Расчет технологических параметров непрерывной разливки стали (стр. 4 из 5)

t_пов1 = t_ликв – Δt = 1518 – 410 = 1108 ºС.

Толщина слоя затвердевшего металла:

Плотность теплового потока:

- от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 Вт/(м²*град), т. к. охлаждение в первой секции в соответствии с заданием только водяное, тогда:

Q_конв1 = 6,16∙(1108 – 20) = 6702 Вт/м².

Плотность орошения поверхности заготовки водой:

В соответствии с методическими указаниями [1], принимаем охлаждающий эффект воды, равный 50000 Вт∙ч/м³.

Тогда:

м³/(м²∙ч).

Отношение толщины заготовки к длине В/А равно 5,2, что больше 1,5, значит водой охлаждаются только широкие грани.

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор1 = (1,3 – 2∙0,0322)∙0,141 = 0,17 м².

Тогда расход воды составит:

G_вод1 = 4,6∙0,17∙2 = 1,56 м³/ч.

Вторая секция зоны вторичного охлаждения:

Расстояние от центра первой секции до центра второй равно:

L₂ = 0,141 + 0,900/2 = 0,591 м.

Тогда:

мин;

Δt = 420ºC;

t_пов2 = 1518 – 420 = 1098 ºС;

мм.

Плотность теплового потока:

- от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 Вт/(м²*град), т. к. охлаждение во второй секции в соответствии с заданием только водяное, тогда:

Q_конв2 = 6,16∙(1098 – 20) = 6640 Вт/м².

Плотность орошения поверхности заготовки водой:

м³/(м²∙ч).

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор2 = (1,3 – 2∙0,0393)∙0,45 = 0,55 м².

Расход воды:

G_вод2 = 3,48∙0,55∙2 = 3,83 м³/ч.

Третья секция зоны вторичного охлаждения:

L₃ = 0,450 + 1,446/2 = 1,17 м;

мин;

Δt = 450ºC;

t_пов3 = 1518 – 450 = 1068 ºС;

мм.

Плотность теплового потока:

- от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

В соответствии с методическими указаниями [1], при водовоздушном вторичном охлаждении заготовки принимаем скорость движения потока воздуха

_об = 3 м/с, тогда:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²*град);

Q_конв3 = 18,7∙(1068 – 20) = 19598 Вт/м².

Плотность орошения поверхности заготовки водой:

В соответствии с методическими указаниями [1], принимаем охлаждающий эффект воды, равный 58000 Вт*ч/м³.

м³/(м²∙ч).

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор3 = (1,3 – 2∙0,0506)∙0,723 = 0,87 м².

Расход воды:

G_вод3 = 2,05∙0,87∙2 = 3,57 м³/ч.

Расход воздуха:

G_воз3 = 3,57∙15 = 53,6 м³/ч.

Четвертая секция зоны вторичного охлаждения:

L₄ = 0,723 + 3,042/2 = 2,24 м;

мин;

Δt = 485ºC;

t_пов4 = 1518 – 485 = 1033 ºС;

мм.

Плотность теплового потока:

- от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²∙град);

Q_конв4 = 18,7∙(1033 – 20) = 18943 Вт/м².

Плотность орошения поверхности заготовки водой:

м³/(м²∙ч).

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор4 = (1,3 – 2∙0,0671)∙1,52 = 1,77 м².

Расход воды:

G_вод4 = 1,43∙1,77 ∙2 = 5,0 м³/ч.

Расход воздуха:

G_воз4 = 5,0∙15 = 75,0 м³/ч.

Пятая секция зоны вторичного охлаждения:

L₅ = 1,52 + 3,841/2 = 3,44 м;

мин;

Δt = 525ºC;

t_пов5 = 1518 – 525 = 993 ºС;

мм.

Плотность теплового потока:

- от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²∙град);

Q_конв5 = 18,7∙(993 – 20) = 18195 Вт/м².

Плотность орошения поверхности заготовки водой:

м³/(м²∙ч).

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор5 = (1,3 – 2∙0,0865)∙1,92 = 2,16 м².

Так как на участке пятой секции зоны вторичного охлаждения угол наклона оси заготовки к горизонту становится менее 45º, то расход воды по малому радиусу должен быть уменьшен на 15…25% [1]. Принимаем 20%, тогда:

G_вод5 = 1,07∙(2,16 + (2,16 – 2,16∙0,20)) = 4,16 м³/ч;

G_воз5 = 4,16∙15 = 62,4 м³/ч.

Шестая секция зоны вторичного охлаждения:

L₆ = 1,92 + 3,972/2 = 3,91 м;

мин;

Δt = 555ºC;

t_пов6 = 1518 – 555 = 963 ºС;

мм.

Плотность теплового потока:

- от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²∙град);

Q_конв6 = 18,7∙(963 – 20) = 17634 Вт/м².

Плотность орошения поверхности заготовки водой:

м³/(м²∙ч).

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор6 = (1,3 – 2∙0,1043)∙1,99 = 2,17 м².

Расход воды:

G_вод6 = 0,86∙(2,17 + (2,17 – 2,17∙0,20)) = 3,36 м³/ч.

Расход воздуха:

G_воз6 = 3,36∙15 = 50,4 м³/ч.

Седьмая секция зоны вторичного охлаждения:

L₇ = 1,99 + 4,680/2 = 4,33 м;

мин;

Δt = 575ºC;

t_пов7 = 1518 – 575 = 943 ºС;

мм.

Плотность теплового потока:

- от жидкой сердцевины к поверхности заготовки:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду излучением:

Вт/м²;

- с поверхности заготовки в окружающую среду конвекцией:

α_конв = 6,16 + 4,18∙3 = 18,7 Вт/(м²∙град);

Q_конв7 = 18,7∙(943 – 20) = 17260 Вт/м².

Плотность орошения поверхности заготовки водой:

м³/(м²∙ч).

Площадь орошаемой поверхности одной грани:

F_ор7 = (1,3 – 2∙0,1221)∙2,34 = 2,47 м².

Расход воды:

G_вод7 = 0,65∙(2,47 + (2,47 – 2,47∙0,20)) = 2,89 м³/ч.

Расход воздуха:

G_воз7 = 2,89∙15 = 43,4 м³/ч.

Общий расход воды на вторичное охлаждение заготовки:

м³/ч.

Удельный расход воды на вторичное охлаждение заготовки:

м³/т.

Общий расход воздуха на охлаждение заготовки:

м³/ч.