Расчет температуры и термоупругих напряжений в бойках с буртами установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформирования при получении стальных сортовых заготовок. Сообщение 1

Описаны основные нагрузки, действующие на калиброванные бойки установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформации при получении сортовых заготовок. Обоснована актуальность определения температурных полей и термоупругих напряжений в калиброванных бойках с буртами при формировании нескольких сортовых заготовок при обжатии сляба и на холостом ходу при охлаждении бойков водой. Приведены прочностные и теплофизические свойства стали, из которой изготовлены бойки. Показана геометрия бойка с буртами для получения трех сортовых заготовок за один проход. Приведены исходные данные для расчета температурного поля бойка с буртами установки совмещенного процесса при получении сортовых заготовок. Представлены температурные граничные условия для расчета температурных полей бойков с буртами. Описаны граничные условия для определения температуры бойка с буртами и приведены значения теплового потока и эффективного коэффициента теплоотдачи. Результаты расчета температурных полей выполнены в четырех сечениях и приведены для характерных линий и точек, расположенных на контактной поверхности бойка с выступами и в приконтактном слое на глубине 5 мм от рабочей поверхности. Приведены размеры сетки конечных элементов, которая использована при расчете температурного поля бойков с буртами. Температурное поле бойков с буртами определено на основе решения уравнения нестационарной теплопроводности с соответствующими начальными и граничными условиями. Представлены величины и закономерности распределения температуры в основаниях и в вершинах среднего и крайнего буртов калиброванного бойка при обжатии сляба и на холостом ходу при получении за один проход трех сортовых заготовок на установке совмещенного процесса непрерывного литья и деформации.

1. Лехов О.С., Михалев А.В. Установка совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства листов из стали для сварных труб. Теория и расчет. – Екатеринбург: изд. УМЦ УПИ, 2017. – 151 с.

2. Лехов О.С., Михалев А.В., Шевелев М.М. Напряжения в системе бойки – полоса при получении листов из стали на установке непрерывного литья и деформации. – Екатеринбург: изд. УМЦ УПИ, 2018. – 125 с.

3. Лехов О.С., Билалов Д.Х. Технологические возможности установок совмещенных процессов непрерывного литья и деформации для производства металлопродукции // Производство проката. 2016. № 7. С. 24 – 26.

4. Хлопонин В.Н., Косырева М.В., Косяк А.С. Влияние системы охлаждения на тепловые условия работы поверхностного слоя валка. – В кн.: Труды МИСиС. Вып. 100. – М.: изд. МИСиС, 1977. С. 90 – 93.

5. Боли Б., Уэйнер Дж. Теория температурных напряжений. – М.: Мир, 1964. – 517 с.

6. Лехов О.С. Исследование напряженно-деформированного со- стояния системы валки – полоса при прокатке широкополочной балки в клетях универсально-балочного стана. Сообщение 2 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. Т. 57. № 12. С. 15 – 19.

7. Технологические процессы в машиностроении Ч. II. Обработка металлов давлением и сварочное производство / В.С. Кушнер, А.С. Верещака, А.Г. Схиртладзе, Д.А. Негров. – Омск: изд. ОмГТУ, 2005. – 200 с.

8. Буланов Л.В., Карлинский С.Е., Волегова В.Е. Долговечность роликов МНЛЗ при наружном и внутреннем охлаждении. – В кн.: Надежность крупных машин. Сб. науч. тр. НИИтяжмаш. – Свердловск: изд. НИИтяжмаш, 1990. С. 126 – 132.

9. Лыков А.В. Теория теплопроводности. – М.: Высшая школа, 1967. – 600 с.

10. ANSYS. Structural Analysis Guide. Rel. 15.0.

11. Matsumia Т., Nakamura Y. Mathematical model of slab bulging during continuous casting. – In: Applied Mathematical, and Physical Models in Iron and Steel Industry. Proceedings of the 3rd Process Technology Conference, Pittsburgh, Pa, 28-31 March 1982. – New York, 1982. P. 264 – 270.

12. Takashima Y., Yanagimoto I. Finite element analysis of flange spread behavior in H-beam universal rolling // Wiley in Steel Research Int. 2011. Vol. 82. No. 10. P. 1240 – 1247.

13. Kobayashi S., Oh S-I., Altan T. Metal Forming and Finite-Element Method. – New York: Oxford University Press, 1989. – 377 p.

14. Karrech A., Seibi A. Analytical model of the expansion in of tubes under tension // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. No. 2. P. 336 – 362.

15. Kazakov A.L., Spevak L.F. Numeral and analytical studies of nonlinear parabolic equation with boundary conditions of a special form // Applied Mathematical Modelling. 2013. Vol. 37. No. 10-13. P. 6918 – 6928.

16. Jansson N. Optimized sparse matrix assembly in finite element solvers with one-sided communication // High Performance Computing for Computational Sience – VECPAR 2012. – Berlin, Heidelberg: Springer, 2013. P. 128 – 139.

17. Park C.Y., Yang D.Y. A study of void crushing in large forgings II. Estimation of bonding efficiency by finite-element analysis // Journal of Materials Processing Technology. 2004. Vol. 157-158. P. 496 – 501.

18. Sorimachi K., Emi T. Elastoplastic stress analysis of bulging as a major cause of internal cracks in continuously cast slabs // Tetsu to Hagane. 1977. Vol. 63. No. 8. P. 1297 – 1304.

19. Marciniak Z., Duncan J.L., Hu S.J. Mechanics of Sheet Metal Forming. – Oxford: Butterworth-Heinemann Elsevier Ltd, 2002. – 228 р.

20. Fujii H., Ohashi T., Hiromoto T. On the formation of the internal cracks in continuously cast slabs // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. 1978. Vol. 18. No. 8. P. 510 – 518.