Numerická a experimentální analýza atypického průvalu ocelové bramy v pásmu rovnání při plynulém odlévání ve VÍTKOVICE STEEL a.s.

Numerical and Experimental Analysis of Atypical Breakout of a Steel Slab in the Straightening Zone during Continuous Casting in VÍTKOVICE STEEL a.s.

journal article - other

cs

V zóně sekundárního chlazení ZPO, v místě začátku rovnání bramy, může dojít k průvalu zvýšením lokální a teplotní heterogenity oceli, zvýšením napětí způsobeného ohybem bramy a vysokou lokální koncentrací nekovových struskových vměstků. Zvlášť nebezpečné jsou změny v chemickém složení oceli během plynulého lití. V případě, že dvě tavby jsou odlity těsně po sobě, tj. v případě sekvenčního odlévání oceli A a B, může dojít k automatickému zastavení ZPO a ke vzniku atypického průvalu. Ve VÍTKOVICE STEEL a.s. k němu došlo při plynulém lití bramy o příčném průřezu 250 × 1530 mm za 20 min. po letmé výměně mezipánve. Proto teplotní model simuloval teplotní historii každého bodu příčného řezu bramou během jeho pohybu celým ZPO od hladiny taveniny v krystalizátoru až po pálicí stroj pro obě tavby a pro jejich směs (s průměrným chemických složením). Výpočet teplotního pole se zaměřil především na část bramy před místem průvalu a v jeho okolí. Cílem práce bylo také experimentálně studovat příčiny průvalu se zaměřením na studium segregačního chování vybraných prvků v podélném řezu ocelové bramy, v místě průvalu. Celkem bylo odebráno 11 vzorků z řezu bramy. Vzorky byly odebrány jednak z i místa vlastního průvalu a jednak z oblastí nedotčených průvalem. K analýzám byly využity různé experimentální metody. Rozměrovou analýzou bylo odvozeno 8 kritérií podobnosti. Byla sestavena tabulka 12 technologických, geometrických a termofyzikálních veličin vstupujících do těchto kritérií, které charakterizují kvalitu obou ocelí A a B a průběh jejich plynulého lití. Aplikace teorie fyzikální podobnosti jednoznačně prokázala výrazně zvýšený sklon oceli B k průvalu ve srovnání s ocelí A. Aby se tato havárie na ZPO neopakovala pro jinou dvojici sekvenčně ocelí odlévaných, je třeba vyhodnotit jednotlivá odvozená kritéria podobnosti pro obě oceli, a další operace s těmito kritérii. Cestu ke snížení rizika průvalu lze hledat ve změně zejména termofyzikálních vlastností obou ocelí spočívající především v omezení rozdílů v chemickém složení obou taveb tak, aby parciální podíly kritérií podobnosti byly blízké hodnotě jedna.

V zóně sekundárního chlazení ZPO, v místě začátku rovnání bramy, může dojít k průvalu zvýšením lokální a teplotní heterogenity oceli, zvýšením napětí způsobeného ohybem bramy a vysokou lokální koncentrací nekovových struskových vměstků. Zvlášť nebezpečné jsou změny v chemickém složení oceli během plynulého lití. V případě, že dvě tavby jsou odlity těsně po sobě, tj. v případě sekvenčního odlévání oceli A a B, může dojít k automatickému zastavení ZPO a ke vzniku atypického průvalu. Ve VÍTKOVICE STEEL a.s. k němu došlo při plynulém lití bramy o příčném průřezu 250 × 1530 mm za 20 min. po letmé výměně mezipánve. Proto teplotní model simuloval teplotní historii každého bodu příčného řezu bramou během jeho pohybu celým ZPO od hladiny taveniny v krystalizátoru až po pálicí stroj pro obě tavby a pro jejich směs (s průměrným chemických složením). Výpočet teplotního pole se zaměřil především na část bramy před místem průvalu a v jeho okolí. Cílem práce bylo také experimentálně studovat příčiny průvalu se zaměřením na studium segregačního chování vybraných prvků v podélném řezu ocelové bramy, v místě průvalu. Celkem bylo odebráno 11 vzorků z řezu bramy. Vzorky byly odebrány jednak z i místa vlastního průvalu a jednak z oblastí nedotčených průvalem. K analýzám byly využity různé experimentální metody. Rozměrovou analýzou bylo odvozeno 8 kritérií podobnosti. Byla sestavena tabulka 12 technologických, geometrických a termofyzikálních veličin vstupujících do těchto kritérií, které charakterizují kvalitu obou ocelí A a B a průběh jejich plynulého lití. Aplikace teorie fyzikální podobnosti jednoznačně prokázala výrazně zvýšený sklon oceli B k průvalu ve srovnání s ocelí A. Aby se tato havárie na ZPO neopakovala pro jinou dvojici sekvenčně ocelí odlévaných, je třeba vyhodnotit jednotlivá odvozená kritéria podobnosti pro obě oceli, a další operace s těmito kritérii. Cestu ke snížení rizika průvalu lze hledat ve změně zejména termofyzikálních vlastností obou ocelí spočívající především v omezení rozdílů v chemickém složení obou taveb tak, aby parciální podíly kritérií podobnosti byly blízké hodnotě jedna.

In the secondary cooling zone of the ZPO, in place of the beginning of the straightening of the slabs may result in increased local temperature and inrush fo heterogeneity of steel, increasing voltage caused by the bending of slabs and high local concentrations of non-metallic inclusions rear-end. Especially dangerous are the changes in the chemical composition of steels during continuous casting. In the case that two of the cast are cast just after each other, IE. in the case of sequential casting of steel and (B) may cause the automatic stop of the ZPO and the emergence of atypical or inrush fo. In VÍTKOVICE STEEL, a.s. made continuous casting slabs of boiler 250 × 1530 mm for 20 minutes after a perfunctory Exchange mezipánve. Therefore, temperature model simulate the temperature history of each point of the cross-section bramou during his movement through the loop of the ZPO melt in the Crystallizer to flame cutting machine for both the cast and their mixture (with an average chemical composition). Calculation of the temperature field is focused mainly on part of slab in front of the place or inrush fo and in its surroundings. The aim of the work was also experimentally study the causes or inrush fo with a focus on the study of segregačního behavior of selected elements in the longitudinal section of the steel slabs, at the place or inrush fo. A total of 11 samples were taken from the cut slabs. Samples were taken from both its own space and, secondly, of the areas or inrush fo pristine inrush. To analyze the different experimental methods were used. Dimensional analysis was derived 8 criteria of similarity. Been prepared table 12 technological, geometrical and thermophysical quantities entering the following criteria that characterize the quality of both the A and B steels and their continuous casting. Application of theory of physical similarity clearly demonstrated significantly increased tendency of steel (B) inrush fo compared to steel, and this accident to the ZPO for another pair repeated sequence of cast steel, you need to evaluate the individual derived criteria of similarity for both steel and other operations with these criteria. The way to reduce the risk or inrush fo you can search in particular, change of Thermophysical properties of both steels consisting mainly in reducing disparities in the chemical composition of the two taveb to the partial similarity criteria were shares in the value of one.

průval; teplotní pole; chemická heterogenita; fyzikální podobnost; kriteria

breakout; temperature field; chemical heterogeneity; physical similarity; criteria

02.03.2017

0018-8069

LXX (2017)

1

47–59

13