blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-10-692-696blackmet-942Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЗОРА МЕЖДУ ЗАГОТОВКОЙ И КРИСТАЛЛИЗАТОРОМ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ СТАЛИMATHEMATICAL MODELING OF GAP FORMATION BETWEEN BILLET AND MOLD AT STEEL CONTINUOUS CASTINGКабаковЗ. К.KabakovZ. K.

д.т.н., профессор кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Metallurgy, Machine Building and Technological Equipment

kabakovzk@mail.ruСенатоваИ. А.SenatovaI. A.

старший преподаватель кафедры математики и информатики

Senior Lecturer of the Chair “Mathematics and Informatics”

senatovairina.a@mail.ruГабелаяД. И.GabelayaD. I.

к.т.н., доцент кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair of Metal lurgy, Machine Building and Technological Equipment

davex16@gmail.comЧереповецкий государственный университет (162600, Россия, г. Череповец, Вологодская обл., пр. Луначарского, д. 5)РоссияCherepovets State University, Russia, CherepovetsRussian Federation2016261020165910692696Copyright © Кабаков З.К., Сенатова И.А., Габелая Д.И., 20162016Кабаков З.К., Сенатова И.А., Габелая Д.И.Kabakov Z.K., Senatova I.A., Gabelaya D.I.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/942

Представленная аналитическая модель формирования зазора между заготовкой и кристаллизатором при непрерывной разливке стали включает формулы для определения величины изгибающих моментов, а также уравнения прогиба оболочки со стороны широкой и узкой граней кристаллизатора. Это позволяет рассчитать не только конфигурацию зазора и длины участков контакта оболочки заготовки, но и величину поворота угла оболочки, а также прогнозировать наиболее вероятные места прорыва жидкого металла. Приведены результаты моделирования в виде графиков конфигураций зазора между оболочкой заготовки и стенками кристаллизатора и графики эпюр изгибающих моментов для участков широкой и узкой граней кристаллизатора. В результате исследования установлено, что при образовании зазора в районе угла наиболее вероятным является прорыв жидкого металла в районе угла оболочки со стороны широкой грани.

The analytic model of the gap forming between the billet and the mold at steel continuous casting plant, which is represented in the article, includes the formulas for determining the size of bending moments, and also the equation of cover deflection in wide and narrow edges of the mold to calculate not only the gap configuration, but the size of cover bending angle and to predict the most likely areas of liquid metal bleeding. The modeling results are given in gap configuration diagrams between the billet cover and the mold walls and in the bending moment diagrams for the sections of narrow and wide mold edges. As the result of the research work it is proved that by the gap forming in the area of an angle liquid metal bleeding is likely to be in the area of a cover angle in the side of the wide edge.

кристаллизаторзаготовказазоругол поворотапрогибизгибающие моментыпрорыв металлаmoldbilletgapbending angledeflectionbending momentsmetal bleedingReferencesНисковских В.М., Карлинский С.Е., Беренов А.Д. Машины непрерывного литья слябовых заготовок. – М.: Металлургия, 1991. – 272 с.Niskovskikh V.M., Karlinskii S.E., Berenov A.D. Mashiny nepreryvnogo lit’ya slyabovykh zagotovok [Slab continuous-casting machine]. Moscow: Metallurgiya, 1991, 272 p. (In Russ.).Сладкоштеев В.Т. Ахтырский В.И., Потанин Р.В. Качество стали при непрерывной разливке. – М.: Металлургиздат, 1963. – 174 с.Sladkoshteev V.T. Akhtyrskii V.I., Potanin R.V. Kachestvo stali pri nepreryvnoi razlivke [Steel quality at continuous casting]. Moscow: Metallurgizdat, 1963, 174 p. (In Russ.).Непрерывная разливка стали в заготовки крупного сечения / А.И. Чижиков, В.П. Перминов, В.Л. Иохимович и др. – М.: Металлургия, 1970. – 136 с.Chizhikov A.I., Perminov V.P., Iokhimovich V.L. etc. Nepreryvnaya razlivka stali v zagotovki krupnogo secheniya [Steel continuous casting in billets with heavy sections]. Moscow: Metallurgiya, 1970, 136 p. (In Russ.).Ботников С.А. Современный атлас дефектов непрерывнолитой заготовки и причины возникновения прорывов кристаллизующейся корочки металла. Изд. 2-е. – Волгоград: Панорама, 2011. – 80с.Botnikov S.A. Sovremennyi atlas defektov nepreryvnolitoi zagotovki i prichiny vozniknoveniya proryvov kristallizuyushcheisya korochki metalla [Modern atlas of defects of continuous casting and origin reasons of the bleeding of the crystallizable metal crust]. Volgograd: Panorama, 2011, 80 p. (In Russ.).Рудой Л.С., Коняхин А.П. Влияние ферростатического давления на контакт непрерывного слитка со стенками кристаллизатора // Изв. вуз. Черная металлургия. 1971. № 12. С. 41 – 45.Rudoi L.S., Konyakhin A.P. Eff ect of ferrostatic pressure on the contact of the continuously cast ingot with the walls of the mold. Isvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 1971, no. 12, pp. 41–45. (In Russ.).Ларин А.В. Механизм образования и метод предотвращения продольных трещин в угловых зонах сляба // Новости черной металлургии за рубежом. 2006. № 5. С. 32 – 35.Larin A.V. Formation mechanism and the method of longitudinal crack prevention in angle areas of the slab. Novosti chernoi metallurgii za rubezhom. 2006, no. 5, pp. 32–35.(In Russ.).Сазонов А.В., Харламов Д.А. Анализ факторов, влияющих на прорыв стали при непрерывной разливке // Современные проблемы науки и образования. 2006. № 5. С.44 – 48.Sazonov A.V., Kharlamov D.A. Analysis of the factors influencing on steel bleeding at continuous casting. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2006, no. 5, pp. 44–48. (In Russ.).Ботников С.А., Кузькина Н.Н., Мурзин И.С. Особенности технологии производства литых заготовок из низкоуглеродистой стали на сортовой МНЛЗ в условиях ОАО «ЧМК» // Металлург. 2007. № 7. C. 52 – 59.Botnikov S.A., Kuz’kina N.N., MurzinI.S. Aspects of a technology for obtaining semifi nished products of low-carbon steel on a continuous section caster. Metallurgist. 2007, vol. 51, no. 7–8, pp. 377–383.Лапотышкин Н.М., Лейтес А.В. Трещины в стальных слитках. – М.: Металлургия, 1969. – 112 с.Lapotyshkin N.M., Leites A.V. Treshchiny v stal’nykh slitkakh [Cracks in steel ingots]. Moscow: Metallurgiya, 1969, 112 p. (In Russ.).Смирнов А.Н., Ухин В.Е. Особенности деформации твердой корочки заготовки в кристаллизаторе сортовой МНЛЗ // Электрометаллургия. 2009. № 6. С. 14 – 20.Smirnov A.N., Ukhin V.E. Deformation peculiarities of hard billet crust in the crystallizer of billet CCM. Elektrometallurgiya. 2009, no. 6, pp. 14–20. (In Russ.).Дюдкин Д.А. Качество непрерывнолитой стальной заготовки. – Киев: Техника, 1988. – 253 с.Dyudkin D.A. Kachestvo nepreryvnolitoi stal’noi zagotovki [Quality of steel continuously casted billet]. Kiev: Tekhnika, 1988, 253 p. (In Russ.).Дюдкин Д.А., Кисиленко В.В. Современная технология производства стали. – М.: Теплотехник, 2007. – 528 с.Dyudkin D.A., Kisilenko V.V. Sovremennaya tekhnologiya proizvodstva stali [Modern technology of steel production]. Moscow: Teplotekhnik, 2007, 528 p. (In Russ.).Беляев Н.М. Сопротивление материалов. – М.: Наука, 1976. – 608 c.Belyaev N.M. Soprotivlenie materialov [Strength of materials]. Moscow: Nauka, 1976, 608 p. (In Russ.).Буланов Л.В., Корзунин Л.Г. Машины непрерывного литья заготовок. Теория и расчет. Металлургическое оборудование. – Екатеринбург: изд. Уралмаш, 2004. – 349 с.Bulanov L.V. Korzunin L.G. Mashiny nepreryvnogo lit’ya zagotovok. Teoriya i raschet. Metallurgicheskoe oborudovanie [CC Machines. Theory and calculation. Metallurgical equipment]. Ekaterinburg: izd. Uralmash, 2004, 349 p. (In Russ.).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.Smirnov A.N., Ukhin V.E., Zhiboedov E.Yu. Physical modeling of formation conditions of continuously casted billet in the crystallizer of high-capacity CCM. Protsessy lit’ya. 2009, no. 1, pp. 33–42. (In Russ.).

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