Journals →  Черные металлы →  2019 →  #5 →  Back

55 лет кафедре «Технология материалов» Волгоградского государственного технического университета
ArticleName Исследование особенностей строения литого металла слитков различной геометрии, используемых для получения круглого проката
ArticleAuthor Н. А. Зюбан, Д. В. Руцкий, С. Б. Гаманюк, М. В. Кириличев
ArticleAuthorData

Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия:
Н. А. Зюбан, докт. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология материалов», эл. почта: tecmat@vstu.ru
Д. В. Руцкий, канд. техн. наук, доцент
С. Б. Гаманюк, канд. техн. наук, доцент
М. В. Кириличев, аспирант

Abstract

Методом моделирования процесса затвердевания предложена геометрия малоприбыльного расширяющегося книзу слитка массой 5,9 т, используемого для получения круглого проката. Выбранная геометрия позволяет получить в затвердевшем металле структуру с благоприятным расположением физической и химической неоднородностей литого металла. Расчетом температурных полей установлено, что в предложенном слитке через 105 мин после начала затвердевания происходит смыкание продвигающегося фронта кристаллизации и образование протяженной «замкнутой» зоны жидкого металла, высота которой составляет 37 % высоты тела слитка. Приведенные данные согласуются с реальными усадочными дефектами, протяженность которых составила 36 % высоты тела слитка. Сопоставление расчета поля распределения температур с определением параметров литой структуры показало, что в подприбыльной части слитка значения межосных расстояний максимальные, что связано с улучшением эффективности работы прибыли, которое приводит к уменьшению интенсивности затвердевания и перемещению легкоплавких примесей (С, S, P), а также неметаллических включений из подприбыльной в прибыльную часть. Использование малоприбыльного расширяющегося книзу слитка позволяет, кроме увеличения выхода годного металла, получать качественный металлопрокат с плотной осевой зоной и минимальной химической неоднородностью.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект №18-08-00050.

keywords Затвердевание, моделирование, температурное поле, уширенный кверху слиток, уширенный книзу слиток, неметаллические включения, усадка, ликвация, прокат
References

1. Дюдкин Д. А., Ксиленко В. В. Современная технология производства стали. — М. : Теплотехник, 2007. — 528 с.
2. Сафронов А. А., Тазетдинов В. И., Торохов Г. В. Освоение производства НЛЗ диаметром 550 мм из трубных марок стали на УНРС № 2 в ЭСПК «Железный озон 32» // Сталь. 2013. № 10. C. 58–62.
3. Сафронов А. А. и др. Исследование химической неоднородности металла непрерывнолитой заготовки диам. 460 и 550 мм производства ЭСПК «Железный озон 32» // Сталь. 2013. № 8. С. 18–22.
4. Bloom casters. Continuous Casting Machine Solutions: Fastest, Largest, Best in Quality. URL: https://www.danieli.com/en/products/products-processes-and-technologies/bloom-casters_26_88.htm. (дата обращения: 05.04.2019)
5. Сафронов А. А., Прилуков С. Б., Гасилов А. Ю. Качество макроструктуры НЛЗ и его регламентация // Сталь. 2013. № 11. C. 27–31.
6. Дюдкин Д. А., Ксиленко В. В., Смирнов А. Н. Производство стали. Т. 4 : Непрерывная разливка металла. — М. : Теплотехник, 2009. — 528 с.

7. Kittaka S., Kaniki T., Watanabe K., Miura Y. Multi-Mode EMS for Slab Casters – Recent Improvements and New Applications // Nippon Steel Techical Report. 2002. No. 86. P. 68–73.
8. Kubota J., Kubo N., Ishii T. Steel flow control with travelling magnetic field for slab continuous caster mold // Tetsu-to-hagane. 2000. Vol 86, No. 4. P. 271–277.
9. Носоченко О. В., Исаев О. Б., Лепихов А. С., Дектярев П. А. и др. Уменьшение осевой ликвации элементов в непрерывнолитой заготовке при введении стальной ленты // Сталь. 2003. № 9. C. 42–44.
10. Белый А. П. Центральная сегрегационная неоднородность в непрерывнолитых листовых заготовках и толстолистовом прокате. — М. : Металлургиздат, 2005. — 136 с.
11. Томе Р., Допплер К.-Г., Блеймель М., Циммер М. Использование мягкого обжатия слитка для повышения качества сортового проката автомобильного назначения // Черные металлы. 2018. № 8. С. 29–34.
12. Li J. Z., Jiang M., He X. F. et al. Investigation on nonmetallic inclusions in ultra-low oxygen special steels // MMTB. 2016. Vol. 47. P. 2386–2399.
13. Григорович К. В., Гарбер А. К. Анализ процессов внепечной обработки углеродистых сталей // Перспективные материалы. 2011. № 13. С. 13–25.
14. Дуб В. С., Сафронов А. А., Мовчан М. А. и др. Влияние технологии внепечной обработки на типы образующихся неметаллических включений и коррозионную стойкость стали // Электрометаллургия. 2016. № 5. С. 3–15.
15. Казаков А. А., Ковалев П. В., Рябошук С. В. и др. Управление процессами образования неметаллических включений при производстве конвертерной стали // Черные металлы. 2014. № 4. С. 43–48.
16. Морозова Т. В. Влияние технологии производства стали на однородность структуры и загрязненность неметаллическими включениями с целью повышения надежности магистральных трубопроводов : дис. … канд. техн. наук. — М. : ЦНИИТМАШ, 2012. — 154 с.
17. Зайцев А. И., Князев А. В., Аменжонов А. В. и др. Влияние неметаллических включений и примесей на свойства, качественные характеристики круглого проката из специальных легированных сталей // Металлург. 2017. № 8. С. 69–74.
18. Родионова И. Г., Бакланова О. Н., Аменжонов А. В. и др. Влияние неметаллических включений на коррозионную стойкость углеродистых низколегированных сталей для нефтепромысловых трубопроводов // Сталь. 2017. № 10. С. 41–48.
19. Дуб В. С., Ромашкин А. Н., Мальгинов А. Н. и др. Развитие технологии разливки стали в слитки // Черные металлы. 2015. № 8. С. 6–19.
20. Ромашкин А. Н., Дуб В. С., Толстых Д. С. и др. Критерий оценки склонности стали к ликвации в кузнечных слитках // Металлург. 2017. № 10. С. 35–40.
21. Дуб В. С., Ромашкин А. Н., Мальгинов А. Н. Анализ кинетики затвердевания стальных слитков различной конфигурации. Часть I. Результаты холодного моделирования // Металлург. 2015. № 11. С. 47–56.
22. Дуб В. С., Ромашкин А. Н., Мальгинов А. Н. Анализ кинетики затвердевания стальных слитков различной конфигурации. Часть II. Результаты холодного моделирования // Металлург. 2015. № 12. С. 20–26.
23. Мозговой А. В., Жульев С. И., Зюбан Н. А. и др. Исследование и оптимизация параметров слитка для получения крупносортового проката // Металлург. 2008. № 8. С. 33–37.
24. Руцкий Д. В., Зюбан Н. А., Гаманюк С. Б. и др. Определение геометрии слитков с минимальным развитием дефектов осевой зоны и их применение для получения сортового проката диаметром более 300 мм // Металлург. 2018. № 11. С. 33–39.
25. Жульев С. И., Зюбан Н. А., Руцкий Д. В. Стальные слитки, проблемы качества и новые технологии : монография. — Волгоград : ВолгГТУ, 2016. — 179 с.
26. Зюбан Н. А., Руцкий Д. В. Совершенствование технологии отливки крупных слитков с целью повышения надежности и эксплуатационной стойкости получаемых из них роторов турбогенераторов // Черные металлы. 2018. № 2. С. 32–38.
27. Казаков А. А., Житенев А. И., Колпишон Э. Ю. и др. Количественная оценка неметаллических включений для поковок из сверхкрупных слитков // Черные металлы. 2018. № 12. С. 50–57.
28. Пат. 84759 РФ, МПК B 22 D 7/06 / Изложница для стального слитка / А. В. Мозговой, Н. А. Зюбан, Д. В. Руцкий, Д. Н. Фёдоров, В. Г. Кнохин; опубл. 20.07.2009; бюл. № 20.
29. Руцкий Д. В., Зюбан Н. А., Чубуков М. Ю. и др. Исследование особенностей затвердевания слитков различной геометрии и утеплением прибыльной части на основе математического моделирования // Известия ВолгГТУ. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. 2017. № 6(201). С. 138–145.
30. Пат. 2285579 РФ, МПК B 22 D 7/10 / Устройство для отливки стальных слитков / С. И. Жульев, А. П. Фоменко, Д. В. Руцкий, Д. Н. Федоров ; заявл. 28.02.2005 ; опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22.
31. Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2013613206 от 28.03.2013 г. РФ, МПК (нет). Система компьютерного моделирования «Crystal» / В. П. Багмутов, И. Н. Захаров, Н. А. Зюбан, Д. В. Руцкий, С. Б. Гаманюк; ВолгГТУ, 2013.
32. Мозговой А. В. Оптимизация параметров стального слитка с улучшенными характеристиками осевой зоны для сортового проката большого диаметра : дис. … канд. техн. наук. — М. : ЦНИИЧЕРМЕТ, 2009. — 134 с.
33. Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2010614950 от 29 июля 2010 г. РФ, МПК (нет). Металлографическая программа / Е. И. Бузинов, Д. В. Руцкий, А. В. Мозговой, Н. А. Зюбан, Ю. М. Шелухина; ГОУ ВПО ВолгГТУ, 2010.
34. ГОСТ 1778–70. Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений (с Изменениями № 1, 2). — Введ. 01.01.1972.
35. Хворинов Н. И. Кристаллизация и неоднородность стали. — М. : Машгиз, 1958. — 392 с.
36. Merton C. Flemings. Solidification Processing, McGraw-Hill Book Company, New York, NY, 1974. P. 420.
37. Merton C. Flemings. Behavior of metal alloys in the semisolid state // Metallurgical Transaction: A. 1991. Vol. 22, Iss. 5. P. 957–981.
38. Жульев С. И., Зюбан Н. А. Производство и проблемы качества кузнечного слитка : монография. — Волгоград : ВолгГТУ, 2003. — 168 с.
39. Руцкий Д. В., Зюбан Н. А., Гаманюк С. Б. Study of the Hot Top Performance with Various Heat Insulators // Solid State Phenomena. 2018. Vol. 265 : Materials Engineering and Technologies for Production and Processing III. P. 1099–1103.
40. Фоменко А. П. Разработка и исследование малоприбыльного слитка с прямой конусностью стенок для производства сортового проката : дис. … канд. техн. наук. — М. : ЦНИИЧЕРМЕТ, 2007. — 143 с.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back