SP2011/29
Výzkum odvodu tepla z předlitku u plynule odlévané oceli
Způsob odvodu tepla z předlitku ovlivňuje rozhodujícím způsobem jeho kvalitu, zejména z hlediska vzniku povrchových vad a vnitřních trhlin. Proto pro dodržení požadovaných kvalitativních vlastností odlévané oceli je potřebná znalost teplotních procesů, probíhajících při jejím tuhnutí a chladnutí.
V primární oblasti chlazení je tvorba licí kůry v krystalizátoru závislá na jeho tepelné práci, související s rozložením teplot po výšce stěn krystalizátoru. Dokonalý teplotní profil krystalizátoru zaručuje rovnoměrný odvod tepla z předlitku a je nezbytným předpokladem kvalitní výroby. Z těchto důvodů je nutno zajistit rovnoměrnost chlazení odlévané oceli zaváděním nových progresivních systémů chlazení. K zajištění ztuhnutí povrchové kůry oceli a zabránění jejímu protržení v sekundární oblasti je nutná určitá intenzita chlazení. Jsou hledány možnosti zefektivnění odvodu tepla stávajících systémů za současného snižování spotřeby chladicí vody.
Jednou z účinných metod odvodu tepla, která je charakterizována vysokými hodnotami hustoty tepelného toku, je možnost chlazení horkých povrchů pomocí ohřevu a vypařování vody, dopadající velkou rychlostí na povrch. Voda je rozprašována a urychlována pomocí vodních, případně vodovzdušných trysek.
Přesný popis tepelných procesů v průběhu plynulého odlévání oceli je matematicky obtížně řešitelný, neboť na průběh ochlazování a tuhnutí předlitku působí mnoho faktorů. Proto se hledají jiné možnosti řešení, jako je fyzikální nebo matematické modelování spolu s určitým zjednodušováním reálných podmínek současně s hledáním těch kritérií, které proces tuhnutí a ochlazování ovlivňují nejvíce.
V rámci projektu budou zkoumány zákonitosti transportu tepla při tuhnutí a chladnutí plynule odlévané oceli ve všech oblastech chlazení u zařízení pro plynulé odlévání. Dosažené výsledky budou sloužit k ověření a zpřesnění původního matematického modelu tuhnutí a chladnutí, který byl vytvořen na katedře tepelné techniky.