blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-5-322-327blackmet-868Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESРАЗВИТИЕ ПОДХОДОВ К ИССЛЕДОВАНИЮ НА ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ МЕХАНИЗМОВ «ЗАЛЕЧИВАНИЯ» ДЕФЕКТОВ СПЛОШНОСТИ ОСЕВОЙ ЗОНЫ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИDEVELOPMENT OF THE STUDY OF MECHANISM OF “HEALING” DEFECTS OF CONTINUOUS CAST BILLET AXIAL ZONE ON A PHYSICAL MODELСмирновЕ. Н.SmirnovE. N.

д.т.н. профессор кафедры металлургии и металловедения

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Metallurgy and Metal Science”

en_smirnov@i.uaСклярВ. А.SklyarV. A.

к.т.н., доцент кафедры металлургии и металловедения

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Metal- lurgy and Metal Science” 

fan-f1@yandex.ruБелевитинВ. А.BelevitinV. A.

д.т.н. профессор, научный руководитель лаборатории «Технологии решения и защиты авторских разработок»

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Laboratory “Technology of solution and protection of authoring”

belewitina@rambler.ruШмыгляР. А.ShmyglyaR. A.

магистр

MA Student  

Ramzes.112@mail.ruСмирновО. Е.SmirnovO. E.

инженер

Engineer

olegsmirnoff1@yandex.uaСтарооскольский технологический институт им. А.А. Угарова, филиал НИТУ «МИСиС» (309516, Россия, Белгородская обл., Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42)РоссияStary Oskol Technological Institute of National University of Science and Technology “MISiS”, Stary Oskol, RussiaRussian FederationЧелябинский государственный педагогический университет (454080, Россия, Челябинск, пр. Ленина, 69)РоссияChelyabinsk State Pedagogical University, Chelyabinsk, RussiaRussian FederationДонецкий национальный технический университет (283001, Донецк, ул. Артема, 58)РоссияNational Technical University of Donetsk, DonetskRussian FederationЗАО «Осколтелеком» (309504, Россия, Старый Оскол, мкр. Набережный, 11)РоссияCJSC “OskolTelecom”, Stary Oskol, RussiaRussian Federation201629062016595322327Copyright © Смирнов Е.Н., Скляр В.А., Белевитин В.А., Шмыгля Р.А., Смирнов О.Е., 20162016Смирнов Е.Н., Скляр В.А., Белевитин В.А., Шмыгля Р.А., Смирнов О.Е.Smirnov E.N., Sklyar V.A., Belevitin V.A., Shmyglya R.A., Smirnov O.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/868

Концепция минимизации металлоемкости конструкции готового изделия предъявляет все более высокий комплекс требований к стали как к конструкционному материалу. В этой связи вопросы, связанные с изучением поведения дефектов макроструктуры непрерывнолитой заготовки (усадочная раковина, газовые пузыри, осевая пористость) в процессе деформирования имеют актуальный характер. В работе представлено дальнейшее развитие методов исследования процессов обработки металлов давлением с использованием слоистых физических моделей. Использование слоистых моделей в совокупности с предложенным способом нанесения дефектов на поверхности n-го слоя и методикой обработки информации о характере его формоизменения позволяют оценивать влияние степени деформации на процесс их «залечивания». Выполнена первичная адаптация предлагаемого способа применительно к условиям моделирования процесса деформирования непрерывнолитой сортовой заготовки в первых трех прямоугольных калибрах обжимной клети линейного стана 500/370 ПАО «Донецкий металлопрокатный завод». Полученные экспериментальные данные позволили уточнить существующий механизм «залечивания» осевых дефектов сплошности металла в зависимости от величины суммарной вытяжки и схемы приложения деформационного воздействия.

The concept of metal construction minimization of finished products requires an increasing set of requirements for steels as structural materials. In this context, issues related to the study of the continuous casting defects macrostructure behavior (shrinkage, gas holes, axial porosity) during deformation are very actual. This work presents further development of metal forming processes research methods with layered physical models use. Layered models usage in conjunction with the proposed method of defects application on the surface of n-th layer and processing information method concerning the nature of its forming allows to evaluate the rate deformation influence during the process of “healing”. The initial adaptation of the proposed method applying to the conditions of the deformation process simulation of continuous casting in the first three rectangular breakdown stand calibers of linear mill 500/370 of PJSC “DMPZ” has been performed. Obtained experimental data allow to clarify the existing mechanism of “healing” of axial discontinuities defects in metal depending on the overall elongation and schemes of deformation application. 

процесс деформациисортовая прокатказаготовкапрямоугольный калибробжимная клетьфизическая модельпроцесс «выкатки»дефекты макроструктурыdeformation processsection rollingbilletsrectangular gaugecrimp cagephysical modelprocess of “healing”defects macro- structureReferencesТермомеханическая обработка проката из непрерывнолитой заготовки малого сечения / В.В. Парусов, А.К. Белитченко, Н.А. Богданов и др. – Запорожье: ЗГУ, 2000. – 142 с.Parusov V.V., Belitchenko A.K., Bogdanov N.A. etc. Termomekhanicheskaya obrabotka prokata iz nepreryvnolitoi zagotovki malogo secheniya [Thermomechanical rolling process of continuous casting billet of small section]. Zaporizhia: ZGU, 2000, 142 p. (In Russ.).Park J.J. Prediction of void closure in a slab during various deformation processes //Journal of Mechanical and Technology. 2011. No. 25 (11), pp. 2871 – 2876.Park J.J. Prediction of void closure in a slab during various deformation processes. Journal of Mechanical and Technology. 2011, no. 25 (11). pp. 2871–2876.Юрьев А.Б., Годик Л.А., Нугуманов Р.Ф. и др. Изучение трансформации дефектов непрерывнолитой заготовки при производстве рельсов // Изв. вуз. Черная металлургия. 2009. No 2. С. 42 – 44.Yur’ev A.B., Godik L.A., Nugumanov R.F. etc. Transformation of defects in continuous-cast billet during rail production. Steel in Translation. 2009, vol. 39, Issue 2, pp. 125–126.Сычков А.Б., Жигарев М.А., Перчатник А.В. и др. Трансформация дефектов непрерывнолитой заготовки в поверхностные дефекты проката // Металлург. 2006. No 2. С. 60 – 64.Sychkov A.B., Zhigarev M.A., Perchatnik A.V. etc. The transformation of defects in continuous-cast semifinished products into surface defects on rolled products. Metallurgist. 2006, vol. 50, Issue 1, pp. 83–90.Кокшарев Ю.М., Лубяной О.А. Исследование заваривания внутренних дефектов в сортовых заготовках, полученных на МНЛЗ ОАО «ЗСМК». – В кн.: Металлургия: технологии, управление, инновации, качество: Тр. Всерос. науч.-практич. конф. – Новокузнецк: СибГФУ, 2010. С. 73 – 77.Koksharev Yu.M., Lubyanoi O.A. Research of brewing of internal defects in the billets produced on the CCM of JSC “ZSMK”. In: Metallurgiya: tekhnologii, upravlenie, innovatsii, kachestvo: Trudy Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Metallurgy: technology, management, innovation, quality: Proceedings of the AllRussian Scientific-Practical Conf.]. Novokuznetsk, SibGFU, 2010, pp. 73–77. (In Russ.).Прокатка рельсов из непрерывнолитой заготовки // Информация руководителю. Ин-т «Черметинформация». 2003. No 10. С. 38.Rolling of rails from continuous casting billet: inf. head. Byull. Chernaya metallurgiya. OAO “Chermetinformatsiya”. 2003, no. 10, 38 p. (In Russ.).Пат. 77283 UA. Спосіб фізичного моделювання процесів пророблення структури в безперервнолитих зливках при пластичній деформації / О.А. Мінаєв, Є.М. Смирнов, А.П. Мітьєв и др.: заявл. 22.10.2004; опубл.15.11.2006. Бюл. No 11.Mіnaev O.A., Smirnov Є.M., Mіt’єv A.P., Grigor’єv M.V., Demіdova І.A., Slugіn O.O., Myagkov V.M. Sposіb fіzichnogo modelyuvannya protsesіv proroblennya strukturi v bezperervnolitikh zlivkakh pri plastichnіi deformatsії [Method of physical modeling of the behavior of the prior structure in continuously cast ingots at plastic deformation]. Patent no. 77283 UA. Byul. 2006, no. 11. (In Ukr.).Tirosh J., Shrizby A., Rubinski I. Evolution of anisotropy in the compliances of porous materials during plastic stretching or rolling – analysis and experiments // Mechanics of Materials. 1999. July. Vol. 31. Issue 7. P. 449 – 460.Tirosh J., Shrizby A., Rubinski I. Evolution of anisotropy in the compliances of porous materials during plastic stretching or rolling – analysis and experiments. Mechanics of Materials. July 1999, vol. 31, Issue 7, pp. 449–460.Tripathy P.K., Das S., Jha M.K. etc. Migration of slab defects during hot rolling // Iron making and Steelmaking. 2006. Vol. 33. No. 6. P. 447 – 483.Tripathy P.K., Das S., Jha M.K. etc. Migration of slab defects during hot rolling. Iron making and Steelmaking. 2006, vol. 33, no. 6, pp. 447–483.Завьялов А.А., Логвинов А.В., Тулупов О.Н. Лабораторные методы моделирования ликвации при деформации непрерывнолитой сортовой заготовки // Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. – Магнитогорск: МГТУ, 2001. С. 66 – 71.Zav’yalov A.A., Logvinov A.V., Tulupov O.N. Laboratory modeling methods of segregation during deformation of continuous cast billet. In.: Obrabotka sploshnykh i sloistykh materialov: Mezhvuzovskii sbornik nauchnykh trudov [Treatment of solid and laminates materials: Int. collection of sci. works]. Magnitogorsk: MGTU, 2001, pp. 66–71. (In Russ.).Логинов Ю.Н., Еремеева К.В. Поведение при прокатке дефекта типа поры, примыкающей к поверхности полосы // Производство проката. 2008. No 10. С. 2 – 6.Loginov Yu.N., Eremeeva K.V. Behavior of defect of pore type, adjoining to strip surface, during rolling. Proizvodstvo prokata. 2008, no. 10, pp. 2–6. (In Russ.).Логинов Ю.Н., Еремеева К.В. Формоизменение одиночно расположенной поры в круглой заготовке при волочении // Кузнечно-штамповочное производство. 2009. No 4. С. 3 – 8.Loginov Yu.N., Eremeeva K.V. Changes in shape of single pore situated in a round billet during the drawing process. Kuznechnoshtampovochnoe proizvodstvo. 2009, no. 4, pp. 3–8. (In Russ.).Логинов Ю.Н., Еремеева К.В. Прокатка заготовки с одиночно расположенной в объеме порой // Заготовительное производство в машиностроении. 2009. No 11. С. 33 – 37.Loginov Yu.N., Eremeeva K.V. Rolling of billet with single pore located in volume. Zagotovitel’noe proizvodstvo v mashinostroenii. 2009, no. 11, pp. 33–37. (In Russ.).Логинов Ю.Н., Еремеева К.В. Формоизменение поры в центральной части прутка на начальной стадии прессования // Изв. вуз. Черная металлургия. 2009. No 9. С. 46 – 51.Loginov Yu.N., Eremeeva K.V. Deformation of pores in the central part of the rod at initial pressing stage. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2009, no. 9, pp. 46–51. (In Russ).Тарновский И.Я., Поздеев А.А., Ляшков В.Б. Деформация металла при прокатке. – Свердловск: Металлургиздат, 1956. –287с.Tarnovskii I.Ya., Pozdeev A.A., Lyashkov V.B. Deformatsiya metalla pri prokatke [Metal deformation during rolling]. Sverdlovsk: Metallurgizdat, 1956, 287 p. (In Russ.).Аникеев В.В. Структурная наследственность углеродистой стали в системе «слиток – прокат» различных заводов производителей. – В кн.: Генезис, теория и технология литых материалов: Матер. Междунар. науч.-технич. конф. – Владимир, 2002. С. 221 – 222.Anikeev V.V. Structural heredity of carbon steel in the “ingot rolled” system at different manufacturing plants. In: Genezis, teoriya i tekhnologiya litykh materialov: Materialy mezhdunarodnoi nauchno–tekhnicheskoi konferentsii [Genesis, theory and technology of cast materials: Materials of Int. Sci.-Tech. Conf.]. Vladimir, 2002, pp. 221–222. (In Russ.).Смирнов Е.Н., Лейрих И.В., Зуб В.В. Исследование динамики структурообразования и свойства высококачественной сварочной проволоки из непрерывнолитой стали 07Г1НМА // Металл и литье Украины. 2006. No 3 – 4. С. 43 – 47.Smirnov E.N., Leirikh I.V., Zub V.V. Investigation of structure formation dynamics and properties of high-quality welding wire of continuously cast 07G1NMA steel. Metall i lit’e Ukrainy. 2006, no. 3–4, pp. 43–47. (In Russ.).Шубин И.Г., Тулупов С.А. Совершенствование калибровки валков заготовительного стана, повышающее выкатку поверхностных дефектов. – Магнитогорск: МГМИ, 1990. – 10 с.Shubin I.G., Tulupov S.A. Improving the calibration of rolls for manufacturing mill which helps to reduce the size of surface defects. MGMI, Magnitogorsk. 1990. 10 p. (In Russ.).

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