При низкой оригинальности работы "Дослідження процесу локальної деформації безперервновилитої заготовки і розробка технологічних основ його реалізації", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Цей процес забезпечує економію металу, зниження енерговитрат при переробці заготовок з одного нагрівання, скорочення виробничого циклу в проміжку ”рідка сталь - готовий прокат”, зниження собівартості, стабілізацію механічних властивостей і якості кінцевої продукції. Крім того, при різанні безперервновилитих заготовок на мірні довжини, розкриваються центральні шари заготовки, що мають підвищену осьову пористість, у результаті чого відбувається окислювання центральної зони заготовок (осьової пористості) на значну довжину. У звязку з цим розробка і дослідження ресурсо-та енергозберігаючого технологічного процесу, який забезпечує зниження кінцевої обрізі при прокатці безперервновилитих заготовок, ущільненню центральних шарів у місці різання на мірні довжини, а також дозволяє одержувати заготовки з підвищеною теплоємністю при здійсненні процесу на стадії часткової кристалізації заготовки, чому і присвячена ця робота - є актуальною задачею і представляє науковий і практичний інтерес. Здобувач брав участь у виконанні науково - дослідницьких робіт: ”Дослідження границь області існування і ефективності технології, формування кінців суміжних заготовок (блюмів) на безперервновилитій штабі з цілком чи частково закристалізованою зоною,” №. державної реєстрації UA01014139Р, і ”Дослідження та розробка основ технології підготовки кінцевих ділянок безперервновилитих заготовок, що забезпечує збільшення виходу придатного при їхньому розливанні на МБВЗ і наступній прокатці”, № державної реєстрації 01900020905; ”Розробка і дослідження технології локальної деформації безперервновилитої заготовки” № державної реєстрації 0194U022406. на основі методу кінцевих елементів розроблена математична модель процесу локальної деформації безперервновилитих сортових заготовок у потоці МБВЗ, що дозволяє досліджувати формозміну металу в процесі деформування;Встановлено, що для успішної розробки і реалізації процесу необхідно виконати комплекс досліджень по вивченню формозміни заготовки при локальній деформації її бойками складної геометричної форми, визначити область впровадження процесу, встановити його енергосилові параметри. У поверхневому шарі рис.1,а, в інтервалі деформацій ем=5?70 % спостерігається зона утрудненої деформації в центрі зони деформації (номер елемента 1-2). За границями зони деформації (номер елемента 5-8) - у зоні "жорстких кінців" деформація швидко загасає. При подальшому збільшенні ем>30% відбувається виникнення ділянки з підвищеною деформованістю в центрі зони деформації (номер елемента 1-2), максимальна деформація зміщується до зони мінімального перерізу (номер елемента 1). Разом з тим варто враховувати можливість порушення суцільності металу поверхневих шарів заготовки на границях зони деформації.Запропоновані й обґрунтовані різні технологічні схеми реалізації процесу локальної деформації в умовах діючих МБВЗ. Розроблено пропозиції по конструктивному виконанню пристроїв локальної деформації для використання в потоці МБВЗ, як діючих, так і тих, що вперше проектуються. Сьомий розділ присвячений визначенню ефективності використання процесу локальної деформації безперервновилитих заготовок у потоці МБВЗ. На прикладі найбільш сучасного металургійного виробництва, яке має у своєму складі МБВЗ і одержує методом безперервного розливання сортову заготовку різних перетинів, укрупнено розрахована економічна ефективність застосування процесу локальної деформації.Центральний шар заготовки в інтервалі ступеня деформації ем=5?30 % проробляється рівномірно по усій довжині зони деформації. Збільшення ступеня деформації ем > 30% приводить до виникнення ділянки зі зниженою деформованістю в центрі зони деформації, максимальна деформація зміщається до зони ”жорстких кінців”, де швидко згасає. Деформації зі ступенем 35 % супроводжуються зростанням величини подовжньої деформації в проміжному шарі, з локалізацією її в осьовій зоні. Зі збільшенням ступеня деформації 45 % відбувається локалізація подовжніх деформацій у зоні осі симетрії зони деформації, що є небезпечною ознакою, з погляду можливості порушення суцільності металу. Ґрунтуючись на вищевикладеному, зроблено висновок, що при локальній деформації безперервновилитої заготовки в потоці МБВЗ перевага надається здійснюванню процесу деформування з максимальним ступенем = 30-40 %.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. На підставі аналітичного огляду встановлено, що для поліпшення техніко-економічних показників процесу безперервного розливання сталі на МБВЗ перспективним є напрямок, який передбачає введення в процес безперервного розливання сталі різних прийомів обробки металів тиском. Обґрунтовано актуальність розроблюваного процесу.
2. З використанням методу кінцевих елементів розроблена математична модель нового процесу формозміни при локальній деформації сортової заготовки інструментом складної форми. Використовуючи розроблену математичну модель, виконані аналітичні дослідження формозміни в процесі локальної деформації.
Встановлено, що в поверхневому шарі, при ступені деформації ем = 25?70 %, утвориться зона утрудненої деформації. У проміжному шарі максимальна інтенсивність зсувних деформацій збігається з віссю симетрії зони деформації, і різко знижується поблизу зони ”жорстких кінців”. Центральний шар заготовки в інтервалі ступеня деформації ем=5?30 % проробляється рівномірно по усій довжині зони деформації. Збільшення ступеня деформації ем > 30% приводить до виникнення ділянки зі зниженою деформованістю в центрі зони деформації, максимальна деформація зміщається до зони ”жорстких кінців”, де швидко згасає.
3. Фізичне моделювання, виконане на свинцевій моделі, дозволило уточнити результати аналітичних досліджень. Визначено, що етапи здійснення локальної деформації характеризуються наступними параметрами.
Перший етап здійснення локальної деформації.
При ступені деформації 25 % розподіл подовжніх деформацій по висоті зразка має відносно рівномірний характер.
Деформації зі ступенем 35 % супроводжуються зростанням величини подовжньої деформації в проміжному шарі, з локалізацією її в осьовій зоні. За межами геометричної зони деформації спостерігається зона стискання.
Ступінь деформації 40 % приводить до зниження стискаючих деформацій у зоні ”жорстких кінців”. Це викликає зменшення довжини зони утрудненої деформації, подовжня деформація поверхневих шарів стає більш інтенсивною, при незначному її зростанні в центральних шарах.
Зі збільшенням ступеня деформації 45 % відбувається локалізація подовжніх деформацій у зоні осі симетрії зони деформації, що є небезпечною ознакою, з погляду можливості порушення суцільності металу.
Другий етап локальної деформації (після кантування зразка).
Уже при 35 % відбувається локалізація подовжньої деформації в зоні контакту інструмента і штаби.
Ступінь деформації > 35 % характеризується локалізацією деформації в середній по висоті частині штаби. Локалізація подовжньої деформації на обмеженій ділянці штаби може являтися причиною вичерпання ресурсу пластичності, а, отже, не виключає ймовірності руйнування.
При > 55 % відбувається утворення зони стискаючих деформацій у жорстких кінцях.
Ґрунтуючись на вищевикладеному, зроблено висновок, що при локальній деформації безперервновилитої заготовки в потоці МБВЗ перевага надається здійснюванню процесу деформування з максимальним ступенем = 30-40 %.
4. При дослідно-промисловій реалізації процесу деформуванню піддавали сталеві зразки на стадії часткової і повної кристалізації. Дослідження макроструктури дослідних заготовок, підданих локальному обтисненню на стадії часткової кристалізації, зі ступенем деформації в інтервалі =30-40 % забезпечує відсутність поверхневих і внутрішніх тріщин. При цьому в осьовій зоні заготовки відсутні усадочні пори. Заварювання пористості відбувається при ступені деформації 30 %. Встановлено, що локальне обтиснення запобігає утворенню осьової пористості і в тому випадку, коли в процесі деформування фронти кристалізації не зімкнулися - рідкий прошарок, що залишився, швидко кристалізується. Поверхневі тріщини утворяться, якщо до моменту обтиснення товщина цілком затверділого шару менша 10-15 мм. Експериментально визначено характер і величини зусиль у силових гілках установки в процесі локальної деформації. Розраховано питомі тиски на першому і другому етапах деформування. Встановлено, що на першому етапі деформування питомі тиски залишаються практично на одному рівні (в інтервалі деформацій =30-40 %), а на другому етапі вони закономірно зменшуються по мірі збільшення обтиснення. Середній рівень питомих тисків на другому етапі деформування в 2-5 разів вище, ніж на першому. Отримані результати використані при розробці і проектуванні промислового устаткування для локальної деформації безперервновилитої заготовки в потоці МБВЗ.
5. Результати виконаних досліджень, дозволили розробити перспективні технологічні схеми реалізації процесу в умовах діючих МБВЗ. Сформульовано технологічні основи розроблюваного процесу. Розроблено технологічну схему реалізації процесу. Дано рекомендації до конструктивного виконання установок локальної деформації безперервновилитої заготовки в потоці МБВЗ.
6. На прикладі сучасного металургійного виробництва приведений розрахунок ефективності використання процесу локальної деформації в потоці МБВЗ. Показано, що використання процесу локальної деформації сортових безперервновилитих заготовок дозволить заощаджувати енергоносії, що витрачаються на нагрівання заготовок перед прокаткою в 3,7 рази. Локальна деформація безперервновилитої заготовки забезпечить зменшення кінцевої обрізі при прокатці сортових заготовок на 11 кг/т.
При переробці безперервновилитих заготовок великого перерізу величину кінцевої обрізі можна знизити в три рази, одержувати заготовки з підвищеною тепломісткістю, що дає можливість заощаджувати енергоносії при виробництві прокату.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНІ В НАСТУПНИХ РОБОТАХ деформація безперервновилитий заготовка
1. Киселев А.П. Основные направления развития способов снижения обрези при переработке непрерывнолитых заготовок //Металлургическая и горнорудная промышленность. -1998.-№ 4.- С. 31-33.
2. Киселев А.П., Лохматов А.П., Жучков С.М. Исследование качества непрерывнолитой заготовки в месте ее локальной деформации. //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1999.-№ 5.- С. 50-54.
3. Полещук В.М., Лохматов А.П., Киселев А.П. Распределение деформаций при пережиме сортовой заготовки цилиндрическими бойками. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научных трудов ИЧМ. Выпуск 3.- К.: Наукова думка, 1999. - С. 222- 227.
4. Жучков С.М., Киселев А.П. Локальная обработка давлением непрерывнолитых заготовок в потоке МНЛЗ. // Металлургическая и горнорудная промышленность. Труды V Международной научно-технической конференции, 2000. - № 8-9. - С.267-269.
5. Разность диагоналей непрерывнолитых заготовок квадратного и прямоугольного сечения, как средство диагностики их макроструктуры. /Жучков С.М., Лохматов А.П., Кулаков Л.В., Киселев А.П.. //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2000. - № 3 - С.34-37.
6. Киселев А.П., Жучков С.М. Исследование энергосиловых параметров процесса локальной деформации сортовых непрерывнолитых заготовок в потоке МНЛЗ. //Производство проката. - 2001. - №1.
7. Киселев А.П., Жучков С.М. Повышение эффективности производства и переработки непрерывнолитых сортовых заготовок//Сборник трудов Междунар. научно-технической конф. ”Теория и практика производства проката” Липецк: Липецкий государственный технический университет, - 2001. -С. 471-476.
