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

Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей Шифрин Игорь Николаевич

Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей
<
Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Шифрин Игорь Николаевич. Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей : ил РГБ ОД 61:85-5/23

Содержание к диссертации

ВВЕДЕНИЕ 5

I. АНАЛИЗ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ И СПОСОБОВ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ МАКРОСТРУКТУРЫ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ БЛУМОБЫХ

ЗАГОТОВОК 10

  1. Внутренние горячие трещины II

  2. Осевая пористость 21

  3. Ликвация в непрерывнолитых заготовках 22

  4. Анализ способов управления формированием структуры непрерывнолитых заготовок 24

  5. Технологические основы применения электромагнитного перемешивания при непрерывном литье 26

  6. Постановка задачи 30

Выводы 32

П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПОЛЗУЧЕСТИ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ

СТАЛИ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ 34

  1. Оборудование и методика проведения испытаний 34

  2. Планирование испытаний на ползучесть 39

  3. Общая схема обработки результатов 42

  4. Результаты экспериментов 44

  5. Анализ результатов экспериментов 50

  1. Стадия неустановившейся ползучести 52

  2. Стадия установившейся ползучести 52

  3. Оценка деформации ползучести в общей деформации

при растяжении . . .' 53

2.5.4. Время разрушения 57

Выводы 63

Ш. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕЩИН ПРИ ВЫПРЯМ
ЛЕНИИ НЕПРЕРЫВНОЛИТОГО СЛИТКА . . . . 64

3.1. Исследования на опытной МНЛЗ ВНИИметмаш 64

  1. Выпрямление в одной точке после полного затверде- бб вания

  2. Выпрямление в одной точке в двухфазном состоянии . . 68

  3. Плавное выпрямление в двухфазном состоянии 71

  1. Исследования на промышленных МНЛЗ 78

  2. Механизм образования трещин при правке 87

  3. Обоснование типа и определение допустимого радиуса 92 кривизны МНЛЗ

  1. Обоснование типа МНЛЗ 92

  2. Радиус кривизны МНЛЗ 93

Выводы 100

ІУ. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИ
ВАНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ КРИСТАЛЛИЗУЮЩЕГОСЯ НЕПРЕРЫВНОГО
СЛИТКА 102

  1. Выбор типа электромагнитного перемешивателя 102

  2. Экспериментальная система ЭМП для непрерывнолитых заготовок сечением 100x100 мм . 105

  3. Исследование влияния электромагнитного перемешивания на формирование структуры непрерывнолитых заготовок сечением 100x100 мм из подшипниковой стали . 106

  4. Система ЭМП для крупных заготовок III

  5. Моделирование гидродинамических процессов при электромагнитном перемешивании 114

  1. Математическая формулировка задачи 118

  2. Влияние расположения индукторов и режимов перемешивания на гидродинамику жидкой фазы 120

4.6. Разработка и исследование режимов электромагнитного
перемешивания 130

  1. Одноступенчатое перемешивание 130

  2. Двухступенчатое перемешивание 135

  3. Образование "светлого" контура 136

  4. Электромагнитное перемешивание с реверсированием направления магнитного поля 139

  1. Исследование качества литого металла 141

  2. Исследование качества проката 145

  3. Испытание опытной партии подшипников из непрерывно-литых заготовок 150

Выводы 152

У. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 155

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 156

ЛИТЕРАТУРА 160

ПРИЛОЖЕНИЕ 173

Введение к работе

На современном этапе развития производства стали процесс непрерывного литья, благодаря его технико-экономическим преимуществам, утвердился как наиболее рациональный способ получения заготовок для проката.

В настоящее время в нашей стране наиболее широкое развитие получили машины непрерывного литья для производства крупных слябов. Значительным достижением отечественного машиностроения и металлургии является создание и освоение высокопроизводительных слябовых машин непрерывного литья на ряде металлургических заводов страны - Новолипецком, Череповецком, "Азов-сталь".

Основной прирост производства непрерывнолитого металла в общем производстве стали, намеченный Основными направлениями экономического развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года, будет осуществлен, главным образом, за счет строительства ряда сталеплавильных цехов с машинами непрерывного литья для производства блумовых заготовок.

В электросталеплавильных цехах Оскольского электрометаллургического, Орско-Халиловского и Кузнецкого металлургических комбинатов, Донецкого и Днепровского металлургических заводов вводятся в эксплуатацию машины непрерывного литья для производства более 4 млн.тонн блумовых заготовок из легированных и специальных, в том числе подшипниковой, сталей.

В настоящее время производство блумовых непрерывнолитых заготовок ограничено сортаментом углеродистых трубных и небольшой группой низколегированных сталей.

Это связано, прежде всего, с тем, что при литье легированных и, наиболее трудной для непрерывного литья подшипниковой, сталей, в заготовках образуются дефекты макроструктуры в виде _ 6 - внутренних трещин, центральной пористости, осевой ликвации, структурной и химической неоднородности и других, которые при последующей горячей деформации полностью не устраняются и снижают эксплуатационные свойства стали.

Перечисленные дефекты макроструктуры имеют различную природу. Образование внутренних трещин часто связано с деформацией непрерывного слитка в двухфазном состоянии, например, при выпрямлении слитка в МНЛЗ и зависит от конструктивных особенностей и параметров машины. Образование центральной пористости, осевой ликвации, структурной и химической неоднородности связано с особенностями кристаллизации и формирования структуры непрерывнолитых заготовок.

Поэтому улучшение качества непрерывнолитых заготовок и расширение сортамента отливаемых на МНЛЗ сталей является одним из главных направлений в развитии как конструкции машин, так и технологии непрерывного литья.

В связи с проектированием блумовых машин непрерывного литья для электросталеплавильного цеха Оскольского электрометаллургического комбината, в сортаменте которых большую долю занимает подшипниковая сталь и высокими требованиями, преъяв-ляемыми к качеству непрерывнолитых заготовок иа этой стали, возникла необходимость исследовать механизм образования дефектов макроструктуры, определить их связь с конструктивными параметрами МНЛЗ и технологическими параметрами литья, с тем чтобы на базе этих исследований определить тип и основные конструктивные параметры блумовых МНЛЗ, предназначенных для литья легированных и подшипниковой сталей, а также разработать эффективный способ управления структурообразованием непрерывного слитка с целью уменьшения центральной пористости, осевой ликвации, структурной и химической неоднородности.

Для решения поставленных задач необходимо было: во-первых, уточнить представления о механизме деформации при высоких температурах, изучить образование трещин при выпрямлении слитка в двухфазном состоянии на МНЛЗ различных типов и широком сортаменте сталей, включая подшипниковую, определить их связь с конструктивными и технологическими параметрами и выявить механизм образования внутренних трещин.

С этой целью была изучена ползучесть непрерывнолитой стали в интервале температур П00-1450С и показано, что при высоких температурах ползучесть является основным механизмом деформации и разрушения. В результате проведенных исследований установлен критерий, характеризующих деформацию разрушения стали, равный произведению скорости установившейся ползучести на время до разрушения, и показано, что деформация разрушения не зависит от скорости деформации. Этот важный вывод был подтвержден при экспериментальном изучении образования трещин на МНЛЗ.

На опытной МНЛЗ ВНИИметмаш и промышленных МНЛЗ Новолипецкого меткомбината на широком сортаменте сталей, включая подшипниковую, исследован процесс образования трещин при выпрямлении слитка в двухфазном состоянии. Проведенные исследования позволили выявить основные закономерности в образовании трещин и установить влияние химического состава стали и технологических параметров на образование и развитие трещин.

На основании проведенных исследований определен тип МНЛЗ, для литья подшипниковой стали и предложена формула для расчета допустимого радиуса кривизны технологической оси.

Во-вторых, изучить гидродинамику жидкой фазы при перемешивании бегущим магнитным полем, ее связь с параметрами индуктора и технологическими параметрами литья, исследовать влияние - 8 -электромагнитного перемешивания на формирование структуры не-прерывнолитых заготовок из подшипниковой стали, с тем чтобы по результатам исследований определить рациональную схему размещения индукторов в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ и режимы перемешивания, обеспечивающие улучшение качества макроструктуры.

Для теоретического анализа влияния электромагнитного перемешивания на гидродинамику жидкой фазы проведено математическое моделирование затвердевания блумового непрерывного слитка из подшипниковой стали в бегущем магнитном поле. В результате теоретического исследования определены циркуляционные потоки и поля скоростей при различных схемах расположения индукторов по технологической линии МНЛЗ, а также влияние фазного тока индуктора и толщины закристаллизовавшейся корки на гидродинамику жидкой фазы. По результатам исследований определена рациональная схема расположения индукторов в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ.

На промышленной МНЛЗ НПО "Іулачермет" экспериментально исследовано влияние электромагнитного перемешивания на формирование структуры непрерывнолитых заготовок сечением 250x360 и 300x360 мм из подшипниковой стали. Результаты исследований подтвердили правильность теоретического анализа.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований был разработан способ электромагнитного перемешивания, обеспечивающий удовлетворительное качество непрерывно-литых заготовок из подшипниковой стали.

Автор защищает. На защиту выносятся следующие основннв положения: - результаты экспериментального исследования ползучести непрерывнолитой стали в интервале температур 1100...1450 С и критерий, характеризующий деформацию разрушения стали; результаты экспериментального исследования деформации непрерывного слитка при выпрямлении слитка в двухфазном состоянии и механизм образования внутренних трещин при правке; расчет допустимого радиуса кривизны технологической оси МНЛЗ; результаты теоретического анализа гидродинамики жидкой фазы при электромагнитном перемешивании бегущим магнитным полем; результаты экспериментального исследования влияния электромагнитного перемешивания на формирование осевой зоны слитка, структурную и химическую неоднородность заготовок из подшипниковой стали; схему размещения индукторов по технологической линии МНЛЗ и режим электромагнитного перемешивания. - ю -

Похожие диссертации на Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей