Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Научные основы структурообразования, разработка и внедрение технологии литых крупногабаритных каландровых валов для бумагоделательных машин Соценко, Олег Васильевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Соценко, Олег Васильевич. Научные основы структурообразования, разработка и внедрение технологии литых крупногабаритных каландровых валов для бумагоделательных машин : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.16.01.- Днепропетровск, 1995.- 47 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность проблемы. Диссертационная работа посвящена проблеме освоения производства крупных и особокрупных отливо: валов для бумагоделательного машиностроения и направлена н разработку и развитие современных технологических процессов обеспечивающих повышение качества и эксплуатационных характеристик, снижение материалоемкости, удешевление валковой про дукции, отказ от импорта ее из стран дальнего зарубежья и пе реход к экспортным поставкам. Тема работы соответствует науч ной проблематике кафедры и непосредственно связана с реализа цией программ технического перевооружения предприятий бумажно; промышленности стран СНГ и - в первую очередь - Украины, и ка~ следствие - обеспечения развития производства в ней каландри рованной высококачественной газетной, писчей бумаги и для оф сетной печати; технической, для ксероксов и диаграммной; бумаг для обоев и других ее видов, без которых невозможно развита образования, науки, культуры, обеспечение бытовых потребносте населения и превращение Украины в современное промышенно раз витое государство.

Производство высококачественного отделочного инструмент - каландровых валов в значительной мере связано с необходимое тью решения ряда теоретических и технологических задач в об ласти вальцелитейного производства. Это обусловлено недоста точной теоретической и экспериментальной изученностью алия ния легирования, модифицирования и термовременных факторов к механизм и кинетику структуро- и графитообразования в различ ных зонах крупных кокильных отливок, затвердевающих при разно интенсивности теплоотвода. Это в свою очередь сдерживает раз работку практических рекомендаций по конструированию литейны

форм, выбору и оптимизации химического состава чугуна, установлению рациональной операционной структуры технологического процесса, созданию эффективных приемов ковшового ^внутрифирменного модифицирования больших масс расплава. По этой же причине при литье каландровых валов не всегда обеспечивается стабильность и воспроизводимость основных физико-механических свойств и структурных характеристик отливок.

Проведенные комплексные исследования процессов формирования отливок из легированных чугунов в крупногабаритных кокильных формах и созданные на этой основе промышленные технологии производства высококачественных каландровых валов для комплектации действующих бумагоделательных машин на территории СНГ и экспортных поставок направлены на решение актуальной научной проблемы, которая имеет для Украины важное не только экономическое, но и в определенной мере - политическое значение.

Выполнение данной работы осуществлялось с 1963 г. по 1976 год в соответствии с.Постановлением директивных органов бывшего СССР ( 139 от 31.01.63 г.); с 1976 г. по 1985 г. - на основании координационного плана НИР, . утвержденного АН СССР (проблема 2.25.1.5, тема 03.03.08), а в последующие годы - по планам новой техники и модернизации производства предприятий бумагоделательного машиностроения.

Цель работы состоит в исследовании закономерностей процессов формирования структуры и свойств отливок в крупногабаритных кокильных формах, разработке методов управления этими процессами и создании теории и промышленной технологии литья каландровых валов из экономнолегированньк отбеленных и высокопрочных чугунов для широкополосных высокоскоростных бумагоделательных машин. Для достижения поставленной цели решены такие основные задачи:

экспериментальное и аналитическое исследование гидрод. намических, теплофизических, ликвационных и кристаллизавдонв динамических процессов литья каландровых валов и их влияния однородность свойств чугуна по длине отливок;

экспериментальное и аналитическое исследование влияв технологических факторов на структуру и уровень свойств чугу рабочего слоя, а также их дифференциацию в радиальном сечен, каландровых валов;

экспериментальное и теоретическое исследование морфол гических, размерно-концентрационных, пространственно-тополог ческих и кинетических закономерностей формирования графита фазы и их влияния на качество каландровых валов;

разработка, промышленное опробование и внедрение в пр изводство новых типов оптимизированных сплавов, технологиче ких приемов и процессов литья каландровых валов с высоки эксплуатационными характеристиками и конкурентоспособностью мировом рынке.

Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериме тально подтверждена совокупность научных положений и рекоме"' даций, позволяющих целенаправленно управлять технологически процессами формирования структуры и свойств отливок крупног баритных каландровых валов из легированных отбеленных и вые-' коцрочных чугунов с невыраженным отбелом. Научная новиз'

результатов, которые получены в процессе решения поставленв

проблемы, состоит в следующем:

- установлены закономерности гидродинамических, теплоф
зических и фильтрационных процессов в системе форма - отлив
и их влияние на структурообразование и эффективность легиров-
ния, ковшового и внутрифирменного модифицирования, развил
ликвационных явлений, дифференциацию и неоднородность физию

механических свойств в основных макроструктурных зонах;

обоснована необходимость комплексного легирования чугуна каландровых валов, определены технологически и экономически целесообразные пределы концентраций никеля, хрома, молибдена и ниобия в легирующих комплексах, обеспечивающих получение в рабочем слое бейнитной металлической основы и твердости 75...80 ед. по Шору;

разработана методика критериальной оценки и оптимизации качества каландровых валов по твердости; показано, что уровень, стабильность, темп и характер изменения физикомеханичес-ких свойств чугуна в радиальном сечении отливки существенно зависят от концентрации включений графита, их размерно-морфологических и просгранственно-топологических характеристик;

получена новая научная информация об основных закономерностях и аномалиях пространственного строения и распределения графитных структур в микро- и макрообъемах ЧЕІГ;

показано, что независимо от формы и размеров включения графита имеют объективные признаки блочно-агрегативного строения, и основным субструктурным элементом включений всех морфологических типов является пирамидальный блок - поликристаллит;

разработана универсальная методика количественной оценки компактности графитных образований различного строения;

предложены и обоснованы вероятные механизмы агрегатив-ной устойчивости и ориентированной коагуляции графитной фазы в расплавленном чугуне;

показана идентичность основных этапов формирования графита в расплаве и коагуляционных структур в типичных коллоидных системах;

методами высокоскоростной закалки чугуна из жидкого

7 состояния установлено, что формирование включений графита прс исходит путем ориентированной агрегации дисперсных поликрис таллитов;

- разработана и теоретически обоснована физико-математі-
ческая модель процесса формирования компактного графита
расплавах серого и карбндосодержащего чугунов, подвергнуть
глобуляризирующей обработке.

Практическая ценность. На основе обобщения научной инфор мации, полученной в результате проведенных исследований, сосланы рациональные технологические и металлургические приеу производства высококачественных отливок крупногабаритных к& ландровых валов. Их определяющие положения реализованы в кое кретных технологических процессах литья валов диаметром 450.. ... 1020 мм и длиной бочки до 10 м с заливочной массой до 80 т .-В том числе:

синтезированы и оптимизированы новые химические состав валкового чугуна;

разработаны операционно-технологические схемы и терме временные режимы процессов плавки, накопления и внепечной об работки больших масс легированного чугуна;

отработаны методы пооперационного контроля и регулиро взния качества расплава;

опробованы и доведены до стадии промышленного внедрени технологические приемы внутриформенного воздействия на коли чественные характеристики графитной фазы и дафференвдада свойств чугуна в основных макроструктурных зонах отливок;

разработаны методы получения пустотелых валов в стацио нарных бесстержневых формах и др.

Реализация в промышленности. Разработанные технологичес кие процессы литья каландровых валов внедрены на Дутугинско

объединении прокатных валков, производственных объединениях "Ижтяжбуммаш" и "Петрозаводскбуммаш".

Каландровые валы, отлитые на машиностроительных и вальце-литейных предприятиях, успешно прошли производственные испытания и широко используются на крупнейших в СНГ Балахнинском, Соликамском, Кондопожском и других целлюлознобумажных комбинатах, а также экспортируются зарубежным машиностроительным фирмам. Валы новых типов в полной мере конкурентоспособны на мировом рынке по уровню эксплуатационных характеристик и технико-экономических показателей. Экономический эффект от внедрения результатов исследований в промышленность составил более 2,5 млн. руб. в масштабе цен 1985-1990 г.г. Основные результаты работы на основе, детальной технологической документации могут быть реализованы на различных машиностроительных и металлургических заводах Украины, имеющих необходимые мошдости для плавки чугуна.

Реализация в учебном процессе. Значительная часть материалов диссертации - экспериментальных данных, приемов и методик проведения исследований, а также примеров обработки и представления их результатов - включена в соответствующие разделы книги "Основы научных исследований в литейном производстве", рекомендованной Министерством высшего и среднего специального образования УССР в качестве учебного пособия для студентов металлургических вузов и факультетов (Киев-Донецк: Вища школа, 1979 г.), а также книги "Организация металлургического эксперимента", рекомендованной Комитетом по высшей школе Миннауки России, в качеств учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальностям "Металлургия черных металлов" и "Литейное производство черных и цветных металлов" (Москва: Металлургия, 1993 г.).

Эти учебные пособия применяются в учебном процессе на к федрах литейного производства и металлургического профиля ГМетАУ, а также в ряде технических вузов Украины, Российш федерации и других стран СНГ при изучении дисциплин "Осн< научных исследований", "Организация эксперимента", "Техно, гические измерения и обработка экспериментальных данных", "1 делирование и оптимизация технологических процессов", а таї при выполнении НИРС, исследовательских разделов курсовых дипломных проектов.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на республиканских, региональных и всесоюзных научно-техничес-совещаниях, семинарах и конференциях, проводившихся в перио, 1965 по 1994 г.г. в городах: Ижевск (1965, 1994); Дутуг (1965); Днепропетровск (1969, 1971, 1972. 1976, 1978, IS 1983, 1986, 1990); Минск (1970); Ленинград (1972); Петро водск (1975); Новая Каховка (1975); Пермь (1980); Запоро (1983, 1988); Новосибирск 1983).

Публикации. Основные результаты работы изложены в од монографии, двух учебных пособиях, 68 статьях в центральных республиканских журналах и сборниках, 5 авторских свидетель вах на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из вве ния, восьми глав, заключения (выводов); списка литературы 435 наименований собственных работ, публикаций украинских зарубежных авторов, алфавитного указателя авторов; приложи с дополнительным литературным обзором, расчетами, справочг и техникеэкономическими данными. Диссертация содержит страницы машинописного текста, 269 рисунков, 62 таблицы и страницы приложений.

Похожие диссертации на Научные основы структурообразования, разработка и внедрение технологии литых крупногабаритных каландровых валов для бумагоделательных машин