ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ В КОНЦЕВЫХ СЛЯБАХ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ

При разливке стали на МНЛЗ качество всех заготовок является практически одинаковым за счет создания стабильных условий непрерывного литья. Последние (концевые) слябы имеют дефект в виде отклонения размеров поперечного сечения от заданных значений. Это приводит к дополнительным потерям металла на последующих металлургических переделах и уменьшает стоимость товарной продукции. В известных исследованиях и публикациях рассматривается технология непрерывного литья в установившиеся периоды. Переходные периоды изучены мало, так как в данном случае отсутствуют простые и надежные методы исследования теплообмена слитка с окружающей средой. В работе рассматриваются причины возникновения разноширинности в концевых непрерывнолитых стальных слябах. Выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния слитка после порезки его на мерные длины. Расчеты проводились для заготовок из углеродистых марок стали. Установлено, что несимметричное по длине заготовки тепловое поле может вызывать в ней напряжения, превышающие напряжения текучести в диапазоне температур 800 – 900 °С. Это обуславливает возможность появления остаточных деформаций и отклонения ширины заготовки от номинального значения. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показывает, что отклонение размеров поперечного сечения слябов происходит по следующим основным причинам: режим охлаждения хвостовой части слитка не является оптимальным; существует значительный перепад температур по длине концевой заготовки. Для уменьшения разноширинности непрерывнолитых стальных слябов, отлитых в период окончания разливки, необходимо усовершенствование технологии их охлаждения.

1. Sladkoshteev V.T., Akhtyrskii V.I., Potanin R.V. Kachestvo stali pri nepreryvnoi razlivke [The quality of steel at continuous casting]. Moscow: Metallurgiya, 1964, p. 68. (In Russ.).

2. Rutes V.S., Askol’dov V.I., Evteev D.P. Genkin V.Ya., Chigrinov M.G., Manokhin A.I. Teoriya nepreryvnoi razlivki [Theory of continuous casting]. Moscow: Metallurgiya. 1971. 296 p. (In Russ.).

3. Zvyagin V.V., Tselikov A.A., Shustorovich V.M. Sozdanie i issledovanie staleplavil’nykh agregatov i mashin nepreryvnogo lit’ya vysokoi proizvoditel’nosti [Creation and research of units and continuous casting machines of high performance]. Moscow: VNIIMetmash, 1982, pp. 47–58. (In Russ.).

4. Zaitsev A.I., Leites A.V., Liberman A.L Physico-chemical basis of the new control method of heat transfer between ingot and mold. Stal’. 2003, no. 3, pp. 70–74. (In Russ.).

5. Belyi V.A. Improving the cross section of continuous-cast billet. Steel in Translation. 2008, vol. 38, no. 9, pp. 752–755.

6. Smirnov A.A., Parshin V.M., Parfenov E.P. Optimization of secon da ry cooling of continuously cast slabs. Stal’. 1995, no. 12, pp. 30–32. (In Russ.).

7. Parfenov E.P., Kobelev V.A., Gel’fenbein E.V. Issledovanie teploobmena pri vzaimodeistvii vodovozdushnogo fakela forsunki s nepreryvno otlivaemym slitkom v zone vtorichnogo okhlazhdeniya [Investigation of heat transfer in the interaction of the water-air torch nozzle with continuously casted ingot in the secondary cooling zone]. In: Sovershenstvovanie konstruktsii, issledovanie i raschet mashin nepreryvnogo lit’ya zagotovok [Improving the design, research and calculation of CCM]. Moscow: VNIIMetmash, 1987, pp. 68–77. (In Russ.).

8. Niskovskikh V.M., Karlinskii S.E., Berenov A.D. Mashiny nepreryvnogo lit’ya slyabovykh zagotovok [Slab continuous casting machines]. Moscow: Metallurgiya. 1991, 271 p. (In Russ.).

9. Sorokin V.G., Volosnikova A.V., Vyatkin S.A. etc. Marochnik stalei i splavov [Grade list of steels and alloys]. Moscow: Mashinostroenie. 1989, 639 p. (In Russ.).

10. Materialy v mashinostroenii: vybor i primenenie: spravochnik v 5 t. T. 2. Konstruktsionnaya stal’ [Materials in mechanical engineering, vols. 1–5. Vol. 2: Constructional steel]. Kudryavtsev I.V. ed. Moscow: Mashinostroenie, 1967. 496 p. (In Russ.).

11. Shishkin V.V., Loza A.V. Sposob korrektirovki shiriny nepreryvnolitykh slyabov [Method of adjusting the width of continuously casted slabs]. Patent no. 92044 Ukraine. Byulleten’ izobretenii. 2014, no. 14. (In Russ.).