TEPELNÁ PRÁCE TRUBKOVÉHO KRYSTALIZÁTORU THERMAL WORK OF THE TUBE CC MOULD



Podobné dokumenty
Teplotní profily ve stěně krystalizátoru blokového ZPO

VLIV TECHNOLOGICKÝCH PARAMETRŮ ODLÉVÁNÍ NA ROZLOŽENÍ TEPLOT V KRUHOVÉM KRYSTALIZÁTORU ZPO

SDÍLENÍ TEPLA PŘI ODLÉVÁNÍ KRUHOVÝCH FORMÁTŮ NA ZPO. Příhoda Miroslav Molínek Jiří Pyszko René Bsumková Darina

POROVNÁNÍ SOUČINITELE SDÍLENÍ TEPLA PŘI VODOVZDUŠNÉM A VODNÍM CHLAZENÍ. Jiří Molínek Miroslav Příhoda Leoš Václavík:

ZÁSADNÍ POZNATKY Z ODLÉVÁNÍ JAKOSTI 19312

DOSAŽENÉ VÝSLEDKY PRI POUŽÍVÁNÍ KUBICKÝCH CU VLOŽEK KRYSTALIZÁTORU NA ZPO 1 V TŽ, A.S. TRINEC

MĚŘENÍ A MODELOVÁNÍ TEPLOTNÍCH POLÍ KOKILY S NÁTĚREM. Technická univerzita v Liberci, Háklova Liberec 1, ČR

POROVNÁNÍ MIKROČISTOTY OCELI PŘI POUŽITÍ DVOU TYPŮ PONORNÝCH VÝLEVEK. Jaroslav Pindor a Karel Michalek b

VLIVY TECHNOLOGICKÝCH PARAMETRŮ ODLÉVÁNÍ NA TŘENÍ V KRYSTALIZÁTORU ZPO

MODELOVÁNÍ VLIVU TECHNOLOGICKÝCH PARAMETRŮ NA POVRCHOVOU TEPLOTU KRUHOVÉHO PŘEDLITKU

Stanovení délky tekutého jádra na sochorovém ZPO č. 1 Liquid core determination on billet CCM 1

tepelná technika Tepelné ztráty hlav ocelárenských ingotů 1. Úvod 2. Výpočet ztrát tepla z hlavy ingotu

Tepelné jevy při ostřiku okují Thermal phenomena of descalling

STANOVENÍ PRŮBĚHU ENTALPIE VYZDÍVKY PRO MODELOVÁNÍ OBĚHU LICÍCH PÁNVÍ V PODMÍNKÁCH OCELÁRNY MITTAL STEEL OSTRAVA

PROCESY V TECHNICE BUDOV 11

MOŽNOSTI PREDIKCE DOSAŽENÍ POŽADOVANÉ LICÍ TEPLOTY OCELI PRO ZAŘÍZENÍ PLYNULÉHO ODLÉVÁNÍ

LICÍ PÁNVE V OCELÁRNĚ ARCELORMITTAL OSTRAVA POUŽITÍ NOVÉ IZOLAČNÍ VRSTVY

Stanovení profilu tekutého jádra při plynulém odlévání oceli metodou radioaktivních indikátorů Mayer Jiří, Rosypal František VÚHŽ,a.s.

NOVÉ VÝROBNÍ TECHNOLOGIE VYBRANÝCH JAKOSTÍ SE ZAMĚŘENÍM NA SNÍŽENÍ VÝROBNÍCH NÁKLADŮ

Ing. Tomáš MAUDER prof. Ing. František KAVIČKA, CSc. doc. Ing. Josef ŠTĚTINA, Ph.D.

NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ VLIVU SEKUNDÁRNÍHO CHLAZENÍ NA PROCES TUHNUTÍ SOCHOROVÉHO PŘEDLITKU

MODEL PREDIKCE KVALITY PLYNULE LITÝCH KRUHOVÝCH PŘEDLITKŮ NA ZPO 1 V TŽ, A.S.

Univerzita obrany. Měření na výměníku tepla K-216. Laboratorní cvičení z předmětu TERMOMECHANIKA. Protokol obsahuje 13 listů. Vypracoval: Vít Havránek

Stanovení požární odolnosti. Přestup tepla do konstrukce v ČSN EN

Tomáš Syka Komořanská 3118, Most Česká republika

Numerická simulace přestupu tepla v segmentu výměníku tepla

VLIV STŘÍDAVÉHO MAGNETICKÉHO POLE NA PLASTICKOU DEFORMACI OCELI ZA STUDENA.

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

CFD simulace teplotně-hydraulické charakteristiky na modelu palivové tyči v oblasti distanční mřížky

Proudění vzduchu v chladícím kanálu ventilátoru lokomotivy

Simulace oteplení typového trakčního odpojovače pro různé provozní stavy

NÁZEV ZAŘÍZENÍ: EXPERIMENTÁLNÍ ZAŘÍZENÍ PRO HODNOCENÍ SKRÁPĚNÝCH

SIMULAČNÍ VÝPOČTY TUHNUTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY ZnAl4 V OCELOVÉ FORMĚ

VYUŽITÍ METOD TERMICKÉ ANALÝZY PRO STUDIUM TEPLOT FÁZOVÝCH PŘEMĚN REÁLNÝCH JAKOSTÍ OCELÍ VE VYSOKOTEPLOTNÍ OBLASTI

Tepelně vlhkostní posouzení

Tepelná technika. Teorie tepelného zpracování Doc. Ing. Karel Daďourek, CSc Technická univerzita v Liberci 2007

Vliv prosklených ploch na vnitřní pohodu prostředí

Měření prostupu tepla

Optimalizace teplosměnné plochy kondenzátoru brýdových par ze sušení biomasy

Kondenzace brýdové páry ze sušení biomasy

Miloslav Dohnal 1 PROCESNÍ VÝPOČTY TECHNOLOGIÍ

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM tepelně-fyzikální parametry

CREEP AUSTENITICKÉ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM CREEP OF AUSTENITIC DUCTILE CAST IRON

VLIV KMITÁNÍ TRUBKY NA PŘESTUP TEPLA V KANÁLU MEZIKRUHOVÉHO PRŮŘEZU

Ukázka knihy z internetového knihkupectví

Výpočtové nadstavby pro CAD

IMPROVED PROPERTIES DIE CASTING APPLICATIONS

Výroba páry - kotelna, teplárna, elektrárna Rozvod páry do místa spotřeby páry Využívání páry v místě spotřeby Vracení kondenzátu do místa výroby páry

102FYZB-Termomechanika

9 OHŘEV NOSNÍKU VYSTAVENÉHO LOKÁLNÍMU POŽÁRU (řešený příklad)

U218 - Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. ! t 2 :! Stacionární děj, bez vnitřního zdroje, se zanedbatelnou viskózní disipací

PROVOZNÍ VÝZKUM PÁNVE V NOVÝCH TECHNOLOGICKÝCH PODMÍNKÁCH OCELÁRNY FULL-SCALE RESEARCH OF LADLE IN NEW TECHNOLOGICAL CONDITIONS OF STEELWORK

7 PARAMETRICKÁ TEPLOTNÍ KŘIVKA (řešený příklad)

Výzkum a vývoj přehříváku s vysokými parametry páry pro kotle v ZEVO

Vytápění budov Otopné soustavy

Identifikátor materiálu: ICT 2 58

Vývoj modelu směsných oblastí pro ZPO č.1 v Třineckých železárnách, a.s.

þÿ PY e s t u p t e p l a

MODELY PRO AUTOMATIZOVANÝ SYSTÉM RÍZENÍ OCELÁRNY A OPTIMALIZACE TEPELNÉ PRÁCE LICÍ PÁNVE

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 9

Stěnové nosníky. Obr. 1 Stěnové nosníky - průběh σ x podle teorie lineární pružnosti.

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A3. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

DIFÚZNÍ MOSTY. g = - δ grad p (2) Doc. Ing. Šárka Šilarová, CSc. Ing. Petr Slanina Stavební fakulta ČVUT v Praze

SLEDOVÁNÍ AKTIVITY KYSLÍKU PŘI VÝROBĚ LITINY S KULIČKOVÝM GRAFITEM

VYBRANÉ POZNATKY Z VÝROBY BRAM DYNAMO OCELÍ SELECTED KNOWLEDGE S FROM PRODUCING SLABS OF GRAIN NON ORIENTED STEELS. Ladislav Válek a Luděk Mokroš b

Odborná zpráva projektu TAČR GAMA č. TG rok Evidovaná APOLLO

MANUÁL K PROGRAMU BRCCMEX PRO VÝPOČET TEPLOTNÍHO POLE NA ZPO

Vlny konečné amplitudy vyzařované bublinou vytvořenou jiskrovým výbojem ve vodě

a) [0,4 b] r < R, b) [0,4 b] r R c) [0,2 b] Zakreslete obě závislosti do jednoho grafu a vyznačte na osách důležité hodnoty.

WP13: Aerodynamika motorového prostoru a chlazení: AV/T/EV pro SVA priority [A] [F] Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním balíčku

NUMERICKÝ MODEL NESTACIONÁRNÍHO PŘENOSU TEPLA V PALIVOVÉ TYČI JADERNÉHO REAKTORU VVER 1000 SVOČ FST 2014

Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava číslo 1, rok 2010, ročník X, řada stavební článek č. 17.

NUMERICKÁ OPTIMALIZACE PROCESU ODLÉVÁNÍ INGOTŮ

VÝUSTĚ S VÍŘIVOU KOMOROU EMCO TYPU WKD 381

Měření teplotních a rychlostních polí za velkoplošnou vyústkou

ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ PRO HODNOCENÍ SKRÁPĚNÝCH TRUBKOVÝCH SVAZKŮ

Rovinná harmonická elektromagnetická vlna

Vladislav OCHODEK VŠB TU Ostrava Katedra mechanické technologie ústav svařování Vl. Ochodek 3/2012

VLIV TEPELNĚ-MECHANICKÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI DRÁTU Z MIKROLEGOVANÉ OCELI. Stanislav Rusz a Miroslav Greger a Otakar Drápal b Radim Lukáš a

Elektrostruskové svařování

BH059 Tepelná technika budov přednáška č.1 Ing. Danuše Čuprová, CSc., Ing. Sylva Bantová, Ph.D.

VÍŘIVÉ PROUDY DZM

BRDSM: Komplexní systém dynamického řízení kvality plynule odlévané oceli

SIMULACE PROCESU TUHNUTÍ A CHLADNUTÍ KRUHOVÉHO PREDLITKU SIMULATION OF SOLIDIFICATION PROCESS OF ROUND CC BLANK

NÁVRH A REALIZACE MODELU SMĚSNÝCH KUSŮ PRO BRAMOVÉ ZPO V PODMÍNKÁCH ArcelorMittal Ostrava a.s. Ladislav VÁLEK, Pavel JAGLA, Aleš MAREK

SIMULACE TUHNUTÍ A CHLADNUTÍ PŘEDLITKU NA ZPO. Příhoda Miroslav Molínek Jiří Vu Quoc Hung Pyszko René

BRDSM core: Komplexní systém dynamického řízení kvality plynule odlévané oceli

Návrh výměníku pro využití odpadního tepla z termického čištění plynů

, Hradec nad Moravicí POLYKOMPONENTNÍ SLITINY HOŘČÍKU MODIFIKOVANÉ SODÍKEM

12. Termomechanika par, Clausiova-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

vlastností odlitků, zvláště pak na únavovou životnost. Jejich vliv Cena opravných prací těchto vad (připečeniny, zapečeniny) je

Identifikátor materiálu: ICT 2 54

TEPELNÁ BILANCE EXPERIMENTÁLNÍCH KAMEN

OPERATIVNÍ TEPLOTA V PROSTORU S CHLADICÍM STROPEM

VÝSLEDKY OVĚŘOVÁNÍ ZEMNÍHO MASIVU JAKO ZDROJE ENERGIE PRO TEPELNÁ ČERPADLA. Technická fakulta České zemědělské univerzity v Praze

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123MAIN tepelně-fyzikální parametry

Část 5.2 Lokalizovaný požár

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN

Příklad 1: V tlakové nádobě o objemu 0,23 m 3 jsou 2 kg vodní páry o tlaku 1,6 MPa. Určete, jestli je pára sytá, mokrá nebo přehřátá, teplotu,

TEPLOTNÍHO POLE V MEZIKRUHOVÉM VERTIKÁLNÍM PRŮTOČNÉM KANÁLE OKOLO VYHŘÍVANÉ NEREZOVÉ TYČE

Transkript:

TEPELNÁ PRÁCE TRUBKOVÉHO KRYSTALIZÁTORU THERMAL WORK OF THE TUBE CC MOULD Andrea Michaliková a Jiří Molínek a Miroslav Příhoda a a VŠB-TU Ostrava, FMMI, katedra tepelné techniky, 7. listopadu 5, 708 Ostrava- Poruba, ČR, e-mail: andrea.michalikova@vsb.cz, jiri.molinek@vsb.cz, miroslav.prihoda@vsb.cz Abstrakt Rovnoměrná tvorba licí kůry v krystalizátoru je závislá na jeho tepelné práci, související s rozložením teplot po výšce jednotlivých stěn krystalizátoru, která zásadním způsobem ovlivňuje činnost celého ZPO, zejména kvalitu produkce. Ze stanovených tepelných toků a teplotních profilů po výšce stěny trubkového krystalizátoru je hodnocena jeho tepelná práce. Dokonalý teplotní profil po výšce krystalizátoru zaručuje rovnoměrný odvod tepla z předlitku a je nezbytným předpokladem kvalitní výroby. Abstract Uniform formation of casting shell in CC mould is depending on its thermal work. It has connection with temperature distribution along individual mould wall height, which essentially affects running of all CCM, especially production quality. The thermal work is evaluated from determined heat fluxes and temperature profiles along wall height of the tube casting mould. Ideal temperature profile along mould height guarantees equal heat removal from blank and it is inevitable presumption of production quality.. ÚVOD Tvorba licí kůry v krystalizátoru je složitým fyzikálně-chemickým procesem. V krystalizátoru rozeznáváme tři zóny, lišící se způsobem a intenzitou transportu tepla. V horní části krystalizátoru, při jeho těsném styku s ocelí, je růst licí kůry limitován vnitřním sdílením tepla, tedy součinitelem teplotní vodivosti, který je pro určitou značku oceli danou hodnotou. Ve střední části krystalizátoru, která se někdy nazývá jako přechodová, se odvod tepla děje při střídavém kontaktu licí kůry s měděnou deskou vedením vrstvou prášku. V dolní části, kde vzniká plynová mezera, určuje proces tuhnutí vnější přestup tepla. Dominujícím mechanismem se stává sdílení tepla vedením a sáláním přes vrstvu plynu v mezeře. Odvod tepla je v této zóně podstatně nižší. Odvod tepla z předlitku v krystalizátoru významnou měrou ovlivňuje jeho kvalitu. Rozložení teplot resp. tepelných toků po výšce a po obvodu krystalizátoru má úzkou souvislost nejen s kvalitou předlitku, ale rovněž s opotřebením pracovního povrchu měděné vložky a patních válečků. Odvod tepla by měl být v daném místě krystalizátoru pokud možno konstantní a po obvodu příčného průřezu rovnoměrný. Proměnný odvod tepla vyvolává v licí kůře napětí a při překročení kritických hodnot vznikají trhliny, které mohou vést až k průvalu.. PROVOZNÍ EXPERIMENT Katedra tepelné techniky VŠB-TU provedla provozní experimentální výzkum na několika sochorových ZPO při odlévání čtvercového formátu. Předmětem experimentu bylo měření

teplot, výpočet tepelných toků ve stěnách krystalizátoru a vyhodnocení teplotních profilů po výšce trubkového krystalizátoru. Do měděné krystalizátorové vložky o délce m bylo nainstalováno celkem termosond (obr. ). Za účelem stanovení teplotního profilu po výšce krystalizátoru bylo na straně velkého (VR) a malého (MR) rádiusu zabudováno 0 termočlánků v 5 horizontálních rovinách. Termočlánky byly umístěny do měděné vložky ve vzdálenosti cca mm pod pracovním povrchem s označením T, T, T, T5, T6 na straně VR a T8, T0, T, T, T na straně MR. Za účelem stanovení tepelných toků v horní a dolní části krystalizátoru byly ve vzdálenosti cca 6 mm pod pracovním povrchem krystalizátoru na straně VR a MR navíc umístěny termočlánky s označením T, T7 a T9, T. K měření byly použity plášťované termočlánky NiCr-NiCu typu E o průměru 0,5 mm s provedením teplého spoje na plášť, z důvodu zmenšení časové konstanty a kontroly kontaktu teplého spoje s krystalizátorovou vložkou. Studený spoj byl vyveden kompenzačním vedením na konektory, kde byla měřena svorková teplota, za účelem eliminace vlivu kolísání okolní teploty. Svorkovnice byly propojeny vícežilovým kabelem s měřicí kartou PC. V dalším textu jsou vyhodnoceny výsledky měření z jedné sekvence lití taveb, dvou různých značek ocelí - viz tab.. První tavby stejné značky s obsahem uhlíku 0,5 až 0,6 % a teplotou likvidu 507,5 až 508 C a poslední tavba s obsahem C 0,0 %, teplota likvidu 50 C. Předpokladem ke správné analýze měřených dat je splnění podmínky konstantní rychlosti odlévání. Tuto Obr.. Schématické rozmístění měřicích míst Fig.. Schema of measuring places location Tabulka. Chemické složení oceli Table. Chemical composition of steel podmínku však z provozních důvodů nelze vždy beze zbytku dodržet. Během celé sekvence se licí rychlost pohybovala v rozmezí, až,7 m.s -. číslo Složení oceli [hm. %] tavby C Mn Si P S Cu Cr Ni Al Mo Co. 0,5, 0,6 0,09 0,0 0,08 0, 0,05 0,0 0,0 0,00. 0,6, 0, 0,0 0,0 0,05 0, 0,06 0,0 0,0 0,00. 0,6, 0, 0,07 0,0 0,09 0, 0,05 0,05 0,008 0,00. 0,0, 0,5 0,0 0,0 0,05 0,06 0,05 0,0 0,009 0,00

V místech měření diferencí teplot, byla ze vztahu () pro vedení tepla rovinnou stěnou vypočtena hustota tepelného toku: λ q = t s (W.m- ) () kde λ je součinitel tepelné vodivosti mědi (W.m -.K - ), s - vzdálenost mezi měřenými místy (m), t - teplotní rozdíl mezi měřenými místy ( C). Na obr. jsou znázorněny průběhy hustot tepelných toků na straně VR, vypočtených z teplot T, T a z teplot T6, T7. Na straně MR byly hustoty tepelných toků vypočteny z teplot T8, T9 a T, T (obr. ). Časové průběhy hustot tepelných toků byly vyhlazeny klouzavým průměrem s periodou 00. Z průběhů je zřejmé, že hustota tepelného toku v horní části krystalizátoru je vyšší než dolní části.,5 q (MW.m - ),5,5 0,5 0 q_- q_6-7 0 0 0 0 0 50 60 čas (min) Obr.. Hustota tepelného toku VR Fig.. Heat flow density VR

,5 q (MW.m - ),5,5 0,5 0 q_8-9 q_- 0 0 0 0 0 50 60 čas (min) Obr.. Hustota tepelného toku MR Fig.. Heat flow density MR Z průměrných teplot, vypočtených pro zvolený desetiminutový úsek tavby, ve kterém nedochází k výrazným změnám licí rychlosti, byly vytvořeny teplotní profily po výšce stěny krystalizátoru. Na obr. je patrné, že tento profil je rovnoměrný po celé výšce krystalizátoru. V horní části krystalizátoru byly teploty vyšší na straně MR, kdežto v dolní části docházelo ke zvýšení teploty na straně VR, což souvisí s polohou předlitku v krystalizátoru. 00 80 60 teplota ( C) 0 0 00 80 VR 60 MR 0 0 0, 0, 0,6 0,8 výška krystalizátoru (m) Obr.. Teplotní profil po výšce krystalizátoru Fig.. Temperature profiles along mould wall height Základem výroby kvalitního předlitku je jeho rovnoměrné chlazení po celé výšce krystalizátoru. Z průměrných hodnot průtoku vody krystalizátorem a rozdílu teplot chladicí vody na vstupu a výstupu z krystalizátoru byl ze vztahu () vypočten tepelný výkon, odvedený z kokily chladicí vodou. Průměrná hodnota hustoty tepelného toku za celou sekvenci dosáhla,8 MW.m -. Hustotu tepelného toku, vypočtenou prostřednictvím chladicí vody krystalizátoru, lze vyjádřit jako:

Q q= m ( tvyst tvst ) c S p (W.m - ) () kde Q m je průtok vody krystalizátorem (kg.s - ), t vyst - teplota vystupující vody ( C), t vst - teplota vstupující vody ( C), c p - tepelná kapacita vody (J.kg -.K - ), S - ekvivalentní povrch krystalizátoru (m ). Hustoty tepelných toků, zjištěné termočlánkovými sondami, odpovídají hodnotám, vypočteným z přírůstku entalpie chladicí vody krystalizátoru.. ZÁVĚR Z výsledků experimentu lze učinit následující závěry: Hustota tepelného toku v horní části krystalizátoru je vyšší než v dolní části. Příčinou je postupný růst tloušťky licí kůry. Povrchová teplota předlitku klesá, kůra se smršťuje, čímž se zhoršuje odvod tepla. Hustoty tepelných toků jsou na straně MR vyšší než na straně VR. Svědčí to o lepším kontaktu předlitku se stěnou na MR, který je způsoben silou tažných stolic. Teploty v horní části krystalizátoru jsou vyšší na straně MR, což koresponduje s názorem, že licí soustava, v důsledku konvekce tekuté oceli, výrazněji ovlivňuje přestup tepla na MR. Naopak ve spodní části krystalizátoru jsou vyšší teploty na stěně VR. LITERATURA [] PŘÍHODA, M., aj. Nové poznatky z výzkumu plynulého odlévání oceli.. vyd. Ostrava : VŠB-TU Ostrava, 00. 77 s. ISBN 80-8-007-. [] MOLÍNEK, J., VÁCLAVÍK, L. Problematika měření teplot v krystalizátoru ZPO. In Sborník přednášek z konference Měření a regulace teplot v teorii a praxi :. - 5. 6. 00, Hotel HARMONY Ostrava. Ostrava : TANGER, spol. s r. o., s. 80-85. ISBN 80-85988-75-5. [] PŘÍHODA, M., MOLÍNEK, J., PYSZKO, R., BSUMKOVÁ, D. Sdílení tepla při odlévání kruhových formátů na ZPO. In Sborník 0. mezinárodní konference metalurgie a materiálů METAL 00 : květen 00, Ostrava. s. 0. ISBN 80-85988-56-9. 5