який в загальному вигляді можна записати так:
Величиною - втратами на нагрівання обладнання МБЛЗ нехтуємо.
Питома кількість тепла, що надходить в машину з рідким металом (ентальпія) розраховується за ур-нію:
(2)
де Gкр - прихована теплота кристалізації, рівна 270 кДж/кг
cт і cж теплоємності твердої і рідкої фази, кДж/кг.ОС
- температура початку затвердіння, ОС
- кінцева температура сталі, ОС
Dt - перегрів стали понад температури ликвидус, ОС
Прийнявши Gкр = 270 кДж/кг, величину перегріву металу Dt = 20 ОС, питомий кол-во тепла, що вноситься з рідким металом в кристалізатор складе близько 1300 кДж/кг.
Повна кількість тепла, що надходить в МБЛЗ в одиницю часу (повний тепловий потік) складе:
[кДж/с]
де G - продуктивність МБЛЗ, кг/с
Зони МНЛЗУдельное кількість тепла, кДж/кгОтносітельное кол-во тепла,% Крісталлізатор21016Зона вторинного охлажденія32025Воздушное охолодження (до різання) 19015Ітого: у машіне72056уходіт із заготівлею за машіну58044Всего: 1300100
З цього балансу слід, що загальне у тепла, що відводиться в МБЛЗ складе близько 55 - 60% і йде за машину близько 40 - 45% тепла. З усієї кількості тепла, віднімають від металу в межах МБЛЗ, в кристалізаторі відводиться 20 - 25% тепла, в ЗВО - 50% тепла і в зоні повітряного охолодження - 25 - 30% тепла (рис. 2). Таким чином, близько 70 - 75% тепла відводиться примусово в кристалізаторі і в ЗВО. Розглянемо процеси тепловідведення в цих зонах детальніше.
Кристалізатор є найважливішим технологічним вузлом МБЛЗ, тому що в ньому відбувається формування скоринки безперервного злитка. Основне завдання - відвід такої кількості тепла, яке забезпечить умова безперервного формування твердої оболонки (скоринки) достатньої товщини і міцності, здатної протистояти діям сил тертя і ферростатіческого тиску, а так само згинального моменту на виході з кристалізатора.
Кристалізатор як охолоджувач умовно можна розділити на дві частини - верхню, де наявність щільного контакту між скоринкою злитка і стінкою кристалізатора, забезпечує досить ефективний теплообмін.
Нижня частина - ефективність тепловідведення в якій різко падає, через утворення повітряного зазору між кристаллизующейся скоринкою і стінкою кристалізатора.
При надходженні рідкого металу в кристалізатор величину перегріву рекомендується підтримувати на рівні 30 Про З тобто температура низкоуглеродистого металу на вході в кристалізатор становить 1530 - 1550 Про С. У верхній частині кристалізатора, де забезпечується щільний контакт кристаллизующейся скориночки і стінок кристалізатора температура поверхні скоринки падає до 600 - 900 Про С, пізніше утворюється повітряний зазор і температура скоринки на виході з кристалізатора підвищується до 1100 - 1200 Про С. Середня температура скоринки злитка в кристалізаторі становить 1300 - 1350 Про С.
У кристалізаторі відбувається процес передачі тепла від рідкого металу до охолоджувальної воді, що циркулює в охолоджуючих каналах стінки кристалізатора.
Інтенсивність теплопередачі в кристалізаторі характеризується величиною середньої щільності теплового потоку - g і записується так:
В
g = k Г— (t ж - t в )
В
де g - питома інтенсивність теплопередачі (Вт/м 2 )
k - усереднений коефіцієнт теплопередачі (Вт/м 2 Г— К)
t ж і t у - температури рідкого металу і охолоджуючої води відповідно, Про С.
Величина повного теплового потоку дорівнює:
В
Q = g Г— F = k <...
