Аннотации:
Описывается математическое моделирование температурного поля непрерывнолитого
слитка с зоной теплоизолирования в двумерном пространственном представлении для обеспечения прямой прокатки.
В настоящее время режимы охлаждения и затвердевания непрерывнолитого слитка не
обеспечивают равномерного распределения температур по его сечению, перепад между поверхностью и центром на выходе из машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) при различных скоростях вытягивания может составлять до 500 °С. Для сохранения теплоты расплава и обеспечения равномерного распределения температур по сечению слитка, в зоне воздушного охлаждения МНЛЗ предлагается использовать теплоизолирование вместо охлаждения на
воздухе, что позволит уменьшить (или исключить) промежуточный нагрев слитка в нагревательных печах перед прокаткой.
Описывается математическая модель охлаждения непрерывнолитого слитка с учетом выделения теплоты кристаллизации в двухфазной зоне и выравнивания температуры по его сечению. Численная реализация модели осуществлялась методом расщепления по координатам
на языке программирования C++. Адекватность модели проверялась по сходимости расчетных и экспериментальных данных. Для оценки выравнивания температуры по его сечению в
зоне теплоизолирования проводился численный эксперимент, в результате которого было получено температурное поле непрерывнолитого слитка по длине МНЛЗ при скоростях разливки 0,6–1,4 м/мин. Определена эффективность выравнивания температур по сечению слитка
при применении зоны теплоизолирования в сравнении с охлаждением на воздухе.
По результатам моделирования установлено, что теплосодержание слитка за счет использования теплоты жидкой фазы увеличивается на ~ 30 %, что позволяет применить прямую прокатку. The paper describes mathematical modeling of the temperature field of a continuously cast cast ingot
with a zone of thermal insulation in a two-dimensional spatial representation to ensure direct rolling.
Currently, the cooling and solidification modes of a continuous cast ingot do not ensure an even
distribution of temperatures across its cross-section, the difference between the surface and the center
at the exit from the caster at different drawing speeds can be up to 500 °С. In order to maintain
the heat of the melt and to ensure an even distribution of temperatures over the ingot section, it is
proposed to use thermal insulation instead of air cooling in the air-cooled zone of the continuous
Металлургическая теплотехника и теплоэнергетика
Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy.
2018, vol. 18, 106 no. 2, pp. 100–106
casting machine, which will reduce (or eliminate) the intermediate heating of the ingot in heating
furnaces before rolling.
A mathematical model of the cooling of a continuously cast ingot is described, taking into account
the evolution of the heat of crystallization in a two-phase zone and the equalization of the temperature
along its cross section. The numerical realization of the model was carried out by the
method of splitting by coordinates in the programming language C++. The adequacy of the model
was verified by the convergence of the calculated and experimental data. To estimate the temperature
equalization by its cross-section, a numerical experiment was conducted in the thermal insulation
zone, as a result of which a temperature field of a continuously cast ingot along the length of
the continuous casting machine was obtained at casting speeds of 0.6 to 1.4 m/min. The efficiency of
temperature equalization over the section of the ingot was determined when using the heat insulation
zone in comparison with air cooling.
Based on the simulation results, it is established that the heat content of the ingot due to the use
of the heat of the liquid phase is increased by ~ 30%, which makes it possible to apply direct rolling.
Описание:
Демиденко Людмила Леонтьевна, канд. техн. наук, доцент кафедры информатики и
информационной безопасности, Магнитогорский государственный технический университет
им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск; demidenkoludmila@gmail.com. L.L. Demidenko, demidenkoludmila@gmail.com
Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation