д.т.н., профессор кафедры инжиниринга и профессионального обучения в машиностроении и металлургии
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Engineering and Vocational Training in Machinery and Metallurgy
старший преподаватель кафедры инжиниринга и профессионального обучения в машиностроении и металлургии
Senior Lecturer of the Chair of Engineering and Vocational Training in Machinery and Metallurgy
начальник лаборатории неразрушающего контроля
Head of Nondestructive Testing Laboratory
Показана высокая техническая и экономическая эффективность применения биметаллов в химическом, нефтяном, транспортном и энергетическом машиностороении и других отраслях промышленности. Обоснована актуальность создания высокопроизводительных непрерывных процессов производства биметаллических полос. Изложены основные технологические задачи для развития процессов получения биметаллов широкого класса. Описана ресурсосберегающая технология производства трехслойных биметаллов легированная сталь – конструкционная сталь – легированная сталь на установке совмещенного процесса непрерывного литья и деформации. Показаны возможности предлагаемой технологии с позиции улучшения качества биметаллических полос. Приведены исходные данные для определения изменения температуры во времени основной стальной полосы при ее прохождении через расплав металла легированной стали. Даны уравнения нестационарной теплопроводности, начальные и граничные условия для определения температурных полей основной полосы и плакирующего слоя при получении трехслойной биметаллической полосы на установке совмещенного процесса непрерывного литья и деформации. Приведены значения плотности, теплопроводности и теплоемкости для стали Ст3 в заданном интервале температур. Описана процедура расчета температур в пакете ANSYS путем решения нестационарной задачи теплопроводности в плоской постановке методом конечных элементов. Приведены описание геометрической модели для расчета температур полосы и расплава металла плакирующего слоя, принятые для расчета значения коэффициента теплопередачи между основной полосой и расплавом металла плакирующих слоев биметаллической полосы. Указаны характерные точки в модели для расчета температур основной полосы и расплава плакирующего слоя, приведены зависимости изменения по времени температур основной полосы и расплава плакирующего слоя при получении трехслойной биметаллической полосы на установке совмещенного процесса непрерывного литья и деформации. Приведены расчетные данные изменения во времени температуры основной полосы и расплава металла плакирующего слоя в характерных точках при различных значениях коэффициента контактной теплопередачи при получении трехслойного биметалла.
High technical and economic efficiency of the use of bimetals in chemical, oil, transport and energy engineering and other industries is described. The urgency of creating high-performance continuous processes for the production of bimetallic strips is substantiated. The authors have established the main technological tasks for development of the processes of obtaining bimetal of wide class. The paper describes resource-saving production technology of three-layer bimetals alloyed steel – constructional steel – alloyed steel at the unit of combined process of continuous casting and deformation. Possibilities of the proposed technology are outlined from the standpoint of improving the quality of bimetallic strips. The initial data are given to determine the temperature change over time of the main steel strip as it passes through the molten metal of the alloyed steel. The equations are given for non-stationary heat conduction, initial and boundary conditions for determining the temperature fields of main strip and cladding layer when obtaining a three-layer bimetallic strip on the unit of a combined process of continuous casting and deformation. The values of density, thermal conductivity and heat capacity for steel St3 were determined in a given temperature range. A procedure is described for calculating temperatures in the ANSYS package by solving a non-stationary heat conduction problem in a flat formulation by the finite element method. The authors have described the geometric model for calculating the temperature of strip and molten metal of the cladding layer. Values of the coefficient of heat transfer between the main strip and molten metal of the cladding layers of bimetallic strip are given adopted for calculation. Characteristic points are indicated in the model for calculating the temperatures of main strip and molten metal of the cladding layer. The graphs show temporal changes in these temperatures at production of a three-layer bimetallic strip on the unit of combined process of continuous casting and deformation. Calculated data on the time variation of temperature of main strip and molten metal of the cladding layer at characteristic points are given for different values of the contact heat transfer coefficient.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.