Лоскутов Александр Александрович."Исследование процесса упруго-пластического изгиба и разгиба непрерывнолитых слябов на стадии неполной кристаллизации.Автореферат"

RUS | UKR | ENG |

АВТОРЕФЕРАТ
Тема: "Исследование процесса упругопластического изгиба и разгиба непрерывно литых слябов на стадии неполной кристаллизации".
Научный руководитель: Смирнов Евгений Николаевич
Актуальность. Дальнейшее развитие процесса непрерывной разливки стали связано, в первую очередь, с решением ряда принципиальных вопросов:
- увеличение размеров поперечного сечения непрерывнолитых слябов, учитывая имеющуюся потребность в производстве одношовных труб диаметром до 1420 мм;
- сокращение цикла производства;
- повышение качества металла и его однородности;
- уменьшение отходов металла, и т.д.
Одной из технологических составляющих процесса непрерывного литья слитков, оказывающей существенное влияние на качество готовых изделий, является процесс загиба и разгиба последних на стадии неполной кристаллизации. Вопросы, связанные с его дальнейшим изучением, несомненно имеют актуальный характер, особенно в свете возрастания габаритных размеров исходного непрерывнолитого сляба.
Цель работы. Исследование закономерностей процесса упругопластического загиба и разгиба непрерывнолитого сляба на стадии неполной кристаллизации.
Объект исследования. Процесс упругопластического загиба и разгиба непрерывнолитого сляба на стадии неполной кристаллизации.
Задачи исследования:
- выполнить экспериментальное исследование влияния управляющих факторов процесса на возникающее напряжено-деформированное состояние в процессе упругопластического изгиба и разгиба непрерывнолитого сляба;
- с использованием методов физического моделирования реализовать планируемый эксперимент;
- исследовать особенности результирующего формоизменения и характер деформированного состояния физических моделей в зависимости от выбранных факторов;
- исследовать напряжённое состояние на боковой поверхности непрерывнолитого сляба.
Классификация и анализ технологических схем загиба и разгиба слябов. Упругопластический изгиб и разгиб непрерывнолитого сляба производится на вертикальных (изгиб и разгиб после завершения кристаллизации), радиальных и криволинейных МНЛЗ (изгиб и разгиб при наличии жидкой сердцевины либо разгиб после полной кристаллизации).
При этом системы разгиба непрерывнолитого сляба подразделяются на:
- выпрямляющие в нескольких точках;
- системы непрерывного выпрямления.
Примером системы с выпрямлением в нескольких точках служит система разгиба сляба фирмы Маннесманн в городе Хукингене (Германия). Слябы проходят последовательно три участка с радиусами 6,6, 9,9 и 19,6м. Сляб имеет жидкую сердцевину.
Тянуще-выпрямляющие системы Фирмы Конкаст (Швейцария) подразделяются по маркам разливаемых сталей:
- стали, обладающие высокой прочностью при повышенной температуре, которые разливаются с относительно низкими скоростями. Слитки, в этом случае, могут быть выпрямлены только в полностью затвердевшем состоянии;
- стали, имеющие среднюю прочность при повышенной температуре, которые разливаются с большими скоростями и могут быть деформированы при наличии жидкой сердцевины в зоне разгибания слитка;
- стали, имеющие низкую прочность при повышенной температуре, которые разливаются с большими скоростями. Слитки, в этом случае, могут быть выпрямлены при наличии жидкой сердцевины.
Системы загиба и разгиба классифицируют по типу механизма перемещения и прижима роликов и количеству роликов в одной секции.
Параметры участков загиба и разгиба можно разделить на энергосиловые, геометрические и деформационные.
Эксперимент. В ходе проведения лабораторного эксперимента планируется осуществить физическое моделирование процесса загиба и разгиба непрерывнолитого сляба, отливаемого на МНЛЗ №5 и №3 ОАО МК "Азов-сталь". Параметры об'екта моделирования принимали следующие значения:
- разливаемое сечение сляба 220*1250мм;
- диаметры опорных роликов: приводных - 250 и 300 мм, неприводных - 230 мм.
Схема лабораторной установки показана на рисунке.

Установка обеспечивает возможность двухуровневого варьирования диаметра приводного ролика и шага роликов.
В качестве факторов планируемого эксперимента выбраны:
- отношение шага роликов к диаметру неприводного ролика lр/dн;
- отношение толщины образца к диаметру приводного ролика H/dв;
- градиент температур по сечению образца dt°;
- отношение площади сечения, которое имитирует жидкую фазу F0, к площади поперечного сечения модели F, т.е. AF= F₀ /F.
Полученные результаты. Итогом обработки первичной информации, полученной при помощи метода координатных сеток, являются зависимости как динамики интегрального накопления сдвиговой деформации dр на различных участках боковой поверхности физической модели, так и параметров напряжённого состояния, характеризуемого величиной (d/Т)_ср.

Рисунок - Фото образца
Полный список источников(книг, статей)
1. Єронько С.П., Биковських С.В. Фізичне моделювання процесів позапічної обробки та розливання сталі. - К.: Техніка, 1998.- 136с.
2. Бровман М.Я. Марченко И.К. Усовершенствование технологии и оборудования машин непрерывного литья заготовок, "Техніка", 1976, 165 стр.
3. Б.А.Кузьмин, Ю.Е.Абраменко. Технология материалов и конструкционные материалы: Учебник для машиностроительных техникумов - М.: Машиностроение, 1981. - 351 с.
4. Попандопуло И.К., Михневич Ю.Ф. Непрерывная разливка стали: Учебник для СПТУ. М.: Металлургия, 1990. 256с.
5. Докт. инж. Р. Томе, докг. В. Остхаймер, Г. Ней, Ф. Рюппель, компания Saarstahl AG; докт. А. Гиргензон, У. Плоциник, В. Шмитц, X. Гиркенс, М. Беккер. МЯГКОЕ ОБЖАТИЕ ЗАГОТОВОК НА МАШИНЕ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ S0 КОМПАНИИ SAARSTAHL, AG. 6. Перевод № 4951. Непрерывное выпрямление. Модификации на МНЛЗ №1 в фирме "Соллак". Ж.П.Радо. 1985г.
7. Шевченко В.П. Непрерывная разливка стали: Уч.пособие - Донецк: ДПИ, 1985.-80с.
8. Ю.Н.Белобров, А.Н.Смирнов,А.Ю.Цупрун. Основные технологические решения по реконструкции слябовых МНЛЗ ОАО "МК "Азовсталь". "Металл и литьё Украины". 1,2006.
9. Л.С.Рудой, В.И.Баптизманский. Производительность машин непрерывного литья заготовок, "Техника", 1982, 152с.
10. А.Ю.Цупрун, А.Н.Смирнов, С.В.Гридин. Оптимизация параметров загиба и разгиба непрерывнолитой заготовки. "Сталь". №8. 2006г.
11. Howe A. Estimation of liqudus temperatures for steel // Iron making and steel making.- 1988.v.15.-№3.-P.134 - 142.
12. Грудев А.П.Теория прокатки. М.: Металлургия. - 1988. - с.240.
13. Янагимото Тацуми, Моритани Хироаки, Цутия Харуо. Применение пластилина для изучения процессов горячей прокатки стали. "Тэцу то хаганэ, Tetsu to hagane, J. Iron and Steel Inst. Jap.", 1977, 63, №4, S 208 (япон.)
14. Колмогоров В.Л. Напряжения. Деформации. Разрушение. -М.:Металлургия, 1970.-230с.
Ссылки по теме
http://www.masters.donntu.ru/2005/fizmet/nikolnikova/library/1.htm - непрерывная разливка стали на слябы
http://www.039.help-rus-student.ru/text/063.htm - непрерывная разливка стали
http://www.nppsm.ru/CastingSteel.php - история развития и современное состояние непрерывной разливки стали