Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Исследование особенностей многоструйной разливки стали

Диссертация: Исследование особенностей многоструйной разливки стали
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В результате проведенных исследований в мартеновских цехах КМК и Иркутского завода «ИЗТМ» показано, что при разливке через промустройство с литниковой системой расход металла на головную обрезь снижается на 20 ч-30%. Качество готовой металлопродукции в значительной степени определяется технологией и способом разливки стали. Большое значение имеет улучшение технологии разливки металла в изложницы… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. Обзор литературы
    • 1. 1. Условия разливки и качество стального слитка
    • 1. 2. Жидкотекучесть и механизм остановки потока металлов и сплавов
    • 1. 3. Тепловые условия течения металла по литниковым каналам
  • ГЛАВА 2. Методика проведения экспериментов
  • ГЛАВА 3. Результаты исследований и их обсуждение
    • 3. 1. Определение глубины проникновения струи металла в слиток при разливке из стопорного койпа и через промустройство с литниковой системой
    • 3. 2. Определение гидравлических параметров спиральной пробы на жидкотекучесть
    • 3. 3. Определение теплофизических параметров, а и е0 по показаниям спиральной пробы на жидкотекучесть
    • 3. 4. Расчет величины охлаждения стали в промустройстве
    • 3. 5. Определение коэффициента теплоотдачи от струи металла на воздухе
  • ГЛАВА 4. Разработка и опробование промышленного способа разливки спокойной стали через промустройство с литниковой системой
    • 4. 1. Расчет условий заливки, обеспечивающих охлаждение углеродистой стали до температуры нулевой жидкотекучести при заполнении нижней части слитка
    • 4. 2. Промышленные испытания
  • ВЫВОДЫ

Исследование особенностей многоструйной разливки стали (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Качество готовой металлопродукции в значительной степени определяется технологией и способом разливки стали. Большое значение имеет улучшение технологии разливки металла в изложницы и повышение качества слитка.

Известные русские ученые Д. К. Чернов, А. С. Лавров, Н. В. Калакуцкий, Н. Т. Гудцов, А. А. Бочвар, В. А. Ефимов, Б. Б. Гуляев, Ю. А. Нехендзи [1−11] внесли большой вклад в изучение процессов затвердевания и причин образования дефектов поверхности и макроструктуры слитка.

Существующие способы улучшения качества слитка в процессе разливки стали идут в основном по следующим направлениям:

1. Подбор оптимальной конструкции изложницы, утеплителя и материала утепляющих засыпок;

2. Применение экзотермических шлакообразующих смесей, обеспечивающих наполнение изложницы под слоем шлака;

3. Охлаждение струи металла в жидких средах;

4. Модифицирование стали порошкообразными материалами в процессе разливки;

5. Применение промежуточных разливочных устройств.

Известно, что одной из главных причин неудовлетворительного качества поверхности и макроструктуры слитка является высокая кинетическая энергия вытекающей из ковша струи металла, которая, ударяясь в первоначальный момент о дно изложницы, вызывает брызги на ее стенки, что приводит к образованию плен на поверхности слитка. Образующиеся в процессе разливки циркуляционные потоки размывают корочку закристаллизовавшегося металла, особенно в нижней части слитка, что, наряду с другими факторами, способствует образованию продольных и поперечных трещин на поверхности слитка. Кроме того циркуляционные потоки жидкого металла, движущиеся снизу вверх у фронта кристаллизации и сверху вниз по центру слитка и достигающие величины порядка 1,5+2 м/с, затрудняют всплывание неметаллических включений, способствуют вовлечению вглубь слитка утепляющих засыпок, что приводит к ухудшению макроструктуры слитка. Для устранения вредного последствия высокой кинетической энергии струи металла на многих заводах, особенно при производстве кузнечных слитков, используют промежуточные разливочные устройства.

Применение в качестве промежуточного разливочного устройства металлической нефутерованной воронки с многоканальной литниковой системой позволяет значительно улучшить качество поверхности и макроструктуры слитка, а также снизить расход металла на головную обрезь. Так, например, при разливке рельсовой стали через металлические воронки в сквозные расширенные книзу изложницы без утеплителя получено значительное улучшение макроструктуры головных и донных частей слитков, а также снижение головной об-рези до 8−10% против 14−16% по существующей технологии [12]. Это свидетельствует о том, что при охлаждении разливаемого металла в воронке прому4 стройства и в струях на воздухе создаются условия, оказывающие существенное воздействие на дальнейший характер кристаллизации стального слитка.

В связи с вышеизложенным в данной работе ставится задача: разработать методику расчета параметров промустройства с учетом охлаждения металла в струях, обеспечивающих поступление стали в изложницу с заданным количеством твердой фазы, не превышающем нулевую жидкотекучесть. 5.

выводы.

1. Одним из эффективных способов устранения влияния вредных последствий высокой кинетической энергии струи металла на качество слитка является применение промежуточных устройств с литниковой системой, устанавливаемых на изложницу. Это позволяет примерно в 10 раз уменьшить глубину проникновения струи и значительно уменьшить циркуляционные потоки в процессе наполнения изложницы.

2. Показана возможность использования спиральной пробы на жидкотеку-честь для измерения теплофизических величин и расчета параметров литниковых систем.

3. Определена зависимость количества твердой фазы, останавливающего поток стали при течении по литниковым каналам, от содержания углерода в стали.

4. Разработаны методики определения коэффициента теплоотдачи от металла к поверхности литниковых каналов и от струи металла на воздухе.

5. Разработан метод расчета величины объемной усадки металла в слитке с учетом охлаждения в промустройстве и в струях на воздухе.

6. Разработан метод расчета температуры металла на выходе из промуст-ройства, а также величины охлаждения металла в струях на воздухе.

7. Разработана методика расчета на ЭВМ параметров промустройства и температурного градиента по высоте слитка к моменту окончания заполнения изложницы. Найденный температурный градиент по высоте слитка может использоваться в качестве исходных данных для расчета затвердевания слитка.

8. В результате проведенных исследований в мартеновских цехах КМК и Иркутского завода «ИЗТМ» показано, что при разливке через промустройство с литниковой системой расход металла на головную обрезь снижается на 20 ч-30%.

9. Внедрение результатов работы в литейном цехе ИЗТМ при производстве кузнечных слитков позволило получить экономию около 45 тыс. рублей в год в ценах 1990 г. за счет увеличения выхода годного на 4%.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Д.К. Исследования, относящиеся до структуры литых стальных болванок. Сообщение в Русском техническом обществе 2 декабря 1878 г.
  2. A.C. «Артиллерийский журнал», 1866, № 10, 11.
  3. Н.В. «Артиллерийский журнал», 1867, № 5, 7, 9, 10.
  4. Н.Т. Физическая металлургия стали, ЛПИ, 1940.
  5. A.A. Металловедение, металлургиздат, 1975.
  6. В.А. Стальной слиток. М. Металлургиздат, 1961.
  7. В.А. В сб. «Разливка стали и формирование слитка». Труды I конференции по слитку. «Металлургия», 1966.
  8. Процессы разливки стали и качество слитка. Сборник научных трудов. АН.УССР. инст. проблем литья. Под редакцией В. А. Ефимова. Киев. 1989.
  9. .Б. Затвердевание и неоднородность стали. Металлургиздат, М-Л. 1950.
  10. .Б. Теория литейных процессов. Л. Машиностроение. 1976.
  11. Ю.А. Стальное литье. Металлургиздат, М., 1949.
  12. В .Я. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. г. Новокузнецк, 1973.
  13. Проблемы стального слитка. Сборник научных трудов. АН.УССР. Институт проблем литья. Под редакцией В. А. Ефимова. Киев. 1988.
  14. Разливка стали в изложницы и качество слитка. Тематический сборник научных трудов. Институт черной металлургии: М., Металлургия, 1989.
  15. A.M. Конвекция и кристаллизация металлического расплава в слитках и отливках. М., Металлургия, 1993.
  16. М.В. Плавка металлов. Кристаллизация сплавов. Затвердевание отливок. Учебное пособие для ВУЗов., М., МИСиС, 1997.
  17. Шмрга Любомир. Затвердевание и кристаллизация стальных слитков (пер. с чешского) М., Металлургия, 1985.
  18. Е.М. Затвердевание стальных слитков. М., Металлургия, 1982.
  19. Ю.А., Самойлович Ю. А. Теплофизические основы затвердевания отливок и слитков. Минск, Вышэйш. шк. 1989.
  20. А.Г., Штремт М. С., Копцова Н. В. Строение стальных слитков и непрерывно литых заготовок. Учебное пособие, Магнитогорск, 1993.
  21. Р.П., Пешев П. Ц. Дефекты в отливках из черных сплавов. М., Машиностроение, 1984.
  22. Я.Б. Стальные отливки. Перевод с болгарского. М., Машиностроение, 1977.
  23. И.К., Бровман М. Я. Производство крупных стальных слитков., -М., Металлургия, 1980.
  24. Вопросы теории и практики разливки стали в изложницы. Тематический сборник научных трудов. Институт черной металлургии, М., Металлургия, 1988.113
  25. Повышение качества стальных слитков. Сборник научных трудов. АН.УССР. Институт проблем литья. Под редакцией В. А. Ефимова. Киев, 1988.
  26. В.И., Ефимов В. А., Синица В. Н. и др. В сб. «Физико-химические и теплофизические процессы кристаллизации стальных слитков». Труды II конференции по слитку. Металлургия, 1967.
  27. Е.А., Мосюра Л. И., Липка Н. П. Механизм формирования донной части крупных стальных слитков. Изв. ВУЗов 4M, 1981. № 1.
  28. В.А. Влияние внешних воздействий на жидкий и кристаллизующийся металл. «Сталь». 1988. № 4.
  29. A.M. Суспензионная разливка стали. Изд-во «Металлургия», 1969.
  30. Nakagowa T., Takebayashi Y. Solidification simulation of light alloy casting. Keikinzoku, 1986. № 7.
  31. Н.И., Параманчик И. Б., Сорокин A.A., Яковлев Ю. Н. В сб. «Физико-химические и теплофизические процессы кристаллизации стальных слитков». Труды II конференции по слитку. Изд-во «Металлургия», 1967.
  32. И.Б. Вопросы теории литейных процессов. Машиностроение, 1976.
  33. Я.Н., Титова Т. М. Конус осаждения в слитке спокойной стали. «Сталь». 1989. № 11.
  34. Н.И., Климов В. Я., Сысоев В. Ф., Агрызков Л. Е., Антонов В. П., Швидков Н. И. Влияние струи металла из ковша на коэффициент расхода литниковой системы. Изв. ВУЗов. 4M. 1975, № 6.
  35. .В. Введение в литейную гидравлику. М., Машиностроение, 1966.
  36. М. Процессы затвердевания. М., «Мир», 1977.
  37. И.Б. Литейные свойства сплавов. «Литейное производство», 1980, № 2.
  38. P.P. Гидравлика. Л., Энергоиздат, 1982.
  39. Lips Е.М. und Nipper H.A. Untersuchungen uber den Einfluss der Kristallausscheidung auf die Fliesseigenschaften von Schmelzen. «Giesserei», 1938, № 15.
  40. Poitevin A. et Bastien P. Facteurs principaux de la coulabilite des metaux purs. «Comptes Rendus des seances de 1 Academie des Sciences», 1932, t, 194, № 7.
  41. Т.И. Исследование скорости течения металла по каналам литейной формы. Сб. «Гидродинамика расплавленных металлов». Изд-во АН. СССР, 1958.
  42. Т.И. Осциллографический метод измерения скорости движения металла в литейной форме. «Литейное проивздетво», 1954, № 7.
  43. Н.И. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Новокузнецк. 1966.
  44. Л.П. Тр. Ленинградского политехнического института, № 180, М., Металлургиздат, 1955.
  45. Г. Ф., Лебедев К. П. Сб. «Исследование литейных процессов и сплавов». Тр. Л.П.И. № 319. М., Металлургия, 1971.114
  46. Doherty R.D., Melfold D.A. J. Jron and Steel Just, 1967, № 9.
  47. Spear R.E., Gardner G.R. Modern Gastings, 1960, № 1.
  48. B.B., Василевский П. Ф. «Литейное производство», 1972, № 12.
  49. И.В. Механизм текучести литейных сплавов. «Литейное производство», 1998, № 9.
  50. Н.Ю., Матвеев Ю. Е., Борисов В. Т. Исследование течения междендритной жидкости в двухфазной зоне металлических сплавов. Изв. ВУЗов. 4M., 1981. № 7.
  51. A.M. Расчет объемной доли твердой фазы в жидко-твердой зоне слитка. Изв. ВУЗов, 4M., 1991. № 1.
  52. А.П., Самохвалов С. Е. и др. Моделирование кристаллизации слитка с учетом гидродинамики твердо-жидкой фазы. Изв. ВУЗов. 4M., 1995. № 3.
  53. С.С. Металловедение. Гостехиздат, Свердловск, 1961.
  54. Г. И. Механика сплавов при кристаллизации слитков и отливок. М., «Металлургия», 1977.
  55. A.A. Фазовые превращения в металлических сплавах. М., Метал-лургиздат, 1963.
  56. М.К., Черногоров П. В. Температуры перехода к нулевой жидкоте-кучести чугунов с различными углеродными эквивалентами. «Литейное производство», 1977, № 9.
  57. М.А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М., Изд-во «Энергия», 1977.
  58. Г. Ф. Основы теории формирования отливки. 4.1, М., «Машиностроение», 1976.
  59. В.В. Методы подобия и размерностей в литейной гидравлике. М., Машиностроение, 1990.
  60. И.Т., Толубинский В. И. и др. Теплотехника, «Вища школа», Киев, 1976.
  61. А.И. Тепловые основы теории литья. М., Машгиз, 1953.
  62. М.Н. Тепловые условия течения металла в каналах литейной формы. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. МАТИ, М., 1956.
  63. И.С. Длительность заливки металла в песчаные формы. 24 международный конгресс литейщиков, Машгиз, 1960.
  64. А.Р. Литейные свойства, определяющие способность сплава к заполнению формы. «Литейное производство», 1970, № 7.
  65. А.Р. Возможность сопоставления проб на жидкотекучесть. «Литейное производство», 1971, № 10.
  66. Н.И., Храпов А. Я., Климов В. Я. В кн. Материалы предстоящей юбилейной конференции по литейному производству. Новокузнецк, СМИ. 1970.
  67. Г. М. Литниковые системы. М. Машгиз, 1962.
  68. Diepschlag Е., J.Gzikel. Die giess und anschnittechnik in den Giesserein, Verl. V.K. Knapp, Halle, 1949.
  69. .Б. Литейные процессы. Машгиз, М-Л, 1960.
  70. A.C., Вашуков И. А., Колотов Я. Л., Станкус С. В. Закономерности изменения объема и плотности серых чугунов при первичной кристаллизации. Новосибирск, 1980. АН.СССР. Сибирское отделение. Институт теплофизики.
  71. А.И. Теория затвердевания отливки. М., Машиностроение. 1960.
  72. А.И. Техническая термодинамика и основы теплопередачи. М., Ме-таллургиздат. 1956.
  73. С.Ф., Радун Д. В. Теплотехнические измерения и приборы. М., Высшая школа. 1972.
  74. Г. Б., Попова Д. И. Некоторые термометрические свойства вольфрам-рениевых термоэлектрических материалов. М., «Измерительная техника», 1963. № 11.
  75. Н.И., Климов В. Я., Сысоев В. Ф., Агрызков Л. Е., Антонов В. П., Швидков Н. И. Определение коэффициента теплопередачи по показаниям спиральной пробы на жидкотекучесть. Изв. ВУЗов. 4M., 1975. № 8.
  76. В.Н., Ефимов В. А., Гребенюк В. П. и др. В сб. «Физико-химические и теплофизические процессы кристаллизации стальных слитков». Труды II конференции по слитку. Изд-во «Металлургия», 1987.
  77. A.C. Плотность расплава и усадка при кристаллизации литейных чугунов и сталей. «Литейное производство». 1982. № 3.
  78. Н.И., Храпов, А .Я. Изв. ВУЗов. 4M. 1965. № 8.
  79. Diepschlag Е., Gzikel J. Die Giess und Anschnittechnik Kere., V.K. Knapp, Halle (Saale), 1964.
  80. B.M. Теория литейных процессов. Учебное пособие, Изд-во Л.П.И., Л., 1983.
  81. Н.И., Климов В. Я., Сысоев В. Ф., Агрызков Л. Е., Антонов В. П., Швидков Н. И. Определение величины охлаждения металла в струях при разливке стальных отливок и слитков через воронки с литниковой системой. Изв. ВУЗов. 4M., 1975. № 4.
  82. М.И., Строганов А. И., Смирнов Ю. Д., Охримович Б. П. Качество слитка спокойной стали. Изд-во «Металлургия», 1973.
  83. Н.И., Климов В. Я., Сысоев В. Ф., Агрызков Л. Е., Антонов В. П., Швидков Н. И. Влияние струи металла из ковша на коэффициент расхода литниковой системы. Изв. ВУЗов. Ч.М., 1975, № 6.
  84. Н.И., Крестьянов В. И., Климов В. Я., Антонов В. П. О нулевой жидко-текучести металлов и сплавов. Изв. ВУЗов. Ч.М., 1999, № 12.116
Заполнить форму текущей работой

На отлично!