д.т.н., профессор кафедры «Металлургия и металловедение им. С.П. Угаровой»
309516, Россия, Белгородская обл., Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Metallurgy and Metal Science named after S.P. Ugarova”
к.т.н., доцент кафедры «Металлургия и металловедение им. С.П. Угаровой»
309516, Россия, Белгородская обл., Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Metallurgy and Metal Science named after S.P. Ugarova”
аспирант
309516, Россия, Белгородская обл., Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42
Postgraduate
д.т.н., профессор, ведущий научный сотрудник
03680, Украина, Киев, бульвар Академика Вернадского, 34/1
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Leading Researcher
д.т.н. профессор кафедры автомобильной техники, информационных технологий и методики обучения техническим дисциплинам
454080, Россия, Челябинск, пр. Ленина, 69
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Automotive Technics, Information Technologies and Teaching Methods of Technical Sciences
Помимо электромагнитного перемешивания, разливки стали с низким перегревом, интенсивного теплоотбора в верхней части зоны вторичного охлаждения, технология Mechanical Soft Reduction (MSR) оказалась очень эффективным технологическим приемом, обеспечивающим уменьшение ликвации и осевой пористости в непрерывнолитой заготовке. Реализация технологии MSR при производстве непрерывнолитых сортовых заготовок имеет ряд особенностей, которые обусловлены их квадратной формой. В этом случае особенно перспективным является использование блоков сегментной конструкции, которые получили название pinch-rollsegment. Наличие в линии МНЛЗ блока MSR такой конструкции позволяет реализовать двухстадийную схему деформации. В работе предложена новая двухстадийная схема технологии MSR, которая позволяет реализовать на первой стадии комбинированное деформационное воздействие на основе сжатия в вертикальной плоскости и сдвигового относительного смещения граней, а на второй стадии – деформационное воздействие на основе сжатия в вертикальной плоскости. Такой подход дает возможность дополнительно исправлять деформации поперечного сечения профиля, а именно дефект «ромбовидность». Представлены результаты сопоставительного исследования с использованием методов физического моделирования по оценке вклада в общую эффективность технологии MSR сортовых непрерывнолитых заготовок дополнительного сдвигового относительного смещения граней в горизонтальной плоскости. Использование плоской модели в совокупности с предложенной формой деформирующих валков и сочетания моделирующих материалов позволили достичь хорошего подобия по геометрическому критерию, а также по критерию эквивалентности отношения напряжений, возникающих на границе фронта кристаллизации. Полученные экспериментальные данные дали возможность развить представления о механизмах дополнительных положительных эффектов от приложения сдвигового воздействия. В частности, деформация металла поверхностных и прилегающих к ним слоев заготовки в валках со специальным вышеописанным профилированием будет способствовать повышению их качества за счет возникновения сдвиговых деформаций, интенсифицирующих процесс схлопывания подкорковых пузырей, «залечивания» микротрещин и т.д. В свою очередь, искусственное создание крутящего момента в сечении заготовки будет способствовать возникновению сдвиговых деформаций в закристаллизовавшихся «мостах» осевой жидко-твердой области слитка, тем самым интенсифицируя процесс их разрушения и повышая качество макроструктуры заготовки.
Aside from electromagnetic stirring, casting with low superheat and intensive cooling of the strand in the upper range of secondary cooling zone, Mechanical Soft Reduction (MSR) has proved, above all, to be very effective in reducing segregation and axial porosity in continuously cast billet. Implementation of MSR technology in the production of continuously cast billets has a number of features that are due to their square shape. In this case, particularly promising is the use of blocks of segment design, so called pinch-roll segment. The presence in CCM line of MSR block of such design allows to implement a two-stage deformation scheme. The paper proposes a new two-stage scheme of MSR technology realizing the combined deformation on the basis of cobbing in vertical plane and shearing relative displacement of the faces at the first stage, and at the second stage – deformation on the basis of cobbing in vertical plane. This approach additionally helps to correct deformations of the profile cross section, namely the rhomboidity defect. We present the results of a comparative study using physical modeling methods to assess the contribution of additional shear relative displacement of faces in the horizontal plane to the overall efficiency of MSR technology of continuous casting. The use of a flat model in conjunction with the proposed form of deforming rolls and a combination of modeling materials allowed to achieve a good similarity in geometric criterion, as well as in the criterion of stress ratio equivalence arising at the interface of crystallization front. The obtained experimental data helps to develop ideas about the mechanisms of additional positive effect from the application of shear action. In particular, the deformation of metal surface and adjacent layers of the billet in the rolls with a special above-described profiling will improve their quality due to the occurrence of shear deformations intensifying the process of collapse of subcortical bubbles, “healing” of microcracks, etc. In turn, the artificial creation of torque effect in cross section of the billet will contribute to the occurrence of shear deformations in the crystallized “bridges” of axial liquid-solid region of the ingot, thereby intensifying the process of their destruction and improving the quality of the billet’s macrostructure.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.