blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-4-226-231blackmet-832Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СЛЕДОВ КАЧАНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИTHE RESEARCH OF FORMING OF OSCILLATION TRACKS ON THE SURFACE OF CONTINUOUS CAST BILLETСмирновА. Н.SmirnovA. N.

д.т.н., профессор, ведущий научный сотрудник

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Leading Researcher

stalevoz@i.uaКуберскийС. В.KuberskiiS. V.

к.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов

Cand. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Ferrous Metallurgy” 

skuberskiy@yandex.ruГоловчанскийА. В.GolovchanskiiA. V.

аспирант кафедры металлургии черных металлов

Postgraduate of the Chair “Ferrous Metallurgy”

golovchansky_ant@mail.ruМаксаевЕ. Н.MaksaevE. N.

мастер участка

evgenijj-maksaev@rambler.ruУхинВ. Е.UkhinV. E.

к.т.н., доцент кафедры металлургии стали

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Steel Metallurgy”

lemvladimir@i.uaФизико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины (03680, Украина, г. Киев-142, ГСП, бульвар Академика Вернадского, 34/1)РоссияPhysical and Technological Institute of Metals and Alloys of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, UkraineRussian FederationДонбасский государственный технический университет (94204, Украина, Луганская обл., г. Алчевск, пр. Ленина, 16)РоссияDonbass State Technical University, Alchevsk, UkraineRussian FederationПАО «Алчевский металлургический комбинат» (94202, Украина, Луганская обл., г. Алчевск, ул. Шмидта, 4)РоссияPJSC “Alchevsk Metallurgical Plant”, Alchevsk, UkraineRussian FederationДонецкий национальный технический университет (83001, Украина, Донецк, ул. Артема, 58)РоссияDonetsk National Technical University, Donetsk, UkraineRussian Federation201627042016594226231Copyright © Смирнов А.Н., Куберский С.В., Головчанский А.В., Максаев Е.Н., Ухин В.Е., 20162016Смирнов А.Н., Куберский С.В., Головчанский А.В., Максаев Е.Н., Ухин В.Е.Smirnov A.N., Kuberskii S.V., Golovchanskii A.V., Maksaev E.N., Ukhin V.E.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/832

Выполнено моделирование процесса формирования следов качания на поверхности непрерывнолитых заготовок на холодной модели при переливе жидкой фазы через твердую корочку. Показано, что формирующаяся вблизи стенки кристаллизатора твердая корочка состоит преимущественно из мелких равноосных кристаллов, что объясняется повышенной интенсивностью отвода тепла в этой зоне. Проанализированы процессы роста твердой корочки в районе мениска в период первичной кристаллизации заготовки. Показано, что среди процессов, сопряженных с формированием следов качания на поверхности непрерывнолитой заготовки, особого внимания заслуживают явления, происходящие в области мениска. Частичное затвердевание мениска, имеющего выпуклую поверхность, обеспечивает формирование твердой корочки в виде гребенка, который внедряется в жидкую ванну при переливе, обусловленном повышением уровня в кристаллизаторе в результате его движения вверх.

The article describes the fulfilled modeling of the formation processof oscillation tracks on the surface of continuous casting billets on a cool model when splitting the liquid phases through the hard crust. It has been shown that the forming hard crust near the walls of a crystallizer consists predominately of fine equiaxial crystals; that can be explained by the increased intensity of heat removal in this area. The growth processes of hard crust in the area of meniscus have been analyzed in the period of prime crystallization of billets. It has been shown that among the processes, connected with the formation of oscillation tracks on the surface of continuous casting billets, special attention deserves the phenomenon, occurring in the area of meniscus. The partial hardening of meniscus, which has a convex surface, provides the formation of hard crusts in the form of crista, which is introduced into a molten-pool at splitting, caused by the increase of the level in the crystallizer in the result of its movement upwards.

непрерывная разливкамоделированиекачаниеменискпереливследыпрочностьтрещиныкачествоcontinuous castingmodelingoscillationmeniscusoverflowtracksstrengthcrackqualityReferencesСмирнов А.Н., Куберский С.В., Штепан Е.В. Непрерывная разливка стали: Учебник. – Донецк: изд. ДонНТУ, 2011. – 482 с.Smirnov A.N., Kuberskii S.V., Shtepan E.V. Nepreryvnaya razlivka stali: Uchebnik [Continuous casting of steel: Textbook]. Donetsk: izd. DonNTU, 2011, 482 p. (In Russ.).Thomas B.G., Sengupta J., Ojeda C. Mechanism of Hook and Oscillation Mark Formation In Ultra-Low Carbon Steel / Second Baosteel Biennial Conference, May 25-26, 2006, Shanghai. – Shanghai: PRC, 2006. Vol.1. P.112 – 117.Thomas B.G., Sengupta J., Ojeda C. Mechanism of Hook and Oscillation Mark Formation In Ultra-Low Carbon Steel. Second Baosteel Biennial Conference, May 25–26, 2006, Shanghai. Shanghai: PRC, 2006, vol. 1, pp.112–17.Takeuchi E. Brimacombe J.K. The Formation of Oscillation Marks in the Continuous Casting of Steel Slabs // Metallurgical Transaction D. 1984. Vol. 15B. № 9. P. 493 – 509.Takeuchi E. Brimacombe J.K. The Formation of Oscillation Marks in the Continuous Casting of Steel Slabs. Metallurgical Transaction D. 1984, vol. 15B, no. 9, pp. 493–509.Цупрун А.Ю., Кубкин Д.А., Антыкуз О.В., Колоколов А.В., Пильгаев В.М. Системы диагностики процесса качания кристаллизатора машин непрерывного литья заготовок. – В кн.: Сборник научных трудов конференции. «50 лет непрерывной разливке стали в Украине». – Донецк: ДонНТУ. 2010. С. 247 – 253.Tsuprun A.Yu., Kubkin D.A., Antykuz O.V., Kolokolov A.V., Pil’gaev V.M. Diagnostic systems of the oscillation process of the crystallizer of the CCM. In: Sbornik nauchnykh trudov konferentsii “50 let nepreryvnoi razlivke stali v Ukraine” [Collection of scientific works of the Conf. “50 years of continuous casting of steel in Ukraine”]. Donetsk: DonNTU. 2010, рр. 247–253. (In Russ.).Wolf M. M. Mold oscillation guidelines // Steelmaking Conference Proceedings, ISS-AIME. 1991. Vol. 74. P. 51 – 71.Wolf M. M. Mold oscillation guidelines. Steelmaking Conference Proceedings, ISS-AIME. 1991, vol. 74, рр. 51–71.Ботников С.А. Современный атлас дефектов непрерывнолитой заготовки и причины возникновения прорывов кристаллизующейся корочки металла. Изд. 2-е. – Волгоград: Панорама, 2011. С. 72 – 78.Botnikov S.A. Sovremennyi atlas defektov nepreryvnolitoi zagotovki i prichiny vozniknoveniya proryvov kristallizuyushcheisya korochki metalla [Modern defect atlas of continuous casting blank and the causes of the appearance of runout of a crystallized metal crust]. Volgograd: Panorama, 2011, рр. 72–78. (In Russ.).Непрерывная разливка сортовой заготовки / А.Н. Смирнов, С.В. Куберский, А.Л. Подкорытов и др. – Алчевск: ДонГТУ, 2012. – 449 с.Smirnov A.N., Kuberskii S.V., Podkorytov A.L., Ukhin V.E., Kravchenko A.V., Orobtsev A.Yu. Nepreryvnaya razlivka sortovoi zagotovki [Continuous casting of billets]. Alchevsk: DonGTU, 2012, 449 p. (In Russ.).Смирнов А.Н., Антыкуз О.В., Цупрун А.Ю. Достоинства и возможности механизмов качания кристаллизатора с гидравлическим приводом // Металлургические процессы и оборудование. 2009. № 4. С. 33 – 38.Smirnov A.N., Antykuz O.V., Tsuprun A.Yu. Advantages and possibilities of the oscillation crystallizer mechanisms with hydraulic drive. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie. 2009, no. 4, pp. 33–38. (In Russ.).Emi T. Influence of Physical and Chemical Properties of Mold Powders on the Solidification and Occurrence of Surface Defects of Strand Cast Slabs. Proceedings of National Open Hearth and Basic Oxygen Steel Conference. 1978 (61). P. 350 – 361.Emi T. Influence of Physical and Chemical Properties of Mold Powders on the Solidification and Occurrence of Surface Defects of Strand Cast Slabs. Pro-ceedings of National Open Hearth and Basic Oxygen Steel Conference. 1978 (61), pp. 350–361.Sengupta J., Thomas B.G., Shin H.J. A New Mechanism of Hook Formation during Continuous Casting of Ultra-low Carbon Steel Slabs // Metallurgical and Materials Transactions A. 2006. Vol. 37A. № 5. P. 1597 – 1611.Sengupta J., Thomas B.G., Shin H.J. A New Mechanism of Hook Formation during Continuous Casting of Ultra-low Carbon Steel Slabs. Metallurgical and Materials Transactions A. 2006, vol. 37A, no. 5, pp. 1597–1611.ChoY.-W., Oh Y.-J., Chu S.-H. Mechanism of Surface Quality Improvement in Continuous Cast Slab with Rectangular Cold Crucible Mold // ISIJ International. 1998. Vol. 38. № 7. P. 723 – 729.12. Bo K. Mechanism of Oscillation Mark Formation in Continuous Casting of Steel // Journal of University of Science and Technology Beijing. 2000. Vol. 7. № 3. P. 189 – 192.ChoY.-W., Oh Y.-J., Chu S.-H. Mechanism of Surface Quality Improvement in Continuous Cast Slab with Rectangular Cold Crucible Mold. ISIJ International. 1998, vol. 38, no. 7, pp. 723–729.Tomono H., Elements of Oscillation Mark Formation and their Effect on Transverse Fine Cracks in Continuous Casting of Steel: PhD Thesis. – Kyoto: EPFL, 1979. – 132 p.Bo K. Mechanism of Oscillation Mark Formation in Continuous Casting of Steel. Journal of University of Science and Technology Beijing. 2000, vol. 7, no. 3, pp. 189–192.Смирнов А.Н., Ухин В.Е., Жибоедов Е.Ю. Физическое моделирование условий формирования непрерывнолитой сортовой заготовки в кристаллизаторе высокопроизводительной МНЛЗ // Процессы литья. 2009. № 1. С. 33 – 42.Tomono H. Elements of Oscillation Mark Formation and their Effect on Transverse Fine Cracks in Continuous Casting of Steel: PhD Thesis, Kyoto: EPFL, 1979, 132 p.Putz O., Breitfeld O., Rodl S. Investigations of Flow Conditions and Solidification in Continuous Casting Moulds by Advanced Simulation Techniques // Steel Research. 2003. Vol. 74. № 11 – 12. P. 686 – 692.Smirnov A.N., Ukhin V.E., Zhiboedov E.Yu. Physical modeling of the for-mation conditions of continuous casting billets in the crystallizer of a highly productive continuous-casting plant. Protsessy lit’ya. 2009, no. 1, pp. 33–42. (In Russ.).Putz O., Breitfeld O., Rodl S. Investigations of Flow Conditions and Solidification in Continuous Casting Moulds by Advanced Simulation Techniques. Steel Research. 2003, vol. 74, no. 11–12, pp. 686–692.Putz O., Breitfeld O., Rodl S. Investigations of Flow Conditions and Solidification in Continuous Casting Moulds by Advanced Simulation Techniques. Steel Research. 2003, vol. 74, no. 11–12, pp. 686–692.

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