Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 8 ТЕХНОЛОГИЯ стенки с последующим выходом на установившийся режим. Изменение температуры 2 и 3 точек боковой стенки на протяжении последующих 50 секунд не- значительно и составляет 1,3 ° С (в точке 2) и 1,1 ° С (в точке 3) при максимальных и минимальных значе- ниях температур соответственно 699,4 ° С и 698,1 ° С (в точке 2) и 692,6 ° С и 691,5 ° С (в точке 3). За начало установившегося режима принимаем десятую секун- ду с момента заливки кристаллизатора расплавом. В этот момент времени температуры в нижней и верх- ней точках боковой стенки соответственно составляют 699,4 ° С и 692,6 ° С, средняя температура – 696 ° С. Рис. 4. Кривые изменения температур в области I: 1 – точка 2; 2 – точка 3 Аналогичный анализ кривых распределения тем- ператур по соответствующим сечениям по высоте боковой стенки h 1 вблизи ее рабочей поверхности кристаллизатора проводили для остальных сечений и режимов технологического процесса. В табл. 3 пред- ставлены сводные данные значений средних темпе- ратур в сечениях по высоте боковой стенки h 1 вблизи ее рабочей поверхности для всех исследованных ре- жимов при установившемся режиме прогрева. Учитывая, что для технического алюминия АД0: T L = T S = 658,7 ° С, min Т T = 270 ° С и max Т T = 420 ° С, условия (1)–(3) для этого сплава можно записать в следующем виде: • область I: 658,7 < T I ≤ 750 ( T I = T 1 где T 1 – тем- пература в точке 1 кристаллизатора); • область II: 420 < T II ≤ 658,7 ( T II = T 6 , где T 6 – температура в точке 6 кристаллизатора); • область III: 270 ≤ T III ≤ 420 ( T III = T 11 , где T 11 – температура в точке 11 кристаллизатора). Из табл. 3 видно, что значения температур для об- ласти I (сечение 2–3) для всех режимов удовлетворя- ют условию (1). Значения температур для области II (сечения 4–5 (граница области I и II), 7–8 и 9–10) для всех режимов удовлетворяют условию (2). Значения температур для области II (сечения 12–13, 14–15 и 17– 18) для всех режимов удовлетворяют условию (3). Для определения взаимного влияния технологи- ческих параметров на среднюю температуру в сече- ниях по высоте боковой стенки h 1 вблизи ее рабочей поверхности был реализован полный факторный эксперимент типа 2 х для двух независимых перемен- ных, в качестве которых были выбраны начальная температура центральной области кристаллизатора ( Т ц = 630…710 ° С) и номинальное давление в систе- ме охлаждения ( Р = 0,005…0,02 МПа). Откликом яв- лялась средняя температура в сечениях по высоте бо- ковой стенки h 1 вблизи ее рабочей поверхности при установившемся режиме прогрева кристаллизатора. Границы варьирования независимыми факторами (максимальные и минимальные значения), а также значения фиксированных факторов принимали исхо- дя из условий устойчивости технологического про- цесса (табл. 1). После обработки результатов экспе- римента методом наименьших квадратов получены уравнения регрессии, распределение температур по сечениям кристаллизатора: Сечение 2–3: T 2–3 = 458 + 0,38× T ц – 136,7×P (5) Сечение 4–5: T 4–5 = 368 + 0,33× T ц – 140×P (6) Сечение 7–8: T 7–8 = 224 + 0,5× T ц – 173,3×P (7) Сечение 9–10: T 9–10 = 43 + 0,8× T ц – 260×P (8) Сечение 12–13: T 12–13 = 15,6 + 0,64× T ц – 260×P (9) Сечение 14–15: T 14–15 = 75.6 + 0,42× T ц – 123,3×P (10) Сечение 17–18: T 17–18 = 65,9 + 0,42× T ц – 110×P (11) Область определения функций (5)–(11) описыва- ются неравенствами ≤ ≤ ц 630 710 Т ° С ; ≤ ≤ 0,005 0,02 Р МПа. Полученные уравнения регрессии (5)–(11) с большой достоверностью описывают процесс рас- Т а б л и ц а 3 Значения средних температур в сечениях по высоте боковой стенки h 1 вблизи ее рабочей поверхности Режим Значения средних температур в сечениях по высоте боковой стенки h 1 , °С 2–3 4–5 7–8 9–10 12–13 14–15 17–18 1 696 570 521 440 380 330 320 2 718 587 580 520 417 370 362 3 667 540 514 417 327 318 312 4 706 575 535 465 392 345 337