Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время в металлургическом н машиностроительном производстве перспективным является использование непре-рывнолитых заготовок, позволяющее значительно увеличить производительность процессов разливки, повысить выход годного, улучшить условия труда и экологическую ситуацию. Интенсификация процессов ОМД и увеличение эффективности литейного передела достигается совмещением МНЛЗ и деформирующих агрегатов (например, прокатных станов). Использование ковочных блоков в качестве связующего эвена между МНЛЗ и станами непрерывной прокатки связано: 1) с необходимостью предварительной ковки непрерывнолнтой заготовки из труднодеформируемых сталей и сплавов перед прокаткой; 2) из-за большой разницы скоростей разливки на МНЛЗ и прокатки.
Наиболее интересна, с точки зрения получения качественной заготовки, разливка полой заготовки вверх, разработанная в УГГУ. Качество заготовки в этом случае гарантируется использованием коркового мелкозернистого и однородного металла полого слитка и отсутствием окисления впутренней поверхности литой заготовки. Получение качественных изделий из непрерывнолитой заготовки достигается за счет применения сложных схем деформации, например, радиального обжатия со сдвигом, при котором создается благоприятная схема напряженного состояния за счет замкнутого мпогоутольного (от 3 до 8) очага деформации в течение всего обжатия. При этой схеме обжатия боек кроме радиального имеет тангенциальное перемещение. В отличие от традиционных РКМ и РОМ здесь используются большие обжатия, т.е. заготовка деформируется сразу до конечного размера изделия.
Таким образом, исследование процессов радиального обжатия со сдвигом
непрерывнолитой заготовки многобойковым ковочным блоком в составе литеяно-
деформационных модулей является актуальной задачей.
Автор выражает благодарность д.т.н. Мигачеву Б.А. за консультации и помощь в работе.
Работа выполнена в рамках ГНТП "Ресурсосберегающие экологически безопасные процессы горно-металлургического производства" (тема проекта "Разработать конструкции литейно-ковочнс-прокатных модулей и технологию производства на них катанки и заготовок").
Цель работы. Основной целью работы является математическое и физическое моделирование радиального обжатия со сдвигом полой и сплошной непрерывнолитых заготовок; разработка на их основе б-бойкового ковочного блока для проходной радиальной ковки, работающего в составе вертикального литейно-ковочно-прокатного модуля (ЛКПМ) и технологии проходной радиальной ковки непрерывнолитой заготовки в этом ковочном блоке.
Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем: получены зависимости формоизменения и энергосшгавых параметров при радиальном обжатии со сдвигом полой заготовки многобойковым ковочным блоком; получены зависимости формоизменения и энергосиловых параметров при радиальном обжатин со сдвигом сплошной заготовки многобойковым ковочным блоком при любом нажатии бойков; разработан 6-бойковый ковочный блок, использующий замыкание бойков, описанное выше.
математические модели радиального обжатия со сдвигом полой и сплошной заготовок многобойковым ковочным блоком;
математическую модель определения нестационарных тепловых полей при радиальном обжатии полой заготовки многобойковым ковочным блоком;
методику расчета рациональных параметров многобойковьгх ковочных блоков;
методику разработки технологического процесса радиального обжатия полой и сплошной заготовки многобойковым блоком.
Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обеспечивается применением вариационных методов и теории течения в приращениях перемещений, а также инженерного метода, прошедших экспериментальную
5 проверку; строгой математической постановкой задачн и нспользованнси для решения численных методов, обеспечивающих высокую задашгую точность; сопоставлением теоретических результатов с экспериментальными. Практическая ценность. Даны рекомендации по проектированию многобойковых ковочных блоков. Математические модели и результаты исследования радиального обжатия непрерывнолитой заготовки могут быть использованы при проектировании многобойковых ковочных блоков в составе лптейно-деформащюнных модулей, а также при разработке технологии радиальной ковки полой и сплошной заготовок многобойковыми блоками.
Реалняания работы. Выполнен рабочий проект б-бойкового ковочного блока в составе вертикального ЛКПМ для получения катанки из низко- и среднеуглероднстой стали. Методика расчета параметров проходной ковки непрерывнолитой заготовки трехсекционным ковочным блоком вошла в "Технологическое задание на организацию цеха легированной сварочной проволоки на базе литейно-деформационного модуля ..." для опытного завода ЦНИИЧЕРМЕТ (К5 8.0716.00 ТЛЗ). Реализация подтверждена актами внедрения. Апробания работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях; международная конференция "Advances in Materials and Processing Technologies" AMPT'93 (Dublin, Ireland, 1993 г.); 14 межреспубликанская конференция по численным методам решения задач теории упругости и пластичности (Волгоград, 1995 г.); научно-техническая конференция "Современные аспекты металлургии получения и обработки металлических материалов" (Екатеринбург, 1995 г.).
Публикации. Материалы, отражающие основное содержание диссертации, опубликованы в 10 работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на