Лабораторна установка, матеріали і інструменти

3.  Лабораторна установка, матеріали і інструменти

Лабораторна установка для моделювання процесу безперервної розливки сталі є діючою моделлю вертикальної одно струмковою машини. В якості робочого матеріалу, що моделює розливку сталі обраний парафін.

Рис. 3.2. Схема тренажера МБЛЗ

Основними елементами установки (рис. 3.2) є: термостат - 1 для розплавлювання та доведення до заданої температури парафіну; кристалізатор, що охолоджується водою - 2; зона вторинного охолодження - 3; механізм витягування із системою регулювання швидкості - 4; запал - 5; механізм качання кристалізатору - 6; термопари - 9; пульт керування - 10.

Характерною рисою установки є можливість спостереження за процесом кристалізації та виконання необхідних досліджень по ходу процесу. Для цього кристалізатор і зона вторинного охолодження розрізані посередині уздовж вертикальної осі.

Площина розрізу закрита прозорим шаром плексигласу, теплопровідність якого в кілька разів нижче, ніж матеріал стінок кристалізатору.

У процесі розливки можна спостерігати й фіксувати мікропроцеси кристалізації, що протікають не тільки із зовнішньої сторони, але й усередині злитка.

4.  Порядок підготовки установки до виконання роботи

·  Викладачем, що веде заняття, задаються значення таких параметрів, як швидкість витягування злитка, температура парафіну, витрати води на охолодження кристалізатору та зони вторинного охолодження;

·  У термостаті розплавляється й доводить до заданої температури 5-6 кг парафіну;

·  У кристалізатор уводиться запал. Прикріплений до неї плексиглас повинен щільно перекривати перетин кристалізатора по всій висоті. Щільність контакту регулюється стопорними гвинтами;

·  Включається вода для охолодження кристалізатору, витрата якої встановлюється по витратоміру;

·  Відкривається запірний кран у термостаті та кристалізатор наповнюється парафіном зі швидкістю розливання, в 1,5...2 рази нижче заданої для виконання роботи, що необхідно для одержання досить товстої корочки парафіну;

·  Після наповнення кристалізатора включається система витягування. Швидкість витягування також в 1,5...2 рази нижче заданої для запобігання можливих розривів корочки;

·  У міру збільшення довжини злитка включається вода на форсунки зони вторинного охолодження;

·  По досягненні повного затвердіння злитка, що відповідає умовам кристалізації в третьому періоді розливки, швидкість витягування постійно доводиться до заданої.

5.  Порядок виконання роботи

·  Вивчити та замалювати загальний характер кристалізації та зміни товщини затверділої кірочки по всьому вертикальному перерізі кристалізатору та зони вторинного охолодження;

·  При заданій швидкості витягування та постійної інтенсивності охолодження виконати заміри товщини затверділої корочки парафіну на виході із кристалізатору й на трьох горизонтах (верхньому, середньому та нижньому) зони вторинного охолодження. Виконати заміри глибини рідкої фази в зоні вторинного охолодження. Всі виміри виконуються для 4-5 режимів швидкостей витягування та записуються у вигляді таблиці;

·  При постійній швидкості витягування виконати заміри товщини затверділого парафіну на трьох горизонтах по висоті кристалізатору залежно від інтенсивності охолодження. Виміри виконувати для трьох режимів охолодження. У кожному випадку витрата води змінюється від первісної величини на 1/3;

·  При постійній швидкості витягування виконати заміри глибини рідкої фази залежно від інтенсивності охолодження. У кожному випадку витрата води змінюється від первісної величини на 1/3;

·  Від злитків, що за кристалізувалися, відібрати поперечні зразки, зрівняти їх і замалювати макроструктури.

6.  Обробка результатів експерименту

·  За результатами вимірів товщини затверділої кірочки парафіну, що за кристалізувався, у кристалізаторі визначити коефіцієнт його кристалізації по формулі (2) для кожного горизонту виміру та швидкості витягування. Отримані величини усереднити;

·  Графічно визначити характер зміни товщини шару, що за кристалізувався, залежно від швидкості витягування. Графіки будуються для всіх горизонтів вимірів як у кристалізаторі, так й у зоні вторинного охолодження;

·  Графічно визначити характер зміни глибини рідкої лунки залежно від швидкості витягування;

·  Побудувати графік зміни товщини шару, що за кристалізувався, парафіну й глибини рідкої лунки залежно від інтенсивності охолодження;

·  Виконати зарисовки структур безперервного злитка, зроблені для різних режимів розливки та охолодження.

7.  Використання МБЛЗ як тренажеру

При використанні установки в режимі тренажера МБЛЗ студенти тренуються в проведенні наступних виробничих операцій:

·  Підготовка МБЛЗ до розливки;

·  Розбирання установки після розливки;

·  Визначення раціонального режиму вторинного охолодження;

·  Визначення раціональної металургійної довжини установки;

·  Дії робітників в аварійних ситуаціях при відриві запалу, прориві кірочки заготівки та ін.

·  Розливка холодного або перегрітого металу.

·  Як впливає швидкість витягування злитка на глибину лунки рідкого металу?

·  Які зміни впливають на товщину твердої кірки на виході з кристалізатору?