Непрерывная разливка стали
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛ 3.4.2

Струйное охлаждение непрерывнолитой заготовки

Струйное охлаждение обеспечивает вторичное охлаждение заготовки струями воды, подаваемыми через специальные разбрызгивающие форсунки (рисунок 3.67), расположенные между опорными роликами. Вода попадает на поверхность заготовки в виде капель, которые должны иметь достаточную энергию и скорость, чтобы проникнуть сквозь паровую «рубашку», образовавшуюся на поверхности заготовки вследствие интенсивного испарения воды.

Этот способ охлаждения непрерывнолитой заготовки имеет ряд существенных технологических недостатков: величина теплоотдачи не всегда увеличивается пропорционально увеличению расхода воды; капли из водяной форсунки обычно достаточно крупные, что не способствует увеличению скорости парообразования и ограничивает эффективность охлаждения; в месте воздействия водяной струи с заготовкой происходит термический удар, который может привести к зональной сегрегации или образованию трещин и т.д.

Факел распыляемой воды форсунки струйного распыления и схема расположения форсунки относительно поверхности заготовки

Рисунок 3.67 – Факел распыляемой воды форсунки струйного распыления (а) и схема расположения форсунки относительно поверхности заготовки (б)

Обычно струйное охлаждение применяется в зоне, непосредственно расположенной под кристаллизатором, а также в следующей после нее зоне (зоны 0 и 1). В зоне подбоя (зона 0) форсунки расположены таким образом, что струи направлены под углом к днищу кристаллизатора. При этом вода не попадает в проем кристаллизатора, а направляется на опорные ролики, обеспечивая этим дополнительное их охлаждение. В зонах 1 и 2 форсунки располагаются аналогичным образом, то есть часть струи омывает ролики при любых расходах воды, дополнительно их охлаждая.

Для слябовых МНЛЗ устанавливаются несколько форсунок в растворе роликов (рисунок 3.68). При этом предварительно необходимо определить участки перекрытия струй, что позволяет обеспечить равномерное распределение воды по всей ширине охлаждения. Дополнительные технические затруднения вызывает расположение форсунок в ЗВО современных слябовых МНЛЗ, которые имеют возможность изменения ширины сляба в процессе разливки.

Схема расположения форсунок в растворе роликов

Рисунок 3.68 – Схема расположения форсунок в растворе роликов

Между тем, система струйного охлаждения является достаточно простой в конструкционном плане, что позволяет широко использовать ее на блюмовых и особенно сортовых МНЛЗ. Вода, подаваемая под давлением 0,25-0,35 МПа, проходя через сопла определенной конфигурации, самостоятельно дробится за счет перепада давлений на капли размером 0,2- 1,0 мм и в виде факела плоской, овальной или округлой формы попадает на охлаждаемую поверхность. Необходимая форма факела достигается конструкцией форсунки и ее сопла. Вся эта группа форсунок имеет цилиндрический подводящий канал, заканчивающийся полусферой, в которой вода дополнительно сжимается и выбрасывается через щелевое сопло, расположенное по центру полусферы. Сопла обеспечивают раскрытие факела по большой оси на 80-1500, а по малой на 5-80.

Большим недостатком системы водяного охлаждения при подаче охладителя через форсунки является также высокая неравномерность охлаждения поверхности слитка даже на сравнительно небольших ее участках в пределах одной секции по ее длине. Это объясняется схемой подачи воды в зазор между роликами. Поэтому участки слитка, перекрытые роликами, не получая необходимого охлаждения, перегреваются, а открытые участки, имеющие небольшую ширину, переохлаждаются. В результате разница температур на сравнительно небольших участках достигает 120-150 oС. Такое циклическое изменение режима нагрев-охлаждение происходит по всей зоне водяного охлаждения и, многократно повторяясь, приводит к возникновению дополнительных напряжений в корке слитка и, как правило, к появлению трещин.

СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛ 3.4.2

СТАТЬИ

ПОПУЛЯРНОЕ

КОНФЕРЕНЦИИ

КНИГИ