Разработка программного обеспечения, моделирующего изменение температуры, химического состава металла, разливки и кристаллизации металла на участке стальковш-кристаллизатор на МНЛЗ и прогнозирующего возможность зарастания погружных стаканов и шиберов.

Важнейшим функциональным элементом, обеспечивающим стабильность процессов движения металла в кристаллизаторе МНЛЗ, является погружной стакан. Осуществляя технологический перелив жидкого металла на участке «промежуточный ковш - кристаллизатор», он выполняет функции защиты металла от вторичного окисления, подвода расплава под уровень в кристаллизатор, способствуя рациональной организации движения конвективных потоков в жидкой ванне, а также предотвращения загрязнения стали  неметаллическими включениями. 

Одной из главных проблем, которая актуальна, как для разливки металла со стопором (стопором-моноблоком), так и для безстопорной разливки стали (с использованием шиберного затвора), является процесс затягивания (зарастания) погружного стакана, т.е. уменьшение эффективного сечения канала сталеразливочного узла промежуточного ковша МНЛЗ, что приводит к необходимости увеличения времени непрерывного литья металла, препятствует получению заготовки с минимальным количеством оксидных включений.

Целью данной работы является создание математического описания и программного обеспечения, моделирующего изменение температуры, химического состава металла, разливки и кристаллизации металла на участке стальковш-кристаллизатор на МНЛЗ и прогнозирующего возможность зарастания погружных стаканов и шиберов.

Задачи работы:

1)Провести расчеты и определить условия формирования неметаллических включений в раскисленной алюминием стали и механизм их отложения на стенках погружных каналов;

2)Расчет по определению размера частиц неметаллических включений;

3)Рассмотреть возможность гомогенного зарождения включений Al₂O₃ в объеме струи металла;

4)Рассчитать длительность роста частицы глинозема в результате диффузии;

5)Рассчитать скорости всплывания частиц оксида алюминия Al₂O₃ и алюминатов кальция;

6)Рассчитать рекомендуемые соотношения между кальцием и   алюминием;

7) Разработать программное обеспечение, которое моделирует процессы разливки и кристаллизации металла на участке стальковш-кристаллизатор на МНЛЗ.

Рассмотрено изменение концентрации и температуры в зависимости от высоты потока жидкой стали. Модель учитывает все возможные причины зарастания погружного стакана такие, как: вторичное окисление стали, движение струи во внутренней полости погружного стакана, циклические колебания стопора в ходе разливки, недостаточный подогрев стакана и т.п.

Научный руководитель – доцент, к.т.н. Комолова О.А.