Влияние свойств флюса в кристаллизаторе на термомеханическое поведение в течение непрерывной разливки сортовой заготовки

Rajil SARASWAT, Daan M. MAIJER, Peter D. LEE and Kenneth C. MILLS

ISIJ Int., Vol. 47 (2007) No. 1, pp. 95-104

Полный текст

Аннотация

Влияние свойств флюса в кристаллизаторе на термомеханическое поведение в течение непрерывной разливки сортовой заготовки
The Effect of Mould Flux Properties on Thermo-mechanical Behaviour during Billet Continuous Casting

Rajil SARASWAT,1) Daan M. MAIJER,2) Peter D. LEE1) and Kenneth C. MILLS1)
1) Department of Materials, Imperial College, London, SW7 2AZ, United Kingdom. 2) Department of Materials Engineering, University of British Columbia, Vancouver, V6T 1Z4, Canada.

В процессе непрерывной разливки шлакообразующая смесь формирует ванну жидкого флюса. Последний, попадая в зазор между затвердевшей корочкой заготовки и кристаллизатором, образует пленку, состоящую из жидкого и/или твердого слоев. Последующая кристаллизация пленки приводит к образованию воздушного зазора между ней и стенкой кристаллизатора. Зазор образуется и в результате усадки затвердевающей корочки заготовки. На практике воздушный зазор не образуется при усадке корочки в верхней части кристаллизатора, где жидкий флюс немедленно заполняет любой образующийся зазор. Однако в нижней части, где температура корочки падает ниже критического значения, флюс уже не является жидким и не компенсирует усадку. Образуется воздушный зазор. Разработана модель, которая определяет влияние различных слоев (включая воздушный зазор) на перенос тепла от корочки к стенке кристаллизатора. Полностью взаимосвязанный анализ теплопереноса и напряжений был использован для вычисления: (i) толщины различных слоев пленки флюса; (ii) горизонтального потока тепла; (iii) результирующей нагрузки на затвердевшую корочку. Моделирование показало, что: (a) напряжения в корочке увеличиваются при уменьшении термического сопротивления между поверхностью корочки и кристаллизатором (т. е. при увеличении теплового потока); (b) максимальное напряжение в корочке слитка на выходе уменьшается с увеличением толщины корочки флюса; (c) ферростатическое давление мешает образованию воздушного зазора в средней части граней, хотя более толстая корочка в углах имеет тенденцию к сопротивлению ферростатическому давлению и, в результате, к образованию воздушного зазора; (d) была рассчитана толщина жидкой пленки в разных областях кристаллизатора для флюсов с оптимальными температурами затвердевания, для оценки эффективности жидкой смазки; (e) максимальное напряжение возникает в углах при использовании флюсов и в середине граней при использовании масла. [Англ.]

А.А. Алексеенко