Чугунные изложницы повышенной стойкости для литья цинковых блоков

• Автор: Иванов, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований

1.1 Характеристика условий эксплуатации изложниц и их стойкость

1.1.1 Анализ тепловой работы изложниц

1.1.2 Термические напряжения

1.1.3 Влияние условий эксплуатации на стойкость.

1.2 Анализ параметров изготовления и других факторов, влияющих на стойкость изложниц

1.2.1 Виды и причины разрушений изложниц

1.2.2 Стадии и методы совершенствования конструкции изложницы.

1.2.3 Влияние материала изложницы на е стойкость.

1.3 Цель и задачи исследования
2 Анализ стойкости изложниц на ОАО ЧЦЗ
2.1 Стойкость изложниц, способы е оценки и учета.
2.2 Связь стойкости изложниц с технологией их изготовления
2.3 Влияние условий эксплуатации
2.4 Общий уровень стойкости.
3 Исследование термостойкости изложниц
3.1 Методика расчета температурных полей
3.2 Методика расчета полей напряжений и деформаций
3.2.1 Закономерности возникновения и развития термических деформаций и трещин
3.2.2 Определение возникновения остаточных деформаций и теоретической термостойкости изложниц при теплосменах
3.2.3 Определение полей напряжений
3.3 Оценка адекватности математических моделей
4 Поиск способов повышения термостойкости изложниц.
4.1 Определение закономерностей термического воздействия на изложницу
4.2 Влияние условий эксплуатации.
4.3 Механизм возникновения термических напряжений
4.4 Улучшение технологии изготовления
4.5 Результаты обработки связи стойкости с различными факторами
4.6 Анализ возможности замены материала изложницы.
5 Опытнопромышленные испытания.
5.1 Методика контроля параметров изготовления и стойкости изложниц
5.2 Условный техникоэкономический эффект.
Основные выводы.
Литература


При небольших сечениях элементов напряжения, возникающие в них, будут незначительными, существенно меньшими, чем предел текучести, что, по его мнению, предотвратит возникновение трещин и сетки разгара. А.В. Куксой [] показана возможность исследования напряженно-деформированного состояния стенки изложницы на оптически прозрачных моделях методом фотоупругости для целей рационального конструирования. Результаты исследований термических напряжений в изложницах с использованием методов тензометрирования, фотоупругости, рентгенографии, магнитной анизотропии и других приводятся в работах [,,5]. Но и они также оцениваются приближенно. При этом статические задачи термоупругости легче поддаются решению, чем динамические, и в настоящее время известно достаточно большое количество [,7] решенных задач в аналитическом виде. Однако полученные решения имеют сложный вид, содержат допущения и не всегда удобны для практического применения. Поэтому на практике прибегают к значительным упрощениям теоретических представлений и к экспериментальному изучению сопротивляемости конструкций и материалов при термическом ударе. Изучение термонапряженного состояния чугунных сталеразливочных изложниц с помощью методов математического и физического моделирования дает положительные практические результаты. Установленный уровень напряжений указывает на необходимость применения чугуна с шаровидным графитом []. Как видим, если для наиболее распространенного сплава - стали - не найдены четкие закономерности и не построены кривые распределения напряжений в стенках изложницы, то говорить о таких же параметрах при литье цинка и сплавов на его основе не приходится. Без изучения и анализа тепловой работы и возникающих температурных напряжений изложницы нельзя решить целый ряд таких важных задач, как создание рациональной конструкции изложницы, выбор соответствующего материала, установление оптимальных условий ее эксплуатации, в конечном итоге нельзя добиться существенного снижения расчетной металлоемкости производства и удельного расхода изложниц. Условия эксплуатации изложниц оказывают не менее значительное влияние на стойкость, чем технология производства. После выбивки изложницы охлаждаются без слитка. Наиболее благоприятным, с точки зрения продления срока службы изложницы, является воздушное (естественное или принудительное) охлаждение. Охлаждение водой (душирование) снижает стойкость изложниц, способствует развитию сетки разгара, поэтому его в настоящее время при литье стали, почти не применяют. В качестве смазки чаще всего используют обезвоженную каменноугольную смолу (лак) или другие органические вещества. Смазку производят, когда изложницы при остывании достигнут температуры -0 °С, смазка изложниц при температуре выше 0 °С нецелесообразна, так как каменноугольный лак сгорает и в дальнейшем при разливке стали не образуется защитной газовой прослойки между слитком и изложницей. Правильно нанесенная на внутреннюю поверхность изложницы смазка способствует получению чистой поверхности слитка. При наполнении изложницы металлом летучие вещества и продукты сгорания образуют газовую прослойку между стенкой изложницы и слитком, а тяжелые фракции (смола, кокс) - тонкий гарнисаж, что предотвращает контактирование изложницы с жидким металлом и предохраняет ее от выгаров, приваров и других дефектов. Однако при разливке стали в смазанные лаком или другими органическими веществами изложницы возникает большое количество разнообразных дефектов в затвердевающей поверхностной корочке слитка (плен, заворотов, подкорковых пузырей, трещин и других дефектов). Одним из современных способов разливки стали является разливка в изложницы под защитным слоем синтетических шлаков, получаемых расплавлением заранее приготовленных шлаковых смесей теплом жидкой стали, а также в специальных однофазных или обычных электропечах. В настоящее время наибольшее распространение получили синтетические шлаки из шлакообразных экзотермических смесей и шлакообразующих брикетов, забрасываемых в изложницу и расплавляемых теплом жидкой стали.