Розробка, дослідження і моделювання процесу газодинамиічного витиснення розплаву із ливниково-живлючої системи у виливок - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИНауковий керівник - доктор технічних наук, професор Хричиков Валерій Євгенович, Національна металургійна академія України, професор кафедри ливарного виробництва. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Бубликов Валентин Борисович, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, завідувач відділом високоміцних і спеціальних чавунів; кандидат технічних наук, доцент Сиропоршнєв Леонід Миколайович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, доцент кафедри “Ливарне виробництво чорних та кольорових металів”. Захист відбудеться "26 "червня 2000 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.002.12 при Національному технічному університеті України "КПІ" за адресою: 03056, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України "КПІ" за адресою: 03056, м.Мета роботи - одержання науково обгрунтованих результатів, що забезпечують розробку нової технології газодинамічного витиснення рідкого металу з ливниково-живлючої системи у виливки і рішення актуальної задачі ливарного виробництва - зменшення непродуктивних витрат металу. Для досягнення поставленої цілі необхідно вирішити такі задачі: визначити технологічні можливості здійснення процесу газодинамічного витиснення розплаву з сифонної ЛЖС; встановити основні засоби підвищення тиску в ЛЖС та визначити склад речовин, при нагріванні яких виділяється достатній обсяг газу для ефективного впливу на розплав; розробити конструкції устроїв, що забезпечують герметизацію ЛЖС від навколишнього середовища, введення газу і наступне витиснення розплаву у виливок; встановити термочасові режими реалізації нового процесу, що враховують різноманітні розміри сифонної ЛЖС, теплофізичні властивості матеріалу форми та сплаву, а також тривалість заливання. Розроблено фізичну і математичну моделі процесу затвердіння металу в системі стояк - устрій для введення газу, що описують стан елементів зазначеної системи до заливання розплаву в ливарну форму, під час заповнення форми металом та після введення металевого холодильника. Встановлено, що розрахункова тривалість герметизації системи стояк-устрій для введення газу відповідає результатам експериментальних досліджень, а процес затвердіння розплаву у внутрішній частині труби-холодильника не порушить процес введення газу в стояк. Встановлено, що конструкція устрою з регульованою подачею газу крім надійності формування затверділого прошарку в сифонній ЛЖС забезпечує усунення його можливих розривів по розніманню центрових вогнетривких трубок за рахунок повернення рідкого металу в стояк.Виконані дослідження дозволили одержати науковообгрунтовані результати, що забезпечили розробку нової технології регульованого газодинамічного витиснення рідкого металу із сифонної ливникової системи у виливки. Це відкриває перспективи не тільки рішення актуальної задачі ливарного виробництва - зменшення непродуктивних витрат металу, але і можливості наступного газодинамічного впливу через ЛЖС на рідкий метал, та метал що кристализується, з метою підвищення його якості. Розроблено фізичну та математичну моделі процесу затвердіння металу в системі стояк - устрій для введення газу, що описують стан елементів зазначеної системи до заливання розплаву в ливарну форму, під час заповнення форми металом та після введення металевого холодильника. Складений на основі отриманих розрахункових формул алгоритм дозволяє моделювати процес теплообміну в системі з різноманітними варіантами конфігурації та розмірів холодильника, діаметра стояка, тривалості заливання, теплофізичних властивостей форми і розплаву. Встановлено термочасові режими затвердіння металу в зазорі між центровою вогнетривкою трубкою та трубою-холодильником методом моделювання процесу герметизації ливникової системи в лабораторних та промислових умовах з використанням у якості холодильника сталевої труби з зовнішнім діаметром 76 мм і товщиною стінки ~5 мм у стояку діаметром 100 мм.