p> 6 зона
253,5
251,9
7 зона
251,9
250,0
6 . Охолодження кристалізатора
Найчастіше в МБЛЗ використовуються збірні кристалізатори, в стінках якого є система вертикальних каналів для охолоджуючої води. Зазвичай канали мають діаметр 20 мм, а відстань між ними 40 ... 50 мм (приймаємо 45 мм).
Основним показником, характеризує режим охолодження кристалізатора, є витрата охолоджуючої води. Попередньо перед розрахунком витрати води необхідно, користуючись вищенаведеними рекомендаціями, вибрати діаметр каналів і визначити їх число. Витрата води на охолодження кристалізатора повинен бути таким, щоб виконувалися дві умови:
3) температура води на виході з кристалізатора не повинна перевищувати 40 ... 45 0 С з тим, щоб не відбувалося відкладення розчинених у ній солей;
3) швидкість руху води в каналах повинна бути не менше 2 м/с для того, щоб запобігти виникненню локальних перегрівів.
Витрата води, що забезпечує виконання першої умови, визначається наступним чином. Спочатку вибором або розрахунком визначаються вихідні дані:
- температура води на вході в кристалізатор (приймаємо 20 0 С);
- температура води на виході з кристалізатора (приймаємо 42 0 С);
- перепад температур води в кристалізаторі О”t в (42-20 = 22 0 С);
- середній перепад температури між температурою рідкого металу і температурою поверхні кристаллизующейся заготовки О”t (приймаємо 370 0 С);
- середня товщина шару затверділого металу в кристалізаторі Оѕ 0 :
,
де До з - коефіцієнт затвердіння, мм/хв 0,5 ;
П„ - тривалість затвердіння, хв;
h - відстань до середини кристалізатора, м;
- робоча швидкість витягування заготовки, м/хв.
Приймаються величину коефіцієнта затвердіння До з = 26 мм/хв 0,5 .
Розрахунок ведемо для середини кристалізатора. Довжина кристалізатора за завданням 950 мм. Робоча швидкість витягування - 0,76 м/хв. Кристалізатор заповнюють не повністю. Приймаємо, що рівень рідкого металу в кристалізаторі становить 850 мм, тобто відстань до середини кристалізатора складе 425 мм.
Тоді:
мм.
Після цього обчислюється середня щільність теплового потоку від заготівлі до кристалізатора:
,
де - середній тепловий потік, Вт/м 2 ;
- коефіцієнт теплопровідності затверділого металу, Вт/(м в€™ град).
Приймаються таке значення коефіцієнта теплопровідності Вт/(м в€™ град).
Тоді:
кВт/м 2 .
Потім обчислюється витрата води, забезпечує прийняту температуру її на виході з кристалізатора:
,
де - витрата води на кристалізатор з даного умові, м 3 /год;
- площа поверхні кристалізатора, що сприймає теплової
потік, м 2 ;
- щільність води, кг/м 3 ;
З В - питома теплоємність води, кДж/(кг в€™ град).
Знайдемо площу поверхні кристалізатора:
== 2,68 м 2 .
Отримаємо:
м 3 /ч.
Витрата води, що забезпечує виконання другої умови - задану швидкість її руху в каналах кристалізатора, визначається за формулою:
,
де - витрата води на кристалізатор, м 3 /год;
- діаметр каналу, м;
- швидкість руху води, м/с;
- кількість каналів.
Обчислимо кількість каналів, по яких тече вода для охолодження кристалізатора. Для цього знайдемо периметр верху кристалізатора:
Р = 2 в€™ (260 +1326) = 3172 мм. p> Відстань від центру одного каналу до центру наступного:
45 + 20 = 65 мм.
Кількість каналів:
m = 3172/65 = 49 шт.
Тоді:
м 3 /ч.
Після обчислення необхідного витрати води, виходячи з першого і другого умови, приймаємо більший з них, тобто 138,5 м 3 /ч.
7 . Вторинне охолодження заготовки
Режим вторинного охолодження неперервнолитої заготовки повинен бути таким, щоб витримувався оптимальний температурний режим затверділої оболонки. Досить точно цей оптимальний температурний режим може бути заданий зміною перепаду температури по товщині затверділої оболонки:
,
де t пов - температура поверхні заготовки, 0 С;
О”t - перепад температури по товщині затверділої оболонки, 0 С.
Розрахунок режиму вторинного охолодження заготовки ведеться по зонах відповідно до конструкції МБЛЗ. Так як по довж...
