Разработка, исследование и промышленное освоение оборудования с устройствами электромагнитного перемешивания для блюмовых и сортовых машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ)

• Автор: Шахов, Сергей Иосифович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : 50 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение

Глава Анализ современного состояния электромагнитного

I перемешивания при разливке высокоуглеродистых марок стали

на блюмовых и сортовых машинах непрерывного литья заготовок

1.1. Состояние проблемы и задачи исследования причин

образования и способов устранения основных дефектов поверхности и макроструктуры заготовок из высокоуглеродистых марок стали, отливаемых на блюмовых и сортовых машин непрерывного литья заготовок

1.2. Схема кристаллизации непрерывнолитого слитка

1.3. Макроликвация и центральная пористость

1.4. Неметаллические включения
1.5. Трещины
1.6. Влияние электромагнитного перемешивания на ход
структурообразования
1.7. Постановка задачи
Выводы к главе
Глава II Моделирование процесса кристаллизации непрерывного слитка
в бегущем магнитном поле
2.1. Динамика циркуляции жидкого ядра кристаллизующегося
непрерывного слитка в бегущем поле статора
2.2. Кинетика кристаллизации стальных блюмов при
электромагнитном перемешивании
Выводы по главе II
Г лава III Исследования на промышленной машине непрерывного литья
заготовок Оскольского электрометаллургического
комбината
3.1. Оборудование и организация экспериментов
3.2. Исследование качества непрерывнолитых блюмов и проката
Выводы по главе III
Глава IV Исследования на промышленной машине непрерывного литья
заготовок Молдавского металлургического завода
4.1. Оборудование и организация экспериментов
4.2. Исследование качества непрерывнолитых сортовых заготовок и
проката
Выводы по главе IV
Глава V Технико-экономический эффект эксплуатации системы «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель» в
условиях Молдавского металлургического завода
Общие выводы и результаты
Литература
Приложения
1. Акт внедрения системы электромагнитного перемешивания
жидкого металла в кристаллизаторах 6-ти ручьевой сортовой машине непрерывного литья заготовок Молдавского металлургического завода
2. Патент на изобретение №2325970: «Способ электромагнитного
перемешивания жидкой фазы непрерывнолитой заготовки индукторами с бегущим электромагнитным
полем»
ВВЕДЕНИЕ
Процесс непрерывного литья заготовок, бесспорно, является одним из крупнейших технологических достижений, позволивших вплотную подойти к практической реализации важнейшей задачи - получению металлопродукции за один рабочий цикл [1]. Технология непрерывного литья, несмотря на ее сравнительную молодость, относится к разряду классических и в настоящее время составляет основу производства на переделе «сталь-прокат». При этом непрерывное литье является уникальной технологией, которая стала необходимой для комбинатов полного цикла и прекрасно вписалась в технологические цепочки передельных мини-заводов. В 2003г. в России было произведено 62,7 млн. т стали, на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) разливалось 57,7% от общего количества произведенной стали. Для сравнения в 2001г. на МНЛЗ было разлито 30 млн. т или 50,9%, а в 1990г. - 20,7 млн. т или 23,1% [2, 3]. Как свидетельствует мировая практика непрерывного литья, доля блюмовых МНЛЗ обычно составляет 26...30%, а сортовых - 43...47% [4]. Такая структура сложилась, главным образом, за счет опережающего развития мини-заводов, ориентированных на производство сортового проката, что отражает потребности современного рынка металлопродукции [4].
Преимущества непрерывного литья могут быть наиболее полно реализованы при наличии широкого сортамента изделий, получаемых из непрерывных заготовок. Обзор отечественных и зарубежных литературных данных показывает, что в настоящее время перечень изделий, получаемых из непрерывнолитых заготовок (НЛЗ), достаточно представителен. Из НЛЗ производят как массовую прокатную продукцию в виде арматуры, проволоки и мелкого строительного профиля, так и качественные специальные виды проката: холоднокатаный прокат для машиностроения, кордовую, пружинную и канатную проволоку, подшипниковую сталь и др.

позволяющей достичь максимального эффекта [5, 96...98, 100...112]. Следует отметить, что на сегодняшний день отсутствует достоверная методика прогнозирования качества стали в зависимости от параметров ЭМП, все исследования носят чисто экспериментальный характер.
Особое внимание уделяется образующейся при электромагнитном перемешивании "светлой полосе", изучению влияния интенсивности перемешивания и места установки перемешивателей на её яркость, влиянию её на служебные свойства стали [5, 96, 98, 99, 109, 113]. Некоторые исследователи считают, что полностью ликвидировать "светлую полосу" при перемешивании в ЗВО без существенного снижения положительного эффекта не удается [99, 113], другие утверждают, что тщательным подбором параметров ЭМП можно добиться высокого качества стали без образования "светлой полосы". В то же время имеются сведения, что при ЭМП в кристаллизаторе и в 303 "светлая полоса" не образуется [25]. В качестве методов борьбы с образованием "светлых полос" некоторые авторы предлагают периодическое включение статора или реверсирование направления электромагнитного поля [114]. Сообщается, что эти методы позволяют снизить яркость "светлой полосы" и, при этом добиться хорошего качества макроструктуры за счет ЭМП. Однако все работы имеют чисто экспериментальный характер: отсутствуют какие-либо методики для
определения рационального режима переключения нагрузки при периодическом характере включения или реверсировании.
Ряд авторов отмечают связь металлургического эффекта при электромагнитном перемешивании со скоростью потоков жидкого металла у фронта кристаллизации [25, 94, 95, 115, 116]. При этом величина оптимальной скорости движения металла должна удовлетворять нескольким условиям. С одной стороны, она должна превышать некую минимальную величину, при которой шлак и неметаллические включения начинают центрифугироваться в осевую зону мениска. С другой стороны, скорость движения не должна