витрати. Зменшення кількості струмків МБЛЗ веде до збільшення кількості встановлених у цеху МБЛЗ і відповідно до зростання капітальних витрат.
При литві на МБЛЗ розширеного сортаменту сталей складу МБЛЗ (необхідну кількість струмків) слід розраховувати за найбільш трудомісткого (мінімального) перерізу.
В даний час знаходяться в експлуатації сортові машини з кількістю струмків до восьми, блюмової до чотирьох, слябової до двох. Проектуються слябової машини для відливання злитків шириною 900 ... 1400 мм з чотирма струмками.
5.3 Кількість МБЛЗ у сталеплавильному цеху
Кількість МБЛЗ у відділенні безперервного розливання сталі складає:
В = В ₁ + В _2, (5.6)
де В _1, В ₂ - кількість працюючих і резервних машин відповідно.
У випадку роботи установок безперервного розливання сталі з розливанням тільки одиночними плавками кількість МБЛЗ визначається з умови:
В ₁ = А / Р, (5.7)
де А - виробництво рідкої сталі в цеху; Р - пропускна здатність МБЛЗ.
У випадку роботи МБЛЗ з розливанням плавок серіями методом плавка на плавку кількість машин визначається як:
В ₁ = t ₁ / t _р +1, (5.8)
де = t _р - ритм подачі ковшів у відділення.
Слід зазначити, що кратність подачі t ₁ / t _р ковшів у відділення повинна бути цілим числом, в іншому випадку необхідно змінити тривалість розливання сталі на МБЛЗ за рахунок зміни швидкості розливання або складу МБЛЗ.
Кількість резервних машин може бути знайдено як:
У ₂ = (Т * У ₁₎ / 365, (5.9)
де Т - тривалість всіх видів ремонтів, діб: Т = 70 ... 75 діб.
Як показує досвід експлуатації відділень безперервного розливання сталі, коефіцієнт використання МБЛЗ становить 0,7 ... 0,9 (70 ... 90%) від потужності встановлених МБЛЗ.
Визначаємо кількість МБЛЗ і їх продуктивність у складі конвертерного цеху, що складається з трьох конвертерів місткістю 50 т. Метал розливається на заготовки перерізом 175'175 мм ^2.
Стали - вуглецеві звичайної якості і низьколеговані конструкційні сталі.
Тривалість плавки в конвертері 34 хв.
Швидкість розливання сталі w = 1,3 м / хв.
Киснево-конвертерний цех працює за системою: два конвертери в роботі, один в резерві.
Ритм подачі ковшів у відділення безперервного розливання сталі складе t _р = 34: 2 = 17 хв, а продуктивність конвертерного цеху з рідкої сталі:
т.
Склад МБЛЗ (кількість струмків) при допустимому часу розливання t ₃ = 60 хв складе:

Приймаються до установки машини з чотирма струмками.
Час розливання t ₁ на четирехручьевой МБЛЗ при швидкості розливання w = 1,3 м / хв буде:

Приймаються тривалість розливання t ₁ = 51 хв. Кратність розливання t _{1 /} t _р складе 51:17 = 3; швидкість розливання w = 1,26.
Пропускна здатність (потужність) МБЛЗ при розливанні стали серіями по шість плавок складе:
т.
Кількість працюючих МБЛЗ:
В ₁ = t _{1 /} t _р +1 = 51/17 +1 = 4.
Кількість МБЛЗ, що знаходяться в резерві:
У ₂ = ТБ ₁ / 365 = 75 * 4 / 365 = 0,82.
Приймаються У ₂ = 1.
Загальна кількість МБЛЗ складе:
В = В ₁ + В ₂ = 4 +1 = 5.
Продуктивність встановленої МБЛЗ:
Р = А / В = 1,545882 * 10 ⁶ / 5 = 0,309 * 10 ⁶ т.

Список посилань
1. Скворцов А.А., Акименко А.Д. Теплопередача і затвердіння сталі в установках безперервного розливання. - М.: Металлургиздат, 1966.
2. Savage J., Pritchard WH - JISI, 1954, 178, s. 813.
3. Фізико-хімічні розрахунки електросталеплавильних процесів: Учеб. посібник для вузів / Григорян В.А., Стомахін А.Я., Пономаренко А.Г. и др. - М.: Металургія, 1989. 288 с.
4. Глазков А.Я., Моргалев Б.М., Чигринов М.Г., Лобанов В.В. Виробництво дрібних безперервнолитих заготовок. М.: Металургія, 1975. 104 с.
5. Hills AWD - JISI, 1965, January, s. 18-26.
6. Fekete K. - Berg-und Hüttenmännische Monatshefte, 1969, 1, s. 19-21.
7. Krainer H., Tarmann B. - Stahl und Eisen, 1949, 69, s. 813.
8. Конструкції і проектування агрегатів сталеплавильного виробництва. / Григор'єв В.П., Нечкине Ю.М., Єгоров О.В., Нікольський Л.Є.: Підручник для вузів. - М.: МІСіС. 1995. - 512 с.

6. Результати розрахунку

№ п / п	Розрахунковий параметр	Значення
	Температура ликвидус, о С	1510
	Температура солидус, о С	1487
	Допустима швидкість розливання, м / хв	0,87
	Обрана швидкість розливання, м / хв	1,3
	Допустима глибина рідкої фази, м	5,71
	Товщина кірки стали на виході з кристалізатора, мм	19,97
	Середня тем. закристалізовується-ся шару на вих. з кр-ра, о С	1329
	Температура поверхні заготовки на вих. з кр-ра , О С	1190
	Час руху злитка в кристалізаторі, з	41,5
	Час руху злитка в ЗВО до повного твердіння., Хв	9,46
	Відстань від низу кр-ра до повного твердіння. загот., м	12,3
	Температура на вході в секцію ЗВО, о С	1130
	Температура на виході із секції ЗВО, о С	1090
	Товщина кірки на вході в секцію ЗВО, мм	30
	Товщина кірки на виході із секції ЗВО, мм	38
	Витрата води на секцію охолодження, м 3 / год	3,2
	Сумарний тепловий потік на поверхн. злитка, кВт / м 2	358,5
	Середній коефіцієнт тепловіддачі, Вт / м 2 * К	323
	Щільність зрошення, м 3 / (м 2 * ч)	4,57
	Базовий радіус, м	9
	Мінімально необхідна металург. довжина машини, м	11,06
	Довжина ділянки затвердіння з обраним радіусом, м	14,13
	Товщина кірки до моменту розгину злитку, мм	52,5
	Час руху злитка від кр-ра до точки розгину, хв	3,06
	Час знаходження деформ. шару в темп. інт. тендітні., хв	2,38
	Радіус точок правки, м R 1	14,26
	R 2	34,37
	R 3	-83,93
	Ритм подачі ковшів, хв	17
	Продуктивність конвертерного цеху, т	1545882
	Розрахункова кількість струмків МБЛЗ, шт	3,3
	Обрану кількість струмків МБЛЗ, шт	4
	Розрахунковий час розливання, хв	49
	Вибраний час розливання, хв	51
	Уточнена швидкість розливання, м / хв	1,26
	Пропускна здатність МБЛЗ, тис.т	0,303
	Кількість працюючих МБЛЗ, шт	4
	Кількість резервних МБЛЗ, шт	1
	Продуктивність встановленої МБЛЗ, тис.т	0,309