Obrabotka Metallov 2012 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (57) 2012 104 МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ Т а б л и ц а 1 Параметры термовременной обработки чугуна на ОАО «ЗСМК» Агрегат, предприятие Чугуны, вид продукции Температура перегрева, °С Время выдержки, мин Индукционная печь ИЧТ-10М, ОАО «ЗСМК» Термостойкий чугун (поддоны, кузнечные изложницы, крышки промышленных ковшей МНЛЗ, изложницы и поддоны для производства ферросплавов) 1485...1520 8...10 ИЧТ-10М, ОАО «ЗСМК» Износостойкий чугун для валков 1530...1550 10...15 ИЧТ-10М, ОАО «ЗСМК» Шихтовая заготовка для высокопрочного чугуна 1510 10 Дуговая печь, ОАО «ЗСМК» Шихтовая заготовка для валков 1530...1590 15...25 ИЧТ-1ОМ, ОАО «ЗСМК» Белый износостойкий чугун 1520...1550 10...15 ремешивания значительно увеличивается при наложении низкочастотных колебаний на металл путем подачи пульсирующего дутья, в спектре колебаний которого имеется низкочастотная со- ставляющая, совпадающая с собственной часто- той колебаний жидкости. Собственную частоту колебаний жидкости в цилиндре (ковше) высо- той h , радиусом горизонтального основания r определяли по формулам [9] − ω = ω ω 2 1 ( ), mn mn mn g th h c (1) или ω = ω = η η 2 2 ( ) / ( / ) mn mn mn mn r g th h r , (2) где ω mn = 2π f mn – циклическая частота собствен- ных колебаний, с –1 ; η mn = ω mn r – корни первой производной функции Бесселя; ω mn – собствен- ные числа задачи о главных колебаниях жидко- сти; g = 9,81 м/с 2 ; th (ω mn h ) = th x = e x – e –x /e x + + e –x – гиперболический тангенс аргумента. Тогда ⎛ ⎞ η⎛ ⎞ = η ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ π ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 1/2 2 1 2 , 2 mn mn mn h f g th D D (3) где D – внутренний диаметр ковша, м. После определения собственной частоты колебаний металла в ковше разработали кон- струкцию дутьевого устройства, генерирующего низкочастотную составляющую. В качестве ис- точника колебаний использовали газодинамиче- ские пульсаторы. Сущность их работы состоит в следующем: в потоке газа находится плохо обтекаемое тело, за ним образуется вихревой след, причем вихри сбегают с определенной пе- риодичностью, зависящей от формы и размеров конструкции, а также от скорости потока. Так, при обтекании цилиндра образуется вихревая дорожка Кармана. Направление вихрей попере- менно меняется, угловая частота отделения вих- рей определяется по формуле [9] , 2 2,0 K w π υ = (4) где υ – скорость потока, м/с; K – диаметр цилин- дрического пульсатора в фурме; 0,22 – число Струхаля для цилиндрического пульсатора [9]. Тогда скорость потока υ , м/с, будет опреде- ляться по формуле υ = 4π 2 fK/ 0,22. (5) Решая совместно уравнения (3), (4) и (5), определяют оптимальные параметры продувки и размеры пульсатора. Данные расчетов по мо- дели представлены в табл. 2. В таблице: D, h – диаметр и высота ковша, м; f 01 , f 11 , f 21 – номер частоты колебаний; V 01 – расход газа для соот- ветствующей частоты колебаний, м³/ч. На этом принципе были разработаны кон- струкции дутьевых устройств для продувки чу- Т а б л и ц а 2 Параметры продувки (диаметр пульсатора 16 мм) Ковш D h f 01 f 11 f 21 V 01 V 11 V 21 60 т 2,45 2,5 0,611 0,787 0,882 7,746 9,981 11,179 10 т 1,3 1,35 0,839 1,08 1,21 10,634 13,701 15,347