A hőtani modell bemenő adatai

A folyamatos acélöntés hőtani és egyéb területet érintő matematikai modellezésével származtatható információk körét vertikális lemezbuga-öntőgépre vonatkozó példákon keresztül mutatja be a jelen fejezet.

Legyen az öntendő lemezbuga mérete 1040x240 mm, vagyis a lemezbuga széles oldala 1040 mm, keskeny oldala 240 mm. A szimmetriák miatt elegendő a negyed keresztmetszet, azaz egy 520x120 mm-es rész vizsgálata. Osszuk fel a vizsgált részt szélesség irányban 10 mm-es, vastagság irányban 5 mm-es részekre, vagyis a véges differencia-felosztás 53x25, azaz 1325 hálópontot tartalmaz. A z öntési irányban a modell 14,6 m hosszúságú, az öntőgép hasznos, hűtésre kihasználható hossza kb. 10 m.

Az öntésre kerülő acél összetétele a következő:

  • "C = 0.0700 wt%"
  • "Si = 0.0100 wt%"
  • "Mn = 0.5730 wt%"
  • "S = 0.0060 wt%"
  • "P = 0.0090 wt%"

Az IDS szoftverrel meghatározott, kristályosodási szempontból lényeges jellemzők:

  • likvidusz = 1529 °C
  • szolidusz = 1496.2 °C
  • ZST = 1516.3 °C
  • aus+ = 1478.1 °C
  • MnS = 1370 °C
  • Fer- =1428.8 °C


Érdemes megjegyezni, hogy a MnS zárványok kialakulásának becsült hőmérséklete a szolidusz alatt van, vagyis a zárványok kialakulására várhatóan szilárd állapotban kerül sor.

Erre az acélra a szoftverrel meghatározott fizikai és hőtani jellemzőket az 5.1.1. ábra mutatja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.1. ábra A hőfizikai jellemzők változása a hőmérséklet függvényében

 

Az öntési sebesség a vizsgált esetben 0,5 m/perc, a túlhevítés, vagyis a közbenső üstben mért acélhőmérséklet és a likvidusz hőmérsékletkülönbsége 38 °C.

A kristályosító hűtése az öntés alatt 380 m3/óra vízmennyiséggel történik, a hűtővíz hőmérsékletemelkedése 4 °C. Ebből a kristályosító hűtési teljesítményére 1773 kW-ra adódik.

Az öntőgép szekunder hűtési zónájában 6 hűtőszekció található, ezek vízfogyasztását az alábbi táblázat összegzi:

 

 

 

Ez a vízmennyiség a két széles oldalon, 34-34 hűtőfúvóka sorban oszlik el a technológia által megszabott feltételekkel. A keskeny oldalon csak a kristályosító alatt található fúvóka, összesen oldalanként 6-6 darab.

Az összes fúvókasor esetére meg kell határozni a vízeloszlás jellemzőit. Példaként az 5.1.2. ábrán két fúvókasor vízeloszlási képét mutatjuk be. A színes vonalak az egyedi fúvókák szórásképéből adódó vízeloszlást, a fekete pedig az összegzett vízeloszlást mutatja. A fúvókáknak természetesen öntési irányban is van egy meghatározott szórásképük, ezeket is definiálni kell.

A fentieken kívül definiálni kell a támgörgők pozícióját és típusát. Jelen számításban 34 pár támgörgő tartja a szálat, a szál mozgatását pedig két húzóhengerpár biztosítja.

 

 

 

 

5.1.2. ábra Két hűtőfúvóka sor öntési irányra merőleges vízeloszlási képe