Етапи технологічного вдосконалення процесу безперервного лиття залізовуглецевих і мідних заготовок
Анотація
У статті представлені етапи вдосконалення процесу безперервного лиття. Виявлено, що на кожному етапі технологічного вдосконалення процесу безперервного лиття відбувалося зниження параметра пошкоджуваності заготовки. Удосконалення процесу безперервного лиття дозволило на кожному етапі підвищити механічні властивості заготовки і продуктивність машин безперервного лиття. Перший етап, показаний як процес переходу кількості експериментальних напрацювань в якість, при якому лиття заготовок перейшло з нестабільного процесу в стабільний. Другий етап охарактеризований створенням нових удосконалених процесів безперервного лиття. Так, крім існуючих машин вертикального типу були винайдені машини радіального, криволінійного та горизонтального лиття. До кінця ХХ століття цей варіант технологічного процесу вийшов на межу можливостей зростання якості заготовок і продуктивності машин безперервного лиття. Показано, що третій етап, призначений для безперервного лиття мідних сплавів і, був заснований на впливі частоти руху заготовки та реверсивного руху заготовки під час подолання сили тертя спокою. Визначено, що для частоти руху заготовок з мідних сплавів, що знаходиться в інтервалі 2,5...7,5 хв-1 на механічні властивості заготовки впливає напрямок її руху під час подолання сили тертя спокою. Четвертий етап – обумовлює підвищення механічних властивостей заготовки за рахунок використання сил інерції при знакозмінному русі заготовки. Виявлено, що на четвертому етапі найбільш ефективно зросли механічні властивості заготовок, а лінійна продуктивність підвищилася від 0,4...0,8 м/хв до 2,5...4,0 м/хв, а в деяких випадках до 5,0...7,0 м/хв.
Завантаження
Посилання
Adno, Yu. (2001). Mirovaya metallurgiya na poroge novogo stoletiya [World metallurgy on the threshold of a new century]. Mirovaya Ekonomika i Mezhdunarodnye Otnosheniya – World Economy and International Relations, (8), 59–68 [in Russian].
Andrianov, D. N., Novikov, M. N., & Stolyarov, A. I. (2010). Chislennoe modelirovanie dvizheniya potokov stali v promezhutochnom kovshe [Numerical simulation of the movement of steel flows in the tundish.]. Mashinostroenie i Mashinovedenie – Mechanical Engineering and Engineering Science, 3(42), 25–34 [in Russian].
Bailey, P. B., Shampine, L. F., & Waltman, P. E. (1968). Nonlinear two point boundary value problems. New York: Academic Press.
Baranov, O. A.,Vetrov, B. G., Pol', V. B., Popov, A. D., & Filippov, A. S. (1968). Neprery`vnoe lit`e chuguna [Continuous iron casting]. Moskva: Metallurgiya [in Russian].
Berner, R., & Kronmyuller, G. (1969). Plasticheskaya deformacziya monokristallov [Plastic deformation of single crystals] (A. N. Orlov, Ed.). Moskva: Mir [in Russian].
Brenner, P. P. (1942). The method of continuous casting ingots of any length (Federal Republic of Germany №862349). Germany.
Breslavskij, D. V. (1998). Kineticheskie uravneniya povrezhdaemosti cziklicheski nagruzhenny`kh tel [Kinetic equations of damage of cyclically loaded bodies]. Dinamika i Prochnost` Mashin – Dynamics and Strength of Machines, 56, 132–139 [in Russian].
Breslavskij, D. V., Korytko, Yu. M., Tatarinova, O. A., & Horoshilov, O. N. (2008). Analiz povrezhdaemosti bronzovyh zagotovok, poluchaemyh v processe nepreryvnogo lit’ya [Analysis of the damage of bronze billets obtained in the process of continuous casting]. Mekhanika ta Mashynobuduvannya – Mechanics and Mechanical Engineering, 1, 234–243 [in Russian].
Breslavskij, D. V., Tatarinova O.A ., Horoshilov O. N. (2007). Uravneniya sostoyaniya tsiklicheskoy polzuchesti bronzovykh splavov [Equations of state for cyclic creep of bronze alloys]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Seriia: Dynamika ta mitsnist mashyn ‒Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Dynamics and strength of machines, 1(38), 36–41 [in Russian]. https://doi.org/10.20998/2078-9130.2007.38.50062
GOST 1497–84. Metally. Metody ispytanij na rastyazhenie [Metals. Tensile test methods]. (1986). E`lektronny`j Fond Pravovoj i Normativno-Tekhnicheskoj Dokumentaczii – Electronic Fund of Legal and Normative-Technical Documentation. Retrieved from http://docs.cntd.ru/document/gost-1497-84 [in Russian].
GOST 3248–81. Metally. Metod ispytaniya na polzuchest’ [Metals. Creep test method]. (1982). E`lektronny`j Fond Pravovoj i Normativno-Tekhnicheskoj Dokumentaczii – Electronic Fund of Legal and Normative-Technical Documentation. Retrieved from http://docs.cntd.ru/document/gost-3248-81 [in Russian].
Gunenkov, V. Yu., Andrianov, D. N., & Prokhorenko, V. N. (2005). Novy`e tekhnologii neprery`vnoj razlivki stali pri modernizaczii staleplavil`nogo proizvodstva RUP «BMZ» [New technologies for continuous casting of steel during the modernization of steelmaking production at RUP "BMZ"]. Lit`e i Metallurgiya – Casting and Metallurgy, 3(35), 81–88. Retrieved from https://rep.bntu.by/handle/data/23044 [in Russian].
Ivanov, V. G., & Baranov, O. A. (1968). Stal`ny`e formy` dlya czentrobezhnogo lit`ya trub. Neprery`vnoe lit`e chuguna [Steel molds for centrifugal casting of pipes. Continuous iron casting]. Moskva: Metallurgiya [in Russian].
Kachanov, L. M. (1958). O vremeni razrusheniya v usloviyah polzuchesti [About the time of destruction in creeping conditions]. Izvestiya AN SSSR. Otdelenie Tekhnicheskikh Nauk – Proceedings of the USSR Academy of Sciences. Department of Technical Sciences, 8, 26–31 [in Russian].
Kachanov, L. M. (1974). Osnovy` mekhaniki razrusheniya [Fundamentals of fracture mechanics]. Moskva: Nauka [in Russian].
Horoshilov, O. N., & Ponomarenko, O. I. (2007). Metodika opredeleniya vysokotemperaturnoj polzuchesti pri ispytanii obrazcov iz mednyh splavov [Method for determination of high-temperature creep when testing specimens from copper alloys]. Processy Lit’ya – Casting Processes, 1–2, 23–26 [in Russian].
Horoshilov, O. N., Kipenskiy, A. V., Lysenko, V. V., Marakhovskij, M. B., Trokhin, M. V., Kulichenko, V. V., & Babicheva, I. I. (2008). Gorizontal’naya mashina nepreryvnogo lit’ya s avtomatizirovannym bezreduktornym elektroprivodom na baze dvigatelya s katyashchimsya rotorom [Horizontal continuous casting machine with automated gearless electric drive based on rolling rotor engine]. Vestnik Natsional’nogo Tekhnicheskogo Universiteta «KhPI». – Problemy Avtomatizirovannogo Elektroprivoda. Teoriya i Praktika, 30, 175–178. Retrieved from http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/30433 [in Russian].
Horoshilov, O. N., Mel'nichenko, A. A., & Segal, L. L. (2017). Obrabotka rezul’tatov izmerenij kachestva obrazcov iz nepreryvno lityh zagotovok detalej pod"emno transportnogo mashinostroeniya [Processing of results of measurements of quality of samples from continuously cast preparations of details of lifting and transport engineering]. Mashinobuduvannya – Engineering, 19, 77–83 [in Russian].
Khoroshylov, O. M. (2013). Protses horyzontalnoho bezperervnoho lyttia midnykh splaviv z vymushenym korotkoterminovym reversyvnym rukhom zahotovok pidvyshchennoi yakosti v nerukhomomu krystalizatori: Avtoreferat disertaczi`yi doktora tekhni`chnikh nauk: 05.16.04. [The process of horizontal bezperervny littya middle alloys with the stimulation of short-term reversible breakdowns of workpieces with a reduced quality in an unstable crystallizer: Abstract of the dissertation of Doctor of Technical Sciences: 05.16.04.] Dnipropetrovs'k: Natsional'na metalurhiyna akademiya Ukraine [in Ukrainian].
Khoroshylov, O. M., Ponomarenko, O. I., & Shatahin, O. O. (2006a). Pristrіj dlya viprobuvannya zrazkіv u temperaturnomu іntervalі kristalіzacії na povzuchіst’ ta dovgotrivalu mіcnіst’. №u200603571 [Device for testing samples in the temperature range of crystallization for creep and long-term strength №200603571] (Patent na korisnu model’ №17741). Ukraine: MPK [in Ukrainian].
Khoroshylov, O. M., Ponomarenko, O. I., & Shatahin, O. O. (2006b). Sposib bezperervnoho lyttya zahotovok №200705997 [Method of continuous casting of blanks No.200705997] (Derzhavnyy patent №26045). Ukraine: MPK [in Ukrainian]. Retrieved from https://uapatents.com/3-26045-sposib-bezperervnogo-littya-zagotovok.html [in Ukrainian].
Khoroshylov, O. M., Ponomarenko, O. I., & Shatahin, O. O. (2006c). Sposib bezperervnoho lyttya zahotovok №200705998 [Method of continuous casting of blanks No.200705998] (Derzhavnyy patent #26336). MPK Retrieved from https://uapatents.com/3-26336-sposib-bezperervnogo-littya-zagotovok.html [in Ukrainian].
Khoroshylov, O., Podolyak, O., Kuryliak, V., Kipensky, V., & Lomakin, A. (2020). Analysis of frictional interaction in a couple “billet – crystallizer.” In V. Ivanov, I. Pavlenko, O. Liaposhchenko, J. Machado, & E. Milan (Eds.), DSMIE 2020: Advances in Design, Simulation and Manufacturing III. (Vol. 2, pp. 129–138). Kharkiv. Retrieved from https://doi.org/10.1007/978-3-030-50491-5_13
Kumar, K. S., Suresh, S., & Van Swygenhoven, H. (2003). Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys. Acta Materialia, 5, 5743–5774. https://doi.org/10.1016/J.ACTAMAT.2003.08.032
Levanser, E. R. (1882). Moule pour fil de fonte [Cast iron wire mold] (brevet d’État №21260). Paris [in French].
Malinin, I. I. (1975). Prikladnaya teoriya plastichnosti i polzuchesti. Metallurgiya [Applied theory of plasticity and creep. Metallurgy]. Moskva: Nauka [in Russian].
Mazumdar, S., & Ray, K. (2001). Solidification control in continuous casting of steel. Sadhana, 26, 179–198. https://doi.org/10.1007/BF02728485
Mellen, G. (1915). Installation for continuous casting of steel (British patent №100044). Britain.
Meshhaninova, T. V. (2000). Razrabotka i issledovanie novoj mashiny` dlya proizvodstva lity`kh vy`sokokachestvenny`kh zagotovok mernoj dliny`: Avtoreferat diss. kand. tekhn. nauk: 05.04.04. [Development and research of a new machine for the production of high-quality cast billets of measured length: Abstract dissertation. cand. tech. sciences: 05.04.04.]. Ekaterinburg: Ural`skij gos. tekhn. Un-t [in Russian].
Narivskij, A. V. (2006). Nauchny`e i tekhnologicheskie osnovy` proczessov glubinnoj obrabotki czvetny`kh litejny`kh splavov plazmoreagentny`mi sredami: Avtoref. dis. d-ra tekhn. nauk: 05.16.02 [Scientific and technological foundations of the processes of deep processing of non-ferrous casting alloys with plasma-reagent media: Avtoref. dis. Dr. tech. Sciences: 05.16.02.]. Kyiv: Fizyko-tekhnolohichnyy instytut metaliv ta splaviv NAS of Ukraine [in Ukrainian].
Neklyudov, I. M., Sokolenko, V. I., & Netyosov, V. M. (2008). Development of Methods of the Directional Structural Change and Properties of Constructional Materials by Stimulation of Relaxation Processes in the NSC ‘KhPhTI’: The Review Dedicated to the 80th Anniversary of the National Scientific Centre ‘Kharkiv Physicotechnical Institute.’ Uspehi Fiziki Metallov [Progress in Physics of Metals], 9(2), 171–193. https://doi.org/10.15407/ufm.09.02.171.
Nikiforov, B.A., Vdovin, K. N., & Piksayev, V. A. (2004) Mashina nepreryvnogo lit'ya krivolineynogo tipa № 2004102869/20 [Curvilinear continuous casting machine No. 2004102869/20] (Patent Rossii № RU 38650 U1) [in Russian].
Orowan, E. (1952). Fundamentals of brittle behavior of metals, Fatigue and fracture of metals. New York: Wiley.
Person, A. G. (1913). Metod i ustanovka dlya prery`vistoj otlivki izdelij v forme sterzhnej ili trub s pomoshh`yu kristallizatora, vy`polnennogo v vide okhlazhdaemoj truby`, imeyushhej vozvratno-postupatel`noe dvizhenie [Method and installation for intermittent casting of products in the form of rods or pipes using a mold made in the form of a cooled pipe with a reciprocating motion] (Germanskij patent 271796, patent SShA 1088171, Britanskij patent 3221/1912, patent Avstrii 65715). Germaniya, SShA, Britaniya, Avstriya [in Russian].
Progressivny`e metody` neprery`vnoj razlivki metallov i splavov. Reshenie nauchno-tekhnicheskogo seminara [Progressive methods of continuous casting of metals and alloys. Scientific and technical workshop solution]. (1996). Kiev: FTIMS [in Ukrainian].
Rabotnov, Yu. N. (1959). O mekhanizme dlitel’nogo razrusheniya [On the mechanism of long-term destruction]. Voprosy Prochnosti Materialov i Konstrukcij - Strength issues of Materials and Structures, 7, 5–7 [in Russian].
Rabotnov, Yu. N. (1966). Polzuchest` e`lementov konstrukczij [Creep of structural elements]. Moskva: Nauka [in Russian].
Ruppik, H. R. (1939). The method of continuous casting steel billets (State patent №699725). Washington.
Schorndorf, Z. Y. (1944). Die Methode des Gießens von Barren aus Metallen anfällig für die Bildung von Rissen durch innere Spannungen [The method of casting ingots from metals prone to the formation of cracks due to internal stresses] (Bundesrepublik Deutschland №862349). Deutschland [in German].
Schwarzmayer, V. G. (1962). Nepreryvnaya razlivka. Razvitie i primenenie [Continuous casting. Development and application]. Moskva: Nauka. [in Russian].
Shatagin, O. A., Borzunov, V. P., Soskovecz, O. N., Epov, G. A., & Brikman, P. G. (1985). Sposob gorizontal`nogo neprery`vnogo lit`ya metalla s poslojny`m formirovaniem zagotovok №3939709/22-02 [Method of horizontal continuous casting of metal with layer-by-layer formation of blanks No. 3939709 / 22-02] (Avtorskoe svidetel`stvo №1103423 AV22 D11/14). SSSR [in Russian].
Shatagin, O. A., Sladkoshteev V. T., & Vartazarov, M. A. (1974). Gorizontal`noe neprery`vnoe lit`e czvetny`kh metallov i splavov [Horizontal continuous casting of non-ferrous metals and alloys]. Moskva: Metallurgiya [in Russian].
Shatagin, O. A., & Sladkoshteev, V. T. (1976). Neprery`vnoe lit`e na gorizontal`ny`kh mashinakh [Continuous casting on horizontal machines]. Moskva: Metallurgiya [in Russian].
Shifrin, I. N. (1984). Razrabotka parametrov blyumovy`kh mashin neprery`vnogo lit`ya s e`lektromagnitny`m peremeshivaniem dlya proizvodstva zagotovok iz vy`sokokachestvenny`kh stalej: Avtoref. dis. kand tekhn. nauk: 05.04.04 [Development of parameters of bloom continuous casting machines with electromagnetic stirring for the production of billets from high-quality steels: Author. dis. Cand. Tech. Sciences: 05.04.04.]. Moskva: VniiMetMash [in Russian].
Shpak, A. P., Koval’chuk, M. V., Karnaukhov, I. M., Molodkin, V. V., Len, E. G., Nizkova, A. I., Olikhovskii, S. J., Sheludchenko, B. V., Ice, G. E., & Barabash, R. I. (2008). Unique Informativity of the Diffuse Dynamical Combined Diffractometry of Materials and Products of Nanotechnologies. Uspehi Fiziki Metallov ‒ Progress in Physics of Metals, 9(3), 305–356. https://doi.org/10.15407/ufm.09.03.305.
Sladkoshteev, V. T., Shatagin, O. A., Khalemskij, S. F., Sachko, V. V., Yakunin, I. Ya., & Abraimov, B. F. (1967). Zatravka dlya gorizontal`noj neprery`vnoj razlivki metala [Seed for horizontal continuous casting of metal] (Avtorskoe svidetel`stvo №227559 V22 D11/00, 11/04. №1186317/22-02). USSR [in Russian].
Sladkoshteev, V. T., Shatagin, O. A., & Krupennik, V. N. (1965). Kristallizator dlya gorizontal`noj ustanovki neprery`vnoj razlivki metala [Crystallizer for horizontal continuous casting of metal] (Avtorskoe svidetel`stvo №213273 V22 D11/00, 11/04. №1040240/22-02). SSSR [in Russian].
Sladkoshteev, V. T., Shatagin, O. A., & Vartazarov, M. A. (1968a). Sposob neprery`vnoj razlivki zagotovok iz bronzy` i latuni [Method of continuous casting of billets from bronze and brass] (Avtorskoe svidetel`stvo №264633 V22 D 11/04, №1246006/22-02). SSSR [in Russian].
Sladkoshteev, V. T., Shatagin, O. A., & Vartazarov, M. A. (1968b). Sposob neprery`vnoj razlivki zagotovok iz bronzy` i latuni [Method of continuous casting of billets from bronze and brass] (Avtorskoe svidetel`stvo №264633 V22 D 11/04, №1246006/22-02). SSSR [in Russian].
Sladkoshteev, V. T., Shatagin, O. A., Vartazarov, M. A., Kolomiecz, N. G., & Radzikhovskij, V. A. (1968). Sposob neprery`vnoj otlivki trubny`kh zagotovok [Method for continuous casting of tubular billets] (Avtorskoe svidetel`stvo №257706 V22 D 11/02, №1246002/22-02). USSR [in Russian].
Smirnov, A. N. (2010). 50 let neprery`vnoj razlivke stali v Ukraine [50 years of continuous steel casting in Ukraine]. Zhurnal Metall i Lit`e Ukrainy` – Metal and Casting of Ukraine journal, 3–8 [in Russian].
Ukhin, V. E. (2012). Issledovanie proczessa formirovaniya kristallicheskoj struktury` neprery`vno litoj sortovoj zagotovki v kristallizatore vy`sokoproizvoditel`noj MNLZ [Investigation of the process of forming the crystal structure of a continuously cast billet in the mold of a high-performance continuous casting machine.]. Naukovi` Praczi` DonNTU. Metalurgi`ya – Scientific Papers of Donetsk National Technical University. Metallurgy, 1(14)-2(15), 58–67 [in Russian].
Valuev, D. V. (2014). Nepreryvnaya razlivka stali i splavov. Uchebnoye posobiye [Continuous casting of steel and alloys: a tutorial]. Nauchno-issledovatel’skiy Tomskiy politekhnicheskiy universitet [in Russian].
Verzilov, O. P. (2018). Stabilizatsiya hidrodynamichnoyi kartyny u krystalizatori slyabovykh MNLZ za rakhunok optymizatsiyi kharakterystyk zanurenykh stakaniv: Avtoref. dys. kand tekhn. nauk: 05.16.02. [Stabilization of the hydrodynamic picture in the crystallizer of slab casters due to optimization of the characteristics of submerged glasses: Abstract. dis. Candidate of Technical Sciences Science: 05.16.02.] Kyyiv: Fizyko-tekhnolohichnyy instytut metaliv ta splaviv NAS of Ukraine [in Ukrainian].
Yamaguchi, J., Sawai, T., & Nakashima, T. (2013). Change and Development of Continuous Casting Technology. Japan: Мetallurgy.
Кількість переглядів: 1218 Кількість завантажень PDF: 622
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторські права та ліцензування
Ліцензійні умови: автори зберігають авторське право, а також надають право журналу публікувати оригінальні наукові статті, що містять результати експериментальних і теоретичних досліджень і не знаходяться на розгляді для опублікування в інших віданнях. Всі матеріали поширюється на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.
До рукопису статті додається підписана авторами відсканована копія «Угоди» про передачу авторами прав на публікацію рукопису і подальше розміщення статті в інтернеті (у форматі * .pdf або * .jpg).
Цією угодою автор засвідчує, що поданий матеріал:
- не порушує авторських прав інших осіб або організацій;
- не був опублікований раніше у інших видавництвах та не був поданий до публікації у інші видання.
Автор передає редколегії журналу "Історія науки і техніки" права на:
- публікацію статті українською (англійською та російською) мовою та розповсюдження її друкованої версії.
- переклад статті англійською мовою (для статей українською та російською мовою) та розповсюдження друкованої версії перекладу.
- розповсюдження електронної версії статті, а також електронної версії англомовного перекладу статті (для статей українською та російською мовою), через будь-які електронні засоби (розміщення на офіційному web-сайті журналу, в електронних базах даних, репозитаріях тощо).
Автор зберігає за собою право без узгодження з редколегією та засновниками:
- Використовувати матеріали статті повністю або частково з освітньою метою.
- Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
- Використовувати матеріали статті для підготовки тез, доповідей конференцій, а також усних презентацій.
- Розміщувати електронні копії статті (у тому числі кінцеву електронну версію, завантажену з офіційного web-сайту журналу) на:
- персональних web-ресурсах усіх авторів (web-сайти, web-сторінки, блоги тощо);
- web-ресурсах установ, де працюють автори (включно з електронними інституційними репозитаріями);
- некомерційних web-ресурсах відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
В усіх випадках наявність бібліографічного посилання на статтю або гіперпосилання на її електронну копію на офіційному сайті журналу є обов’язковим.
