Разработка и исследование новой машины для производства литых высококачественных заготовок мерной длины

• Автор: Мещанинова, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 05.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 158 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ МАШИН
ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Способы и установки горизонтального непрерывного литья заготовок
1.2. Существующие машины непрерывного литья заготовок горизонтального типа
1.3.Новая машина и особенности получения литой мерной заготовки при формировании ее с увеличенным шагом
Цели и задачи исследования
Выводы
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕРМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ «ЗАГОТОВКА-КРИСТАЛЛИЗАТОР» В ПРОЦЕССЕ РАЗЛИВКИ
2.1. Физическая модель направленного формирования заготовки при горизонтальном литье
2.2. Построение математической модели, аппроксимация краевой задачи затвердевания, численная схема решения
Выводы

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ЗАГОТОВКИ В УСЛОВИЯХ НОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ “ЗАГОТОВКА-КРИСТАЛЛИЗАТОР”
3.1. Определение границ изучаемой области
3.2. Обоснование возможности отливки бездефектной
заготовки
3.3. Выбор параметров процесса
3.4. Параметрический анализ процесса взаимодействия элементов системы «заготовка-кристаллизатор»
3.5. Анализ теплового состояния кристаллизатора
Выводы
4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СХЕМЫ МАШИНЫ И ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ
4.1. Системный подход на стадии проектирования литейной машины
4.2. Основные исходные положения при конструировании новой машины
4.3. Состав и взаимодействие механизмов и систем машины. Особенности конструкции
4.4. Технологический процесс получения полой круглой заготовки прогнозируемого качества и теплофизического состояния
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Непрерывное повышение потребительских свойств металла достигается использованием новейших достижений как плавильного производства, так и других переделов. Большое внимание уделяется внепечной обработке и разливке металла. Разливка металла - производство заготовок, формообразование которых происходит из материала, находящегося в расплавленном состоянии.
Разливка металла и его затвердевание являются важнейшими этапами по формированию кристаллической структуры заготовки, возникновения химической и физической неоднородности и других дефектов заготовки. Некоторые дефекты не устраняются при дальнейшей пластической и термической обработке, ухудшая служебные свойства готового изделия.
Современными технологиями разливки являются непрерывное и полунепрерывное литье металлов и сплавов. Непрерывная разливка -процесс, при котором жидкий металл из разливочной емкости непосредственно и непрерывно поступает в кристаллизатор-формообразователь заданного сечения. Частично затвердевшая заготовка непрерывно вытягивается в зону вторичного охлаждения, где происходит полное ее затвердевание. В самой схеме способа литья заложена принципиальная возможность непрерывного производства из жидкого металла заготовок бесконечной длины. При полунепрерывном литье длина заготовки обусловлена конструктивными особенностями машины. Полунепрерывное литье и относящиеся к нему разливочные машины с полным основанием рассматриваются как этап развития непрерывного литья, получивший самостоятельное значение. Непрерывная разливка металла обеспечивает высокую степень однородности заготовок,

Техническая характеристика ГМНЛЗ ПО «Уралмаш»
Диаметр отливаемой заготовки, мм
Длина кристаллизатора, мм
Скорость вытягивания заготовки, м/мин ДоЗ
Шаг винтовой торцовой стенки кристаллизатора
(вытягивание заготовки за оборот), мм 30
Частота вращения заготовки при шаге
торцовой стенки, 30 мм
50 мм
Усилие вытягивания тянущей клети, кН до
Длина заготовки, мм 8000
Масса оборудования, т
Внедрение ГМНЛЗ за рубежом
Несмотря на то, что в развитых капиталистических странах наблюдается тенденция к снижению объема производства стали, доля непрерывнолитой стали в структуре металлопродукции неуклонно возрастает. Увеличение объема производства непрерывнолитой стали объясняется вводом в эксплуатацию новых МНЛЗ и модернизацией действующих с целью повышения производительности. Данные о введенных в эксплуатацию и строящихся МНЛЗ свидетельствуют о том, что в настоящее время в мире усиливается тенденция к сооружению слябовых и сортовых установок [50 - 53].
Толчком развитию направления непрерывной разливки послужило успешное освоение в 70-е годы XX столетия МНЛЗ со стабильным процессом получения заготовки.
Фирма «General motors», США занимается горизонтальным непрерывным литьем с 1964 года. С 1968 года по лицензии этой фирмы стала выпускать ГМНЛЗ западногерманская фирма «Техника ГУСС», позднее - «Мап-nesmann-Demag»,OPr и ряд других фирм [54 - 56]. В 1971 году в США бы-