Другие предметы \ Технологии производства

Теплота растворения газа в металле. Абсолютная температура жидкого металла. Коэффициент массопередачи, учитывающий конвекцию и диффузию, страница 2

где L – длина струи металла.

Для определения числа Рейнольдса необходимо знать кинематическую вязкость, которая для газов увеличивается с повышением температуры:

(5.23)

где С – постоянная величина, равная для воздуха 117;

– кинематическая вязкость газа при стандартных условиях, равная

Тогда число Рейнольдса при температуре Т К и давлении 1 атм будет определяться по следующему соотношению:

Концентрацию кислорода в воздухе при температуре 0 ^оС (273 К) равна 310^-4 г/см³. При температуре воздуха 25 °С (298 К) концентрация кислорода в воздухе составит:

г/см³.

Концентрация кислорода в газовом слое, соприкасающимся с жидкой сталью, можно принять равной нулю, т. е. = 0.

Общая поверхность струи металла, истекающей из сталеразливочного ковша, равна:

(5.24)

где – поверхность струи, если представить ее в виде цилиндра длиной и диаметром , равным диаметру канала стакана;

– коэффициент пропорциональности, учитывающий увеличение поверхности вследствие трения металла о стенки канала стакана и поверхностного натяжения стали (=2).

Таким образом, определив входящие в уравнение (5.19) величины, можно рассчитать количество кислорода, поглощенного поверхностью струи, выходящей из стакана сталеразливочного ковша, при массовой скорости разливки 15400 г/с

При определении количества кислорода, поглощенного поверхностью струи, вытекающей из промежуточного ковша, и зеркалом металла в кристаллизаторе, исходили из условия постоянства скорости вытягивания слитка.

Скорость истечения струи металла из промежуточного ковша можно определить по формуле:

(5.25)

где – скорость вытягивания слитка;

– площадь зеркала металла в кристаллизаторе;

– радиус выходного отверстия стакана.

Скорость циркулирующего потока на поверхности металла, в кристаллизаторе, как и при разливке в изложницу, можно определить из условия неразрывности потока [23]:

(5.26)

откуда

(5.27)

Скорость вертикального подъема циркулирующих объемов металла вдоль стенок кристаллизатора во всех случаях сжатия струи, имеет максимальное значение в ее критическом сечении:

(5.28)

тогда

(5.29)

Остальные величины, входящие в уравнение (5.19), рассчитывают аналогично предыдущему случаю.

Результаты расчета поглощения кислорода воздуха поверхностью струи, истекающей из сталеразливочного ковша в промежуточный, при различных уровнях металла в сталеразливочном ковше, диаметрах разливочных стаканов и скоростях разливки приведены на рисунках 5.2, 5.3.

Анализ полученных результатов показывает, что количество кислорода, поглощенного поверхностью вытекающей из сталеразливочного ковша струи, увеличивается при уменьшении высоты уровня металла в ковше, диаметра разливочного стакана и увеличении длины струи. Так, при разливке через стакан диаметром 60 мм и длине струи 1 м количество кислорода, поглощенного поверхностью струи в начале разливки (уровень металла в ковше 2,5 м), составляет в среднем 0,00457 %, а в конце разливки (уровень металла в ковше 0,5 м) 0,00660 %.

При увеличении диаметра сталеразливочного стакана с 40 мм до

60 мм количество кислорода, поглощенного струей металла, уменьшается на 0,00300 – 0,00400 % вследствие повышения массовой скорости разливки.