blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-3-197-202blackmet-639Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИMATERIAL SCIENCE AND NANOTECHNOLOGIESИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ В КОНЦЕВЫХ СЛЯБАХ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ СТАЛИRESEARCH OF DEFORMATIONS IN FINAL SLABS AT CONTINUOUS CASTING OF STEELЛозаА. В.LozaA. V.

ассистент, старший преподаватель кафедры «Теоретическая и прикладная механика»

Senior Lecturer of the Chair "Theoretical and Applied Mechanics"

ЧигаревВ. В.ChigarevV. V.

д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Металлургия и технология сварочного производства»

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair "Metallurgy and Welding Technology"

chigarew07@rambler.ruРассохинД. А.RassokhinD. A.

аспирант кафедры «Механическое оборудование заводов черной металлургии»

Postgraduate of the Chair “Mechanical equipment of ferrous metallurgy plants”

ШишкинВ. В.ShishkinV. V.

к.т.н., доцент кафедры «Теоретическая и прикладная механика»

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair "Theoretical and Applied Mechanics"

Приазовский государственный технический университет 87500, Украина, Мариуполь, ул. Университетская, д. 7РоссияAzov State Technical University 7, Universitetskaya str., Mariupol, 87500, UkraineRussian Federation201510062015583197202Copyright © Лоза А.В., Чигарев В.В., Рассохин Д.А., Шишкин В.В., 20152015Лоза А.В., Чигарев В.В., Рассохин Д.А., Шишкин В.В.Loza A.V., Chigarev V.V., Rassokhin D.A., Shishkin V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/639

При разливке стали на МНЛЗ качество всех заготовок является практически одинаковым за счет создания стабильных условий непрерывного литья. Последние (концевые) слябы имеют дефект в виде отклонения размеров поперечного сечения от заданных значений. Это приводит к дополнительным потерям металла на последующих металлургических переделах и уменьшает стоимость товарной продукции. В известных исследованиях и публикациях рассматривается технология непрерывного литья в установившиеся периоды. Переходные периоды изучены мало, так как в данном случае отсутствуют простые и надежные методы исследования теплообмена слитка с окружающей средой. В работе рассматриваются причины возникновения разноширинности в концевых непрерывнолитых стальных слябах. Выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния слитка после порезки его на мерные длины. Расчеты проводились для заготовок из углеродистых марок стали. Установлено, что несимметричное по длине заготовки тепловое поле может вызывать в ней напряжения, превышающие напряжения текучести в диапазоне температур 800 – 900 °С. Это обуславливает возможность появления остаточных деформаций и отклонения ширины заготовки от номинального значения. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показывает, что отклонение размеров поперечного сечения слябов происходит по следующим основным причинам: режим охлаждения хвостовой части слитка не является оптимальным; существует значительный перепад температур по длине концевой заготовки. Для уменьшения разноширинности непрерывнолитых стальных слябов, отлитых в период окончания разливки, необходимо усовершенствование технологии их охлаждения.

At casting of steel on CCM quality of all ingots is almost identicalby creating stable conditions of continuous casting. The fi nalslabs have a defect in the form of the cross-sectional dimensions - the deviation from the desired values. This leads to additional losses of metal in subsequent metallurgical redistribution and reduces the cost of commodity products. The prior studies and publications consider continuous casting technology in the established periods. Transition periods have been poorly studied because there are no simple and reliable methods of investigation of heat exchange of the ingot with the environment during these periods. This article discusses the causes of different widths of the fi nal continuously casted steel slabs. The numerical modeling of the stress-strain state of the ingot after cutting to length it was made. Calculations were performed for ingots made of carbon steel grades. It was established that the asymmetric in length billet thermal fi eld may cause it stress exceeding the yield stress in the temperature range 800 – 900 °C. This leads to the possibility of residual strain and defl ection width of the ingot from the nominal value. Comparison of calculated and experimental data showed that the deviation of the cross-sectional dimensions of slabs occurs for the following reasons:1. Cooling mode of the tail section of the ingot was not optimal.2. There was a signifi cant temperature gradient along the length ofthe end of the ingot.To reduce the different widths of continuously casted steel slabs during the end of the casting it is necessary to improve their cooling technology.

непрерывная разливкаслябывысокие температурынапряжениядеформациигеометрические размеры поперечного сечениятехнология непрерывного литьямоделированиеcontinuous castingslabshigh temperaturesstressesdeformationsgeometrical dimensions of the cross sectionprocess of continuous castingcomputer simulationReferencesSladkoshteev V.T., Akhtyrskii V.I., Potanin R.V. Kachestvo stali pri nepreryvnoi razlivke [The quality of steel at continuous casting]. Moscow: Metallurgiya, 1964, p. 68. (In Russ.).Sladkoshteev V.T., Akhtyrskii V.I., Potanin R.V. Kachestvo stali pri nepreryvnoi razlivke [The quality of steel at continuous casting]. Moscow: Metallurgiya, 1964, p. 68. (In Russ.).Rutes V.S., Askol’dov V.I., Evteev D.P. Genkin V.Ya., Chigrinov M.G., Manokhin A.I. Teoriya nepreryvnoi razlivki [Theory of continuous casting]. Moscow: Metallurgiya. 1971. 296 p. (In Russ.).Rutes V.S., Askol’dov V.I., Evteev D.P. Genkin V.Ya., Chigrinov M.G., Manokhin A.I. Teoriya nepreryvnoi razlivki [Theory of continuous casting]. Moscow: Metallurgiya. 1971. 296 p. (In Russ.).Zvyagin V.V., Tselikov A.A., Shustorovich V.M. Sozdanie i issledovanie staleplavil’nykh agregatov i mashin nepreryvnogo lit’ya vysokoi proizvoditel’nosti [Creation and research of units and continuous casting machines of high performance]. Moscow: VNIIMetmash, 1982, pp. 47–58. (In Russ.).Zvyagin V.V., Tselikov A.A., Shustorovich V.M. Sozdanie i issledovanie staleplavil’nykh agregatov i mashin nepreryvnogo lit’ya vysokoi proizvoditel’nosti [Creation and research of units and continuous casting machines of high performance]. Moscow: VNIIMetmash, 1982, pp. 47–58. (In Russ.).Zaitsev A.I., Leites A.V., Liberman A.L Physico-chemical basis of the new control method of heat transfer between ingot and mold. Stal’. 2003, no. 3, pp. 70–74. (In Russ.).Zaitsev A.I., Leites A.V., Liberman A.L Physico-chemical basis of the new control method of heat transfer between ingot and mold. Stal’. 2003, no. 3, pp. 70–74. (In Russ.).Belyi V.A. Improving the cross section of continuous-cast billet. Steel in Translation. 2008, vol. 38, no. 9, pp. 752–755.Belyi V.A. Improving the cross section of continuous-cast billet. Steel in Translation. 2008, vol. 38, no. 9, pp. 752–755.Smirnov A.A., Parshin V.M., Parfenov E.P. Optimization of secon da ry cooling of continuously cast slabs. Stal’. 1995, no. 12, pp. 30–32. (In Russ.).Smirnov A.A., Parshin V.M., Parfenov E.P. Optimization of secon da ry cooling of continuously cast slabs. Stal’. 1995, no. 12, pp. 30–32. (In Russ.).Parfenov E.P., Kobelev V.A., Gel’fenbein E.V. Issledovanie teploobmena pri vzaimodeistvii vodovozdushnogo fakela forsunki s nepreryvno otlivaemym slitkom v zone vtorichnogo okhlazhdeniya [Investigation of heat transfer in the interaction of the water-air torch nozzle with continuously casted ingot in the secondary cooling zone]. In: Sovershenstvovanie konstruktsii, issledovanie i raschet mashin nepreryvnogo lit’ya zagotovok [Improving the design, research and calculation of CCM]. Moscow: VNIIMetmash, 1987, pp. 68–77. (In Russ.).Parfenov E.P., Kobelev V.A., Gel’fenbein E.V. Issledovanie teploobmena pri vzaimodeistvii vodovozdushnogo fakela forsunki s nepreryvno otlivaemym slitkom v zone vtorichnogo okhlazhdeniya [Investigation of heat transfer in the interaction of the water-air torch nozzle with continuously casted ingot in the secondary cooling zone]. In: Sovershenstvovanie konstruktsii, issledovanie i raschet mashin nepreryvnogo lit’ya zagotovok [Improving the design, research and calculation of CCM]. Moscow: VNIIMetmash, 1987, pp. 68–77. (In Russ.).Niskovskikh V.M., Karlinskii S.E., Berenov A.D. Mashiny nepreryvnogo lit’ya slyabovykh zagotovok [Slab continuous casting machines]. Moscow: Metallurgiya. 1991, 271 p. (In Russ.).Niskovskikh V.M., Karlinskii S.E., Berenov A.D. Mashiny nepreryvnogo lit’ya slyabovykh zagotovok [Slab continuous casting machines]. Moscow: Metallurgiya. 1991, 271 p. (In Russ.).Sorokin V.G., Volosnikova A.V., Vyatkin S.A. etc. Marochnik stalei i splavov [Grade list of steels and alloys]. Moscow: Mashinostroenie. 1989, 639 p. (In Russ.).Sorokin V.G., Volosnikova A.V., Vyatkin S.A. etc. Marochnik stalei i splavov [Grade list of steels and alloys]. Moscow: Mashinostroenie. 1989, 639 p. (In Russ.).Materialy v mashinostroenii: vybor i primenenie: spravochnik v 5 t. T. 2. Konstruktsionnaya stal’ [Materials in mechanical engineering, vols. 1–5. Vol. 2: Constructional steel]. Kudryavtsev I.V. ed. Moscow: Mashinostroenie, 1967. 496 p. (In Russ.).Materialy v mashinostroenii: vybor i primenenie: spravochnik v 5 t. T. 2. Konstruktsionnaya stal’ [Materials in mechanical engineering, vols. 1–5. Vol. 2: Constructional steel]. Kudryavtsev I.V. ed. Moscow: Mashinostroenie, 1967. 496 p. (In Russ.).Shishkin V.V., Loza A.V. Sposob korrektirovki shiriny nepreryvnolitykh slyabov [Method of adjusting the width of continuously casted slabs]. Patent no. 92044 Ukraine. Byulleten’ izobretenii. 2014, no. 14. (In Russ.).Shishkin V.V., Loza A.V. Sposob korrektirovki shiriny nepreryvnolitykh slyabov [Method of adjusting the width of continuously casted slabs]. Patent no. 92044 Ukraine. Byulleten’ izobretenii. 2014, no. 14. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.