RU2351429C1 - Refrigeration method of mold with receiving of sections and installation for its implementation - Google Patents
Refrigeration method of mold with receiving of sections and installation for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351429C1 RU2351429C1 RU2007120928/02A RU2007120928A RU2351429C1 RU 2351429 C1 RU2351429 C1 RU 2351429C1 RU 2007120928/02 A RU2007120928/02 A RU 2007120928/02A RU 2007120928 A RU2007120928 A RU 2007120928A RU 2351429 C1 RU2351429 C1 RU 2351429C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling medium
- walls
- channels
- cooling
- mold
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к охлаждению кристаллизатора при получении непрерывно-литых заготовок из высокотемпературных металлов.The invention relates to metallurgy, in particular to the cooling of the mold upon receipt of continuously cast billets from high-temperature metals.
Известен способ охлаждения кристаллизатора с прямоточной системой охлаждения [1. Попандопуло И.К., Михневич Ю.Ф. Непрерывная разливка стали. М.: Металлургия, 1990. 296 с., см. стр.111-112], заключающийся в независимом подводе и отводе воды в вертикальные каналы четырех стенок кристаллизатора.A known method of cooling a crystallizer with a once-through cooling system [1. Popandopulo I.K., Mikhnevich Yu.F. Continuous steel casting. M .: Metallurgy, 1990. 296 p., See p. 111-112], which consists in the independent supply and removal of water into the vertical channels of the four walls of the mold.
Недостатком известного способа охлаждения кристаллизатора является применение его преимущественно для охлаждения медных стенок кристаллизатора в существующих в настоящее время установках непрерывной разливки стали и невозможность его применения для охлаждения кристаллизатора, содержащего первую пару стенок с верхним расширенным и нижним вертикальным участками рабочей поверхности, выполненной с возможностью вращательного движения, вторую пару стенок, выполненную с возможностью возвратно-поступательного движения и содержащую вертикальные каналы в центральной части стенок с примыкающими к ним дополнительными наклонными каналами [2. Патент №2084311 RU].A disadvantage of the known method of cooling the mold is its use mainly for cooling the copper walls of the mold in the currently existing installations for continuous casting of steel and the impossibility of its use for cooling the mold containing the first pair of walls with upper expanded and lower vertical sections of the working surface, made with the possibility of rotational movement , a second pair of walls, made with the possibility of reciprocating motion and containing tikalnye channels in the central part of the wall with adjoining additional inclined channel [2. Patent No. 2084311 RU].
Наличие вертикальных каналов в центральной части стенок с примыкающими к ним дополнительными наклонными каналами во второй паре стенок и применение прямоточной системы охлаждения не обеспечивают высокоэффективного охлаждения стенок, изготовленных из материалов с более низким значением коэффициента теплопроводности (сталь) по сравнению с медью, при разливке высокотемпературных металлов.The presence of vertical channels in the central part of the walls with additional inclined channels adjacent to them in the second pair of walls and the use of a once-through cooling system do not provide highly efficient cooling of walls made of materials with a lower thermal conductivity (steel) compared to copper when casting high-temperature metals .
Кроме этого, в кристаллизаторах с прямоточной системой охлаждения требуется больший расход воды. Например, для охлаждения кристаллизатора с поперечным сечением 1600x250 мм2 расход охлаждающей воды достигает 300-350 м3/час. Причем допустимый перепад температуры воды на входе и выходе из каналов не должен превышать 8-10°С. В противном случае при достижении на поверхности канала температуры воды 60°С происходит отложение солей и увеличение термического сопротивления стенки, что уменьшает теплопередачу стенок и количество тепла, отводимого всем кристаллизатором. Очистка цилиндрических каналов диаметром 20 мм и длиной до 1000 мм затруднена и часто не проводится в цехах ремонта металлургического оборудования. Для охлаждения воды, выходящей из кристаллизаторов, приходится строить градирни, в которых вода контактирует с окружающим воздухом и отдает им тепло. Установка вовнутрь водоохлаждаемых каналов трубки с отверстиями для распыливания воды позволяет частично решить проблему охлаждения кристаллизаторов и уменьшить расход воды.In addition, in crystallizers with a once-through cooling system, a greater consumption of water is required. For example, for cooling a mold with a cross section of 1600x250 mm 2, the flow rate of cooling water reaches 300-350 m 3 / h. Moreover, the permissible temperature drop at the inlet and outlet of the channels should not exceed 8-10 ° C. Otherwise, when the water temperature reaches 60 ° C on the channel surface, salts are deposited and the thermal resistance of the wall increases, which reduces the heat transfer of the walls and the amount of heat removed by the entire mold. The cleaning of cylindrical channels with a diameter of 20 mm and a length of up to 1000 mm is difficult and often not carried out in repair shops for metallurgical equipment. To cool the water leaving the crystallizers, it is necessary to build cooling towers in which the water contacts the surrounding air and gives them heat. The installation inside the water-cooled channels of the tube with holes for spraying water can partially solve the problem of cooling the molds and reduce water consumption.
Заявляемый способ направлен на создание высокоэффективного процесса получения непрерывно-литых заготовок из высокотемпературных металлов и сплавов (медь, сталь).The inventive method is aimed at creating a highly efficient process for producing continuously cast billets from high-temperature metals and alloys (copper, steel).
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого способа, заключается в:The technical result obtained by the implementation of the proposed method is:
1. Повышении эффективности тепловой работы кристаллизатора и охлаждения металла.1. Improving the efficiency of the thermal operation of the mold and metal cooling.
2. Повышении качества поверхности и внутренней структуры непрерывных заготовок.2. Improving the quality of the surface and internal structure of continuous billets.
Заявляемый способ характеризуется следующими существенными признаками.The inventive method is characterized by the following essential features.
Ограничительные признаки: способ охлаждения кристаллизатора при получении непрерывно-литых заготовок, состоящего из четырех, расположенных попарно продольных рабочих стенок с охлаждаемыми каналами, первая пара стенок которого выполнена с возможностью перемещения и имеет верхний участок, расположенный под углом к вертикали, и нижний вертикальный участок, а вторая пара - с возможностью возвратно-поступательного движения, включающий подачу охлаждающей среды в каналы стенок кристаллизатора.Limiting signs: a method for cooling the mold upon receipt of continuously cast billets, consisting of four longitudinally arranged working walls arranged in pairs with cooled channels, the first pair of walls of which are movable and have an upper section located at an angle to the vertical and a lower vertical section, and the second pair - with the possibility of reciprocating motion, including the supply of a cooling medium to the channels of the walls of the mold.
Отличительные признаки: охлаждаемые каналы двух пар стенок кристаллизатора вакуумируют, подают в них распыленную без присутствия воздуха охлаждающую среду, образующийся при нагреве и испарении на стенках охлаждаемых каналов пар, удаляемый из охлаждаемых каналов посредством их вакуумирования, проводимого одновременно с распыливанием охлаждающей среды, при этом регулируют расход охлаждающей среды и вакуума в каналах рабочих стенок индивидуально для каждой пары рабочих стенок и контролируют температуру и расход охлаждающей среды на входе и выходе из кристаллизатора системой автоматического управления охлаждением кристаллизатора, необходимый расход охлаждающей среды (кг/с) через каналы определяется из соотношения:Distinctive features: the cooled channels of two pairs of walls of the mold are evacuated, a cooling medium sprayed without the presence of air is introduced into them, which is formed by heating and evaporating steam on the walls of the cooled channels, removed from the cooled channels by evacuating simultaneously with the spraying of the cooling medium, flow rate of the cooling medium and vacuum in the channels of the working walls individually for each pair of working walls and control the temperature and flow rate of the cooling medium in ode and the outlet of the crystallizer cooling automatic control system of the mold, the necessary flow rate of the cooling medium (kg / s) through channels defined by the relation:
mв=Q/[r+Cp(ts-t0)],m in = Q / [r + C p (t s -t 0 )],
где Q - тепловой поток от разливаемого металла, отводимый охлаждающей средой, Вт; r - удельная теплота испарения (кипения) среды, Дж/кг; Ср - теплоемкость среды, (Дж/кг·°С); ts - расчетное значение температуры насыщения среды в канале,°С; t0 - начальная температура подаваемой в каналы среды, °С.where Q is the heat flux from the cast metal discharged by the cooling medium, W; r is the specific heat of evaporation (boiling) of the medium, J / kg; C p is the heat capacity of the medium, (J / kg · ° C); t s is the calculated value of the saturation temperature of the medium in the channel, ° C; t 0 - initial temperature supplied to the channels of the medium, ° C.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.A causal relationship between the totality of the essential features of the proposed method and the achieved technical result is as follows.
Вакуумирование каналов стенок обеспечивает отсутствие в них воздуха, а также удаление образовавшегося насыщенного пара охлаждающей среды, что значительно интенсифицирует процесс теплообмена и повышает эффективность работы кристаллизатора.Evacuation of the walls of the channels ensures the absence of air in them, as well as the removal of the formed saturated steam of the cooling medium, which significantly intensifies the heat transfer process and increases the efficiency of the mold.
Подача в каналы кристаллизатора распыленной и без присутствия воздуха охлаждающей среды обеспечивает ее интенсивный нагрев и испарение (кипение) на стенках каналов с увеличением в десятки раз интенсивности теплообмена, а соответственно увеличением эффективности тепловой работы кристаллизатора при одновременном уменьшении расхода охлаждающей среды (воды) в 5-10 раз.The supply of atomized cooling medium to the crystallizer channels and without the presence of air ensures its intensive heating and evaporation (boiling) on the channel walls with a ten-fold increase in heat transfer intensity, and, accordingly, an increase in the thermal work efficiency of the crystallizer while reducing the flow rate of the cooling medium (water) by 5- 10 times.
Индивидуальное регулирование расхода охлаждающей среды и вакуума в каналах рабочих стенок первой и второй пары кристаллизатора обеспечивает различную интенсивность охлаждения стенок по причине различной плотности теплового потока от разливаемого высокотемпературного металла в стенки.Individual regulation of the flow rate of the cooling medium and the vacuum in the channels of the working walls of the first and second pairs of the mold provides different intensities of cooling the walls due to the different density of the heat flux from the poured high-temperature metal into the walls.
Наличие системы автоматического управления охлаждением кристаллизатора позволяет контролировать температуру и расход распыляемой охлаждающей среды, давление и температуру пара на входе и выходе из каналов стенок, величину вакуума, температуру стенок кристаллизатора, значение плотности теплового потока в зависимости от скорости разливки металла и корректировать расход охлаждающей среды mв с учетом соотношенияThe presence of an automatic control system for cooling the mold allows you to control the temperature and flow rate of the sprayed cooling medium, the pressure and temperature of the steam at the inlet and outlet of the channel walls, the vacuum, the temperature of the walls of the mold, the value of the heat flux density depending on the metal casting speed and adjust the flow rate of the cooling medium m in view of the ratio
mв=Q/[r+Cp(ts-t0)],m in = Q / [r + C p (t s -t 0 )],
где Q - тепловой поток от разливаемого металла, отводимый охлаждающей средой, r - удельная теплота испарения (кипения) среды, Ср - теплоемкость среды, ts - расчетное значение температуры насыщения среды в канале, t0 - начальная температура подаваемой в каналы среды.where Q is the heat flux from the cast metal discharged by the cooling medium, r is the specific heat of evaporation (boiling) of the medium, C p is the heat capacity of the medium, t s is the calculated value of the saturation temperature of the medium in the channel, t 0 is the initial temperature of the medium supplied to the channels.
Для реализации заявляемого способа заявляется установка, уровень техники которой известен [2].To implement the proposed method, a device is claimed, the prior art of which is known [2].
Известен кристаллизатор для непрерывной разливки металла [2], состоящий из четырех расположенных попарно продольных рабочих стенок с водоохлаждаемыми каналами, при этом первая пара рабочих стенок выполнена с верхним, расположенным под углом к вертикали, и вертикальным нижним участками рабочей поверхности и с возможностью перемещения, а вторая пара рабочих стенок выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения, внутри каждого водоохлаждаемого канала установлена трубка с загруженным концом, по высоте которой выполнены отверстия для распыливания воды.A known mold for continuous casting of metal [2], consisting of four longitudinally arranged pairwise longitudinal working walls with water-cooled channels, the first pair of working walls made with upper, located at an angle to the vertical, and vertical lower sections of the working surface and can be moved, and the second pair of working walls is made with the possibility of reciprocating movement, inside each water-cooled channel there is a tube with a loaded end, the height of which is made rstiya for spraying water.
Недостатком сборного кристаллизатора [2] является то, что наличие внутри каждого водоохлаждаемого канала трубки с заглушенным концом, по высоте которой выполнены отверстия для распыливания воды, не исключает присутствия воздуха в водоохлаждаемых каналах, который является неконденсирующимся газом и обладает сравнительно низким значением коэффициента теплопроводности. В результате кристаллизатор обладает недостаточной эффективностью тепловой работы при разливке в него высокотемпературных металлов и повышенным расходом охлаждающей среды.The disadvantage of a prefabricated crystallizer [2] is that the presence of a tube with a plugged end inside each water-cooled channel, the height of which holes for spraying water are made, does not exclude the presence of air in the water-cooled channels, which is a non-condensing gas and has a relatively low value of thermal conductivity. As a result, the crystallizer has insufficient thermal efficiency when casting high-temperature metals into it and an increased flow rate of the cooling medium.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой установки, заключается в:The technical result obtained by the implementation of the inventive installation is:
1. Повышении надежности и эффективности работы кристаллизатора.1. Improving the reliability and efficiency of the mold.
2. Уменьшении расхода охлаждающей среды.2. Reducing the flow of cooling medium.
Заявляемая установка характеризуется следующими существенными признаками:The inventive installation is characterized by the following essential features:
Ограничительные признаки: установка для охлаждения кристаллизатора при получении непрерывно-литых заготовок, состоящего из четырех, расположенных попарно продольных рабочих стенок с охлаждаемыми каналами, первая пара стенок которого выполнена с возможностью перемещения и имеет верхний участок, расположенный под углом к вертикали, и нижний вертикальный участок, а вторая пара выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения.Restrictive features: installation for cooling the mold upon receipt of continuously cast billets, consisting of four longitudinally arranged working walls arranged in pairs with cooled channels, the first pair of walls of which are movable and have an upper section located at an angle to the vertical and a lower vertical section and the second pair is made with the possibility of reciprocating motion.
Отличительные признаки: содержит форсунки, размещенные в охлаждаемых каналах, образующих замкнутый контур с коллектором пара, конденсатором пара и емкостью с охлаждающей средой, охладитель, размещенный в емкости с охлаждающей средой, насос подачи охлаждающей среды, вакуумный насос, систему автоматического управления охлаждением кристаллизатора с регулируемыми запорными вентилями, термопарами для измерения температуры пара, размещенными в охлаждаемых каналах стенок кристаллизатора, термопарой для измерения температуры подаваемой охлаждающей среды и датчиком уровня охлаждающей среды, размещенным в конденсаторе пара.Distinctive features: contains nozzles located in the cooled channels forming a closed circuit with a steam collector, a steam condenser and a tank with a cooling medium, a cooler located in a tank with a cooling medium, a coolant supply pump, a vacuum pump, an automatic control system for cooling the mold with adjustable shut-off valves, thermocouples for measuring the temperature of steam placed in the cooled channels of the walls of the mold, a thermocouple for measuring the temperature supplied lazhdayuschey environment and level sensor of cooling medium, arranged in the steam condenser.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой установки и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.The causal relationship between the set of essential features of the claimed installation and the achieved technical result is as follows.
Наличие форсунок в охлаждаемых каналах стенок обеспечивает распыливание в них подаваемой охлаждающей среды, это ускоряет процесс ее нагрева и повышает эффективность теплообмена в стенках кристаллизатора.The presence of nozzles in the cooled channels of the walls ensures atomization of the supplied cooling medium, this accelerates the process of its heating and increases the efficiency of heat transfer in the walls of the mold.
Наличие емкости с охлаждающей средой позволяет организовать замкнутый контур с охлаждением пара среды в конденсаторе и исключает необходимость дополнительной подачи и очистки охлаждающей среды.The presence of a tank with a cooling medium allows you to organize a closed loop with the cooling of the vapor medium in the condenser and eliminates the need for additional supply and cleaning of the cooling medium.
Наличие охладителя в емкости с охлаждающей средой исключает перегрев охлаждающей среды выше заданной температуры по причине насыщения ее паром в конденсаторе.The presence of a cooler in a tank with a cooling medium eliminates overheating of the cooling medium above a predetermined temperature due to its saturation with steam in the condenser.
Наличие вакуумного насоса исключает присутствие в каналах стенок кристаллизатора воздуха и удаляет его из системы, что повышает эффективность теплообмена охлаждающей среды со стенками.The presence of a vacuum pump eliminates the presence of air in the duct walls of the crystallizer and removes it from the system, which increases the efficiency of heat exchange of the cooling medium with the walls.
Наличие конденсатора пара охлаждающей среды сводит к минимуму потери с паром охлаждающей среды в результате перевода его в конденсат и повторного использования на охлаждение стенок.The presence of a steam condenser of the cooling medium minimizes the loss of cooling medium with steam as a result of its conversion to condensate and reuse to cool the walls.
Наличие насоса подачи охлаждающей среды позволяет организовать ее подачу под давлением после конденсатора пара по трубопроводам к форсункам, установленным в охлаждаемых каналах стенок.The presence of a pump for supplying a cooling medium makes it possible to organize its supply under pressure after a steam condenser through pipelines to nozzles installed in the cooled channels of the walls.
Наличие регулируемых запорных вентилей позволяет регулировать количество охлаждающей рабочей среды, подаваемой в стенки кристаллизатора в зависимости от его тепловой нагрузки и в конденсатор пара.The presence of adjustable shut-off valves allows you to adjust the amount of cooling working fluid supplied to the walls of the mold depending on its thermal load and the steam condenser.
Наличие коллектора пара позволяет организовать сбор пара охлаждающей среды на выходе из стенок кристаллизатора и подвести его по одному паропроводу в конденсатор пара.The presence of a steam collector allows you to organize the collection of steam of the cooling medium at the outlet of the walls of the crystallizer and bring it through one steam line to the steam condenser.
Наличие термопар позволяет получать сигналы и с помощью системы автоматического управления охлаждением кристаллизатора контролировать температуру и давление пара охлаждающей среды в каналах стенок, а также температуру подаваемой охлаждающей среды.The presence of thermocouples allows you to receive signals and using the automatic cooling system of the mold to control the temperature and vapor pressure of the cooling medium in the channels of the walls, as well as the temperature of the supplied cooling medium.
Наличие датчика уровня охлаждающей среды в конденсаторе пара позволяет контролировать уровень охлаждающей среды в конденсаторе.The presence of a coolant level sensor in the steam condenser allows you to control the level of the cooling medium in the condenser.
На фиг.1 приведен внешний вид заявляемой установки, на фиг.2 -сечение А-А фиг.1.Figure 1 shows the appearance of the inventive installation, figure 2 is a section aa of figure 1.
Установка на фиг.1 и 2 состоит из кристаллизатора 1 с четырьмя расположенными попарно продольными рабочими стенками 2 и 3 с охлаждаемыми каналами 4 и 5, первая пара рабочих стенок 2 выполнена с верхним, расположенным под углом к вертикали участком 6 рабочей поверхности, и вертикальным нижним участком 7 рабочей поверхности с возможностью перемещения, вторая пара рабочих стенок 3 выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения, емкости 8 с охлаждающей средой 9, охладителя 10, вакуумного насоса 11, конденсатора пара 12, насоса подачи охлаждающей среды 13, регулируемых запорных вентилей 14 и 15, форсунок 16 и 17 в охлаждаемых каналах 4 и 5, термопар 18 и 19 для измерения температуры пара и термопары 20 для измерения температуры подаваемой охлаждающей среды, коллектора пара 21, паропровода 22, трубопроводов охлаждающей среды 23 и 24, регулируемого запорного вентиля 25, датчика уровня 26 охлаждающей среды в конденсаторе.The installation in FIGS. 1 and 2 consists of a crystallizer 1 with four longitudinally working working
Предварительно в емкость 8 заливается определенное количество охлаждающей среды 9, включается охладитель 10 и вакуумный насос 11. В результате обеспечивается вакуумирование охлаждаемых каналов 4 и 5 рабочих стенок 2 первой пары и рабочих стенок 3 второй пары кристаллизатора 1, а также трубопроводов 23 и 24. Системой автоматического управления охлаждением кристаллизатора открывается регулируемый запорный вентиль 25. После достижения заданного уровня охлаждающей среды 9 в конденсаторе пара 12, контролируемого по сигналам, поступающим от датчика уровня 26 в систему автоматического управления охлаждением кристаллизатора 1, одновременно открывается регулируемый запорный вентиль 15 и насос подачи охлаждающей среды 13. После этого охлаждающая среда по трубопроводам 23 и 24 подается к форсункам 16 и 17, которые обеспечивают ее распыливание в охлаждаемых каналах 4 и 5 рабочих стенок 2 и 3 кристаллизатора.Previously, a certain amount of cooling medium 9 is poured into the tank 8, the cooler 10 and the vacuum pump 11 are turned on. As a result, the cooled channels 4 and 5 of the
Способ охлаждения кристаллизатора осуществляется заявляемой установкой следующим образом. После заливки в кристаллизатор 1 жидкого металла с его кристаллизацией и деформацией на верхнем, расположенном под углом к вертикали участке 6 рабочей поверхности, калибровании поверхности полученной заготовки на вертикальном нижнем участке 7 рабочей поверхности происходит передача тепла в рабочие стенки 2, которое в охлаждаемых каналах 4 затрачивается на нагрев и испарение распыленной охлаждающей среды и в виде пара поступает в коллектор пара 21. Одновременно происходит передача тепла в рабочие стенки 3, которое в охлаждаемых каналах 5 также затрачивается на нагрев и испарение распыленной охлаждающей среды и в виде пара поступает в коллектор пара 21. Возвратно-поступательное движение рабочих стенок 3 обеспечивает возможность выталкивания заготовки из кристаллизатора 1. Пар охлаждающей среды из коллектора пара 21 по паропроводу 22 поступает в конденсатор пара 12, где охлаждается с образованием конденсата в результате смешивания с охлаждающей средой 9, поступающей из емкости 8. В дальнейшем нагретая охлаждающая среда насосом 13 частично подается через открытый запорный вентиль 14 в емкость 8, где охлаждается при помощи охладителя 10. Другая часть нагретой охлаждающей среды через запорный вентиль 15 подается в трубопроводы 23 и 24, которые связаны с форсунками 16 и 17. Температура пара охлаждающей среды в каналах 4 и 5 контролируется при помощи термопар 18 и 19, подключенных в систему автоматического управления охлаждением кристаллизатора 1. В случае превышения температуры пара в каналах 4 и 5 выше допустимых значений системой автоматического управления охлаждением кристаллизатора обеспечивается дополнительное открытие регулируемого запорного вентиля 15 с увеличением площади его проходного сечения. В результате увеличивается количество охлаждающей среды, поступающей в каналы 4 и 5 рабочих стенок 2 и 3 через форсунки 16 и 17. Кроме этого, увеличивается интенсивность работы охладителя 10 с увеличением общего количества тепла, отводимого в емкости 8 от охлаждающей среды 9, и уменьшением ее температуры, что дополнительно контролируется по показаниям термопары 20.The cooling method of the mold is carried out by the inventive installation as follows. After pouring liquid metal into the mold 1 with its crystallization and deformation on the upper part 6 of the working surface located at an angle to the vertical, calibrating the surface of the obtained workpiece on the vertical lower part 7 of the working surface, heat is transferred to the
Расчет необходимого расхода охлаждающей среды (воды) через каналы стенок кристаллизатора при разливке в нее стали Ст.3.Calculation of the required flow rate of the cooling medium (water) through the channels of the walls of the mold when casting steel St.3.
Исходные данные для стали:Initial data for steel:
Толщина заготовки а=20 мм, ширина заготовки b=100 мм, сечение заготовки S=0,2·10-2 м2, скорость разливки ω=0,01 м/с, температура разливки стали t0=1530°С, температура ликвидус стали tл=1508°С, температура солидус стали tc=1465°С, теплоемкость стали (при t=1200÷tc)C1=718 Дж/(кг·°С), теплоемкость стали 
Для охлаждающей среды (воды) [3. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Е.В.Аметистов, В.А.Григорьев, Б.Т.Емцев и др. М.: Энергоатомиздат, 1982. 512 с.]:For the cooling medium (water) [3. Heat and mass transfer. Thermotechnical experiment: Handbook / E.V. Ametistov, V.A. Grigoriev, B. T. Emtsev and others. M .: Energoatomizdat, 1982. 512 S.]:
Теплоемкость С=4170 Дж/(кг·°С), теплота испарения (кипения) rb=2,76·106 Дж/кг, плотность ρ=990 кг/м3, теплопроводность λ=2,37·10-2 Вт/(м·°С).Heat capacity C = 4170 J / (kg ° C), heat of evaporation (boiling) r b = 2.76 · 10 6 J / kg, density ρ = 990 kg / m 3 , thermal conductivity λ = 2.37 · 10 -2 W / (m ° C).
Исходные данные для охлаждаемого кристаллизатора:Initial data for the cooled crystallizer:
Высота наклонной грани l=1,5 м, диаметр водоохлаждаемого канала d=25·10-3 м, площадь поверхности теплообмена кристаллизатора Fкр=1,154 м2, площадь поверхности двух вертикальных граней Fb=0,85 м2.The height of the inclined face l = 1.5 m, the diameter of the water-cooled channel d = 25 · 10 -3 m, the heat transfer surface area of the mold F cr = 1.154 m 2 , the surface area of two vertical faces F b = 0.85 m 2 .
Тепловой поток, который необходимо отвести в кристаллизаторе Q=81·103 Вт. Средняя плотность теплового потока в верхней части кристаллизатора 
Для улучшения процесса теплообмена в стальном кристаллизаторе в его верхней части установлена бронзовая вставка с толщиной δ=0,04 м и теплопроводностью λ=262 Вт/(м·°С).To improve the heat transfer process in a steel mold, a bronze insert with a thickness of δ = 0.04 m and a thermal conductivity of λ = 262 W / (m · ° C) is installed in its upper part.
При средней температуре охлаждающей воды в канале стенки 
Необходимый коэффициент теплоотдачи воды в канале стенки определяется из формулы q=α·Δt,The required heat transfer coefficient of water in the wall channel is determined from the formula q = α · Δt,
где Δt=50°C (принимаемый перепад температур воды в канале), q=1,2·106 Вт/м2, плотность теплового потока. Получаем необходимое значение α=24·103 Вт/(м2·°С).where Δt = 50 ° C (the accepted temperature difference of the water in the channel), q = 1.2 · 106 W / m 2 , the heat flux density. We obtain the required value α = 24 · 10 3 W / (m 2 · ° C).
Для сравнения в случае кипения и испарения охлаждающей среды (воды) на поверхности стенки максимальное значение αmax=45·103 Вт/(м2·°С).For comparison, in the case of boiling and evaporation of the cooling medium (water) on the wall surface, the maximum value is α max = 45 · 10 3 W / (m 2 · ° С).
Массовый секундный расход воды в канале стенки [3] определим из выраженияThe mass second flow rate of water in the wall channel [3] is determined from the expression
где Q=q·F - тепловой поток, Вт. При q=1,2·106 Вт/м2, F=2·10-2 м2 - площадь поверхности теплообмена, приходящаяся на 1 канал, ts=120°С, t0=30°С, С=4170 Дж/(кг·°С), r=2,76·106 Дж/кг.where Q = q · F is the heat flux, W. At q = 1.2 · 10 6 W / m 2 , F = 2 · 10 -2 m 2 is the heat transfer surface area per channel, t s = 120 ° С, t 0 = 30 ° С, С = 4170 J / (kg ° C), r = 2.76 · 10 6 J / kg.
Получаем после подстановки в формулу 
При числе каналов в стенках кристаллизатора n=8 шт. суммарный расход воды составит 
Claims (2)
mв=Q/[r+Cp(ts-t0)],
где Q - тепловой поток от разливаемого металла, отводимый охлаждающей средой;
r - удельная теплота испарения (кипения) среды;
Ср - теплоемкость среды;
ts - расчетное значение температуры насыщения среды в канале;
t0 - начальная температура подаваемой в каналы среды.1. The method of cooling the mold upon receipt of continuously cast billets, consisting of four longitudinally arranged pairwise longitudinal working walls with cooled channels, the first pair of walls of which are movable and have an upper section located at an angle to the vertical and a lower vertical section, and the second steam - with the possibility of reciprocating motion, including the supply of a cooling medium to the channels of the walls of the mold, characterized in that the cooled channels of two pairs of walls of the crystallizer and vacuumized, they are supplied with a cooling medium sprayed without the presence of air, forming steam when heated and evaporated on the walls of the cooled channels, removed from the cooled channels by evacuation, carried out simultaneously with the spraying of the cooling medium, while regulating the flow of cooling medium and vacuum in the working channels walls individually for each pair of working walls and control the temperature and flow rate of the cooling medium at the inlet and outlet of the mold by the automatic cooling control system crystallization, and the required flow rate of the cooling medium through the channels of the wall is determined from the ratio:
m in = Q / [r + C p (t s -t 0 )],
where Q is the heat flux from the cast metal discharged by the cooling medium;
r is the specific heat of evaporation (boiling) of the medium;
C p is the heat capacity of the medium;
t s is the calculated value of the temperature of the saturation of the medium in the channel;
t 0 is the initial temperature of the medium supplied to the channels.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120928/02A RU2351429C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Refrigeration method of mold with receiving of sections and installation for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007120928/02A RU2351429C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Refrigeration method of mold with receiving of sections and installation for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007120928A RU2007120928A (en) | 2008-12-10 |
| RU2351429C1 true RU2351429C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41014834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007120928/02A RU2351429C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Refrigeration method of mold with receiving of sections and installation for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2351429C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467076C1 (en) * | 2010-03-23 | 2012-11-20 | Бентелер Аутомобильтехник Гмбх | Methods (versions) and device for forming hardened parts |
-
2007
- 2007-06-04 RU RU2007120928/02A patent/RU2351429C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467076C1 (en) * | 2010-03-23 | 2012-11-20 | Бентелер Аутомобильтехник Гмбх | Methods (versions) and device for forming hardened parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007120928A (en) | 2008-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106661648A (en) | Cooling facility and method | |
| Izumi et al. | Heat transfer enhancement of dropwise condensation on a vertical surface with round shaped grooves | |
| CN201500776U (en) | Directional solidification device for superalloy with heat pipe cooling system | |
| RU2351427C1 (en) | Refrigeration method of casting mold while receiving of comtinuous-casted blanks and casting mold for receiving of comtinuous-casted blanks | |
| Mohamed | Flow behavior of liquid falling film on a horizontal rotating tube | |
| RU2351429C1 (en) | Refrigeration method of mold with receiving of sections and installation for its implementation | |
| CN105964962A (en) | Technological method for continuous casting circulating cooling water and casting billet waste heat utilization and system | |
| WO2011151162A1 (en) | Method and device for generating hot steam in a continuous casting machine | |
| RU2326751C1 (en) | Device for cooling crystalliser at casting of high temperature metals | |
| RU2739358C2 (en) | Crystallizer for production of continuously cast cylindrical workpieces from high alloys | |
| EP3067652A1 (en) | Heat exchanger and method for exchanging heat | |
| RU2799513C1 (en) | Resource-saving mold for producing continuously cast steel billets | |
| CN106925732B (en) | A uniform cooler and method for preparing large-scale aluminum alloy ingots | |
| CN201357175Y (en) | High-intensity jet cooling device for tubes and bars | |
| RU2322325C1 (en) | Mold cooling method for producing continuously cast deformed blank of high-temperature metals and apparatus for performing the same | |
| RU2323798C1 (en) | Combined crystalizer for nonstop pouring and deformation of high temerature metal | |
| CN108986629B (en) | A dual-roll thin strip continuous casting mold simulation device and method | |
| JP2009281646A (en) | Plate heat exchanger for evaporation cooling | |
| WO2024205440A1 (en) | Resource-saving mould for producing continuously cast steel blanks | |
| RU2601713C2 (en) | Method of crystallizer cooling | |
| CN113323739A (en) | Controllable engine lubricating oil cooling system and control method | |
| CN106583666B (en) | A kind of aluminum pipe process units | |
| SU1715482A1 (en) | Device for continuous casting | |
| RU2561622C2 (en) | Vertical die of continuous casting machine | |
| Stulov et al. | Production of Steel Castings in Cylindrical Molds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090605 |