Оптимизация параметров стального слитка с улучшенными характеристиками осевой зоны для сортового проката большого диаметра

• Автор: Мозговой, Антон Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Введение
Глава 1. Анализ влияния усадочных процессов на качество стального слитка и проката получаемого из него

1.1 Анализ процессов происходящих при усадке стали, их причины и последствия.

1.2 Физическая неоднородность стального слигка.

1.3 Влияние геометрических параметров изложницы на развитие дефектов усадочного происхождения.

1.4 Применение внешних воздействий для повышения качества слитка

1.5 Роль прибыли в процессе формирования осевой зоны слитка

1.6 Влияние усадочных явлений на качество крупносортового проката

1.7 Усадочные дефекты, выявляемые ультразвуковым контролем.

Заключение по главе 1

Глава 2. Объекты и методика исследований.

2.1 Объекты исследования.
2.2 Методика исследования макроструктурной неоднородности
2.3 Методика исследования химической неоднородности
2.4 Методика проведения термометрирования
2.5 Моделирование процесса кристаллизации слитков на базе программного комплекса Сгуз1а
2.5.1 Принципы и методика расчета
2.5.2Подготовка исходных данных и проведение расчета.
2.6 Методика исследования сортового проката
Глава 3. Исследование слитка стали массой 6,т и анализ возможности его использования для крупносортового проката
3.1 Исследование структурной неоднородности слитка массой 6,т
3.2 Исследование химической неоднородности слитка массой 6,т.
3.3 Моделирование продвижения фронта кристаллизации в слитке массой 6,т.
3.4 Расчт теплового баланса прибыли слитка массой 6,т.
3.5 Результаты термомстрирования слитка массой 6,т.
Заключение по главе
Глава 4. Моделирование процесса кристаллизации слитков с различными
геометрическими параметрами и технологическими факторами.
4.1 Анализ достоверности результатов моделирования, полученных с использованием программного комплекса
4.2 Исследования влияния технологических факторов и геометрических параметров слитка 6,т на развитие дефектов усадочного происхождения в
слитках для крупносортового проката
Заключение по главе
Глава 5. Оптимизация геометрических и технологических параметров слитка с целью получения качественного крупносортового проката.
5.1 Определение оптимальных параметров и моделирование тепловых полей при кристаллизации слитка для крупносортового проката
5.2 Проектирование и апробация литейной оснастки слитка массой 7,0т.
5.3 Расчт теплового баланса прибыли слитка массой 7,0 г
5.4 Результаты термометрировапия слитка массой 7,0т.
5.5 Анализ качества сортового проката, полученного из опытных слитков массой 7,0т.
5.6 Исследование качества проката, полученного из опытнопромышленных
слитков массой 7,0т
Заключение по главе 5
Список используемой литературы
Введение


Исследователями указываются различные причины этого явления от выделения большого количества газов в начальные периоды кристаллизации , до разбухания массы сплава изза взаимного сдвига зрен и их скольжения или поворота 6. Линейная усадка приводит к образованию зазора между изложницей и слитком и снижению интенсивности теплоотвода в раз . Размер и динамика роста зазора определяются интенсивностью теплообмена. При значительной интенсивности теплообмена В в отливке возникает большой перепад температур, при котором увеличивается не только скорость усадки, но и разность реальных величин усадки между отдельными затвердевшими слоями слитка. При небольшой интенсивности теплообмена, имеющего место при затвердевании стали в неметаллической форме В, перепад температур по сечению затвердевшего слоя металла невелик, и усадка не оказывает существенного влияния на теплообмен. У, объмная усадка при затвердевании, еГта объемная усадка в твердом состоянии, . Тл температура ликвидус, К. Наибольшее влияние на коэффициент аУж оказывает содержание углерода, так при увеличении его количества на 1 возрастает на . Влияние других элементов незначительно кремний, марганец и фосфор несколько повышают, а хром и алюминий незначительно понижают коэффициент объмной усадки стали в жидком состоянии , 9. Возникновение усадочной пористости и рыхлости в осевых объмах слитка объясняется усадкой при затвердевании еУз. Температура разливки не оказывает прямого влияния на развитие усадочной рыхлости. Она лишь определяет уровень температуры расплава в прибыли, от которого, при прочих равных условиях, зависит интенсивность питания усадки при затвердевании. Уменьшение внутренней энергии при охлаждении затвердевших объмов стали вызывает термическое сжатие, неодинаковое в различных интервалах температур. Ут. ТсТк0Н, 1. Ткон конечная температура до которой охлаждается слиток, К. Усадка составляет неотъемлемую часть процесса затвердевания стали. Сильнее всего усадка сказывается на тех участках слитка, которые затвердевали последними, их положение зависит от относительной скорости отвода тепла различными частями формы 1. Основными факторами, влияющими на степень развития усадки, являются химический состав, определяющий интервал затвердевания стали, геометрические параметры слитка, температура разливки, а также интенсивность охлаждения слитка. При правильном подборе этих параметров можно получить слиток с оптимальным расположением дефектных участков, что, дат возможность повысить качественные показатели готовых изделий и экономическую эффективность производства. Явление усадки неизбежно сопровождает процесс затвердевания стального слитка. Проявляется оно во внутренних объмах слитка в виде усадочной раковины, рассеянной пористости и осевой неоднородности. Осевая неоднородность при этом может выражаться как в виде отдельных пор различного размера, так и в виде трещин. Причм, усадочная раковина формируется в результате непрерывного опускания уровня металла в прибыли, в основном, вследствие его объмной усадки в жидком состоянии, а трещины возникают в результате разрядки напряжений, являющихся следствием неодновременного изменения отдельных объмов слитка в период его затвердевания и дальнейшего охлаждения. И те, и другие формы проявления усадки негативным образом сказываются на качестве слитка и, следовательно, на готовой продукции. К дефектам стального слитка, обусловленным явлением усадки, можно отнести усадочную раковину, рассеянную пористость и осевые трещины. Решающее влияние на формирование физической неоднородности стальных слитков оказывает интенсивность их охлаждения, характеризующаяся градиентом температур в затвердевающей корке и величиной интервала кристаллизации АТкр между температурами ликвидуса и солидуса. В том случае, если ДТкр5Т1, то реализуется последовательный механизм кристаллизации, развивающийся под влиянием термического переохлаждения, при котором усадочные явления проявляются в виде развитой усадочной раковины. Нели ДТкр5Т1, то имеет место последовательнообъмная кристаллизация, протекающая под действием термического и концентрационного переохлаждений. При этом в слитке наблюдается сосредоточенная усадочная раковина и пористость.