Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Исследование влияния наличия дополнительного сдвигового воздействия на эффективность технологии MSR в условиях сортовой МНЛЗ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-1-19-26

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

Е. Н. Смирнов
Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова, филиал НИТУ «МИСиС»
Россия

д.т.н., профессор кафедры «Металлургия и металловедение им. С.П. Угаровой»

309516, Россия, Белгородская обл., Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42



В. А. Скляр
Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова, филиал НИТУ «МИСиС»
Россия

к.т.н., доцент кафедры «Металлургия и металловедение им. С.П. Угаровой»

309516, Россия, Белгородская обл., Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42



Д. И. Богадевич
Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова, филиал НИТУ «МИСиС»
Россия

аспирант

309516, Россия, Белгородская обл., Старый Оскол, микрорайон Макаренко, 42



А. H. Смирнов
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины
Россия

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

03680, Украина, Киев, бульвар Академика Вернадского, 34/1



В. А. Белевитин
Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет
Россия

д.т.н. профессор кафедры автомобильной техники, информационных технологий и методики обучения техническим дисциплинам

454080, Россия, Челябинск, пр. Ленина, 69



Список литературы

1. Ефимов В.А. Влияние внешних воздействий на жидкий и кристаллизующийся металл // Сталь. 1998. № 4. С. 21 – 27.

2. Smirnov A.N., Khobta A.S., Smirnov E.N. etс. Casting of steel from the tundish of a continuous caster with a sliding gate // Russian Metallurgy (Metally). 2012. No. 12. P. 1 – 5.

3. Smirnov A.N., Kuberskii S.V., Smirnov E.N. etс. Influence of meniscus fluctuations in the mold on crust formation in slab casting // Steel in Translation. 2017. Vol. 47. No. 7. Р. 476 – 482.

4. Saiga I., Fukuy K., PunakisiyYo. etc. The quality of the ingots obtained by combining continuous casting and rolling // Tetsu-To- Hagane. 1974. Vol. 60. No. 7. Р. 990 – 999.

5. Zeng J., Chen W., Wang Q. etc. Improving inner quality in continuous casting rectangular billets: comparison between mechanical soft reduction and final electromagnetic stirring // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2016. Vol. 69. No. 8. Р. 1623 – 1632.

6. Ji C., Luo S., Zhu M.Y. Analysis and application of soft reduction amount for bloom continuous casting process // ISIJ International. 2014. Vol. 54. No. 3. Р. 504 – 510.

7. DANIELLI Report. 1996. P. 15 – 18.

8. Бровман М.Я. О перспективах развития непрерывного литья металлов // НМ-Оборудование. 2004. № 1. С. 49 – 56.

9. Маточкин В.А., Стеблов А.Б., Азин Ю.М. и др. Разработка головного образца системы обжатия заготовки на блюмовой МНЛЗ Белорусского металлургического завода // Сталь. 2003. № 5. С. 25 – 27.

10. Li G., Zhang K., Chen Y. etc. SMART/ASTC dynamic soft reduction technology and its application on bloom continuous caster at Pangang // Journal of University of Science and Technology Beijing. 2006. Vol. 13. No. 2. P. 1 – 4.

11. Лубенец А.Н., Смирнов Е.Н., Щербачев В.В. Опыт производства судовых профилей из непрерывнолитой заготовки // Сталь. 2002. № 8. С. 102 – 106.

12. Hanazaki K., Koide M., Murakami T. etc. Continuous casting method and apparatus therefor. Pat. US6102101A (US Grant). 1995.

13. Thome R., Ostheimer V., Ney G. etc. Soft reduction in the continuous casting of billets // Millennium Steel. 2007. P. 112 – 118.

14. Ludlow V., Normanton A., Anderson A. etc. Strategy to minimise central segregation in high carbon steel grades during billet casting // Ironmaking and Steelmaking. 2005. Vol. 32. No. 1. P. 68 – 74.

15. Wang W., Ning L., Bülte R. etc. Formation of internal cracks in steel billets during soft reduction // Journal of University of Science and Technology Beijing: Mineral Metallurgy Materials (Eng. ed.). 2008. Vol. 15. No. 2. P. 114 – 119.

16. Li X., Ding H., Tang Z. etc. Formation of internal cracks during soft reduction in rectangular bloom continuous casting // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2012. Vol. 19. No. 1. P. 21 – 29.

17. Wang B., Zhang J., Yin Y. etc. Study on the reduction efficiency of soft reduction on continuous casting bloom // Metallurgical Research and Technology. 2016. Vol. 113. No. 4. P. 86 – 95.

18. Smyrnov Y.N., Sklyar V.A. Features of deformation of partly crystallization blooms at their two-stage soft reduction // Materials Science Forum. 2012. Vols. 704 – 705. P. 1 – 5.

19. Smyrnov Y.N., Belevitin V.A., Skliar V.A etc. Physical and computer modeling of a new soft reduction process of continuously cast blooms // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2015. Vol. 50. No. 6. P. 589 – 594.

20. Ботников С.А. Современный атлас дефектов непрерывнолитой заготовки и причины возникновения прорывов кристаллизующейся корочки металла. – Волгоград: Панорама, 2011. – 97 с.

21. Бровман М.Я. О возможности уменьшения пористости при обработке металлов давлением // Изв. вуз. Черная металлургия. 2001. № 5. С. 35 – 37.

22. Галкин С.П., Романцев Б.А., Харитонов Е.А. Реализация инновационного потенциала универсального способа радиально- сдвиговой прокатки // Черные металлы. 2015. № 1. С. 23 – 28.

23. Diez M., Kim H., Serebryany V. etc. Improving the mechanical properties of pure magnesium by three-roll planetary milling // Materials Science and Engineering: A. 2014. Vol. 612. Р. 287 – 292.

24. Горбатюк С.М., Шаповал А.А., Мoсьпан Д.В. и др. Физические основы технологии производства заготовок периодического профиля вибрационным волочением // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. № 7. С. 479 – 484.

25. Овчинников Д.В., Богатов А.А., Ерпалов М.В. Разработка и внедрение технологии производства высококачественных насосно-компрессорных труб из непрерывнолитой заготовки // Черные металлы. 2012. № 3. С. 18 – 21.

26. Beygelzimer Y., Prokof’eva O., Efros B. Hardening viscous failure and strain localization during severe plastic deformation // Materials Science Forum. 2006. Vols. 503 – 504. P. 551 – 556.

27. Добаткин С.В., Валиев Р.З., Рааб Г.И. и др. Структура и свойства Ст. 3 после теплого равноканального углового прессования // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. № 9. С. 47 – 51.

28. Ito Y., Yamanaka A., Watanabe T. Internal reduction efficiency of continuously cast strand with liquid core // La Revue de Métallurgie- CIT. 2000. Vol. 97. No. 10. P. 1171 – 1176.

29. Thome R., Harste K. Principles of billet soft-reduction and consequences for continuous casting // ISIJ International. 2006. Vol. 46. No. 12. P. 1839 – 1844.

30. Smirnov A.N., Smirnov E.N., Sklyar V.A. etc.Producing structuralsteel bar from continuous-cast billet // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 4. P. 233 – 239.

31. Thome R., Ostheimer V., Ney G. etc. Soft reduction of billets in continuous coster SO of Saarstahl AG // Stahl und Eisen. 2007. Vol. 127. No. 2. P. 43 – 50.

32. Tseng A., Raudensky M., Horsky J. etc. Experimental study of materials characteristics of steel forming in mushy state // Materials and Design. 2006. Vol. 22. No. 2. P. 83 – 92.

33. Миленин А.А., Дыя Х., Стеблов А.Б. и др. Математическое моделирование прокатки непрерывного слитка из стали ШХ15 на стадии неполной кристаллизации его сердцевины // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металлургії і машинобудуванні: Тематич. зб. наук. пр. – Краматорськ: ДДМА, 2003. С. 178 – 183.

34. Smyrnov Y.N., Belevitin V.A., Sklyar V.A. Application of numerical model of continuous cast bloom crystallization to improve the efficiency of mechanical soft reduction technology // Materials Science Forum. 2019. Vol. 946. P. 684 – 689.

35. ТУ14-1-3348-2009. Заготовка непрерывнолитая квадратная и прямоугольная для изготовления сортового проката и труб. Действует с 02.12.2009. Держатель подлинника ЦССМ ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П.Бардина», 2009. – 7 c.

36. Byrne C., Tercelli C. Mechanical soft reduction in billet casting // Steel Times Int. 2002. Vol. 26. No. 9. P. 33.

37. Thome R., Harste K. Study on the design of the soft reduction unit of high‐speed billet casters // Steel Research Int. 2004. Vol. 75. No. 10. P. 693 – 700.

38. Luo S., Zhu M., Ji C. etc. Characteristics of solute segregation in continuous casting bloom with dynamic soft reduction and determination of soft reduction zone // Ironmaking and Steelmaking. 2010. Vol. 37. No. 2. P. 140 – 146.

39. Minaev A.A., Nosanev A.G., Smirnov E.N. etc. Unit for accelerated cooling of reinforcement bars in the line of a 330 mill after deformation // Metallurgist. 1990. No. 1. Р. 32.

40. Термомеханическая обработка проката из непрерывнолитой заготовки малого сечения / В.В. Парусов, А.К. Белитченко, Н.А. Богданов и др. – Запорожье: ЗГУ, 2000. – 142 с.


Для цитирования:


Смирнов Е.Н., Скляр В.А., Богадевич Д.И., Смирнов А.H., Белевитин В.А. Исследование влияния наличия дополнительного сдвигового воздействия на эффективность технологии MSR в условиях сортовой МНЛЗ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2020;63(1):19-26. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-1-19-26

For citation:


Smirnov E.N., Sklyar V.A., Bogadevich D.I., Smirnov A.N., Belevitin V.A. Additional shearing impact on the effectiveness of MSR technology in conditions of billet CCM. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020;63(1):19-26. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-1-19-26

Просмотров: 84


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)