автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Исследование технологического процесса получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок

На правах рукописи

БАХМАТОВ ПАВЕЛ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

УДК 532.516.5:621.746.074

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК

Специальность: 05.16,04 - Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

Комсомольск-на-Амуре 2003 г.

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Комсомольском-на-А муре государственном техническом университете» (ГОУВПО «КнАГТУ»)

Научный руководитель: Заслуженный изобретатель РФ,

доктор технических наук, профессор Стулов 8.В.

Официальные оппоненты; Доктор технических наук, профессор

Защита состоится "20" ноября 2003 г. в 12:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.092.02 в государственном образовательном учреждений высшего профессионального образования «Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете» по адресу: 681013, г.Комсомольск-на-Амуре, ул. Ленина, 27, КнАГТУ.

Ваш отзыв в 2-х экземплярах, заверенный печатью организации, просим выслать по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета, (факс: 3-61-50)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КнАГТУ.

Ульянов В. А

Кандидат технических наук Васин В.В.

Ведущая организация: ОАО «КнААПО»

(г. Комсомольск-на-Амуре)

Автореферат разослан "20" октября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

- Ц

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях падения объемов производства литых заготовок традиционные технологические процессы оказались нерентабельными из-за низкого выхода годного металла, больших энергетических и трудовых затрат.

В нашей стране и за рубежом получение полых заготовок из сплошных осуществляется на автоматических станках в результате их прошивки. Заготовки подвергаются дополнительным трудоемким операциям: обжим, ковка, прошивка. При получении полых трубных заготовок на установках МНЛЗ толщина стенки имеет ограниченную толщину, накладываются ограничения на скорость разливки. Заготовки, полученные центробежным литьем, имеют цилиндрическую форму и ограниченную длину.

Указанные недостатки устраняются в технологическом процессе получения полых заготовок с применением литейно-ковочного модуля (ЛКМ), разработанного в Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН д.т.н., профессором Одиноковым В.И.

Как показали многочисленные исследования, проводимые Одиноковым В.И, и Стуловым В.В. технология получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок (НЛДПЗ) на ЛКМ имеет ряд недостатков, которые сдерживают её внедрение в производство. Основными недостатками разработанных способов получения НЛДПЗ является неравномерный рост корочки на парных стенках кристаллизатора, что приводит к растрескиванию металла и смещению отверстия относительно центра заготовки. Кроме этого, отсутствие результатов физического моделирования работы кристаллизатора затрудняет разработку технологии получения полых заготовок.

Увеличение выхода годных НЛДПЗ и снижение их себестоимости зависит от технологии производства полых заготовок и достигается разработкой новых способов и устройств для их получения.

Целью работы является исследование процессов и разработка устройств для получения НЛДПЗ в условиях наложения непрерывной деформации на жидкий и кристаллизующийся металл. Поиск управления качеством, выходом годного и размерно-геометрической НЛДПЗ.

Для достижения этой цели в работе решаются следующие задачи:

- разработка способа и устройств для непрерывной разливки металлов с целью получения полых заготовок;

- отработка на опытно-промышленной установке литейно-ковочного модуля основных режимных и технолого-конструктивных параметров разливки пластичного металла, формирования заготовки, сопровождающейся деформацией корочки;

- установление оптимальных параметров разливки ст

- выработка рекомендаций по снижению уровня дефектности в заготовках.

Методы исследования. Для решения перечисленных задач применяются метода теории подобия и теплопередачи.

Научная новизна работы.

1) Разработаны способы получения НЛДПЗ.

2) Обоснованы и предложены конструктивные разновидности устройств, используемые при получении НЛДПЗ.

3) Установлены оптимальные параметры разливки металлов, обеспечивающие получение качественной поверхности полых заготовок.

4) Экспериментально изучен теплообмен в кристаллизаторе при непрерывной разливке с деформацией металла.

5) Выполнено физическое моделирование процесса формирования НЛДПЗ.

6) Исследованы пути управления качеством НЛДПЗ.

Практическая ценность работы. Предложены к промышленному

освоению технологически и конструктивно обоснованные способы получения полых заготовок.

Разработаны и предложены рациональные технологические и конструктивные параметры кристаллизатора н установки.

Приведены зависимости для определения степени деформации полой заготовки от конструктивных параметров кристаллизатора и параметров режимов разливки, определены параметров режима разливки стали.

Реализация результатов работы. Представленный в работе цикл исследований был выполнен в рамках включенных в Государственную программу фундаментальных исследований Российской академии наук темы: «Исследование процесса деформации корочки на литейно-ковочном модуле (ЛКМ). Оптимизация параметров и совершенствование конструкции ЛКМ» Комсомольск-на-Амуре, 1997-2001 гг.

Результаты исследований внедрены в Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН при отработке технологических процессов получения полых заготовок.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной молодежной научной конференции XXVII Гагарннскне чтения (Москва, МАТИ, 2001), Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2001), ежегодных научно-технических конференциях студентов и аспирантов Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета (Комсомольск-на-Амуре, 2001-2002, 4 доклада), Российско-китайском симпозиуме «Проблемы коммерциализации научно-технических разработок» (Владивосток, президиум ДВО РАН, 2001).

Личный вклад автор». Автор самостоятельно выбрал методику исследований, принимал непосредственное участие в экспериментальных исследованиях, обработке и анализе результатов исследований.

Основные научные положении. Автором защищаются следующие основные научные положения:

• способы получения непрерывнолитых полых деформированных -заготовок и устройства установки литейно-ковочного модуля;

• результаты моделирования на свинце получения непрерывнолитых деформированных профильных и полых стальных заготовок на опьгпю-промышленноЙ установке;

- результаты тепловой работы стенок кристаллизатора и теплообмена металла в процессе получения заготовок;

- результаты исследования качества полых деформированных заготовок;

- экспериментальные данные затвердевания непрерывнолитых полых заготовок;

- результаты опытно-промышленных исследований получения деформированных полых заготовок из труднодеформируемого свинцово-сурьмянистого сплава.

Достоверность основных научных положений по работе обеспечивается результатами разливок металлов и согласованием результатов с современными представлениями о процессах теплообмена в кристаллизаторе и затвердевания заготовок.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работу из них два патента на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, изложенных на 143 страницах машинописного текста. Работа содержит 4] рисунок, 7 фотографий, 13 таблиц. Список использованных источников включает 116 наименований

СТРУКТУРА РАБОТЫ

Во введения отмечается, что создание и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов на металлургических заводах России является приоритетным направлением по причине того, что оборудование металлургического производства является морально устаревшим и физически изношенным.

В первой главе работы рассматриваются имеющиеся конструкции устройств и способов получения полых заготовок; результаты исследований процессов затвердевания заготовок. Для разработки устройств и тех-

нологин получения непрерывных деформированных полых заготовок необходим детальный анализ всех предшествующих работ в этой области.

Установки вертикального типа, применявшиеся в первой половине 60-х годов, имели ограниченные возможности по производительности и скорости разливки. Для увеличения производительности установок длина зоны вторичного охлаждения должна возрасти. Эти установки применяют в основном для получения полых трубных заготовок, разливки специальных сталей и отливки слитков особо крупного сечения.

В 1962 г. было начато проектирование первой опытной промышленной установки с радиальным кристаллизатором. Затраты на сооружение и эксплуатацию радиальных машин оказались значительно меньше, чем при использовании вертикальных установок. При равной высоте столба жидкого металла установки радиального типа позволяют увеличить технологическую длину примерно в 1,5 раза по сравнению с вертикальными и за счет этого увеличение скорости разливки. Радиальные машины получили наибольшее распространение при разливке стали в слитки широкого сортамента от мелких сортовых заготовок до крупных слябов.

После 1965 года стали создаваться качественно новые установки криволинейного типа, на которых реализовано выпрямление затвердевшего слитка на некоторой длине участка зоны вторичного охлаждения. На криволинейных машинах выпрямление слитка в двухфазном состоянии не накладывает ограничений по скорости разливки металла. Установки этого типа используются при производстве слябов различных сечений с высокой производительностью.

В известных настоящее время машинах для получения непрерывных полых заготовок невозможно получать заготовки с произвольной формой наружной и внутренней поверхности по причине вращения центрального стержня. Увеличение длины дополнительного устройства для вытягивания полых заготовок создает вероятность обрыва металла по причине возникновения растягивающих напряжений в корочке. Необходимость согласования скорости вытягивания заготовки с заливкой металла в кристаллизатор затрудняет эксплуатацию машины.

В перечисленных установках непрерывной разливки металла разрушение корочки приводит к выливанию расплава за пределы кристаллизатора. Поэтому в известных установках разрушение фронта кристаллизации недопустимо. При этом корочка выступает в роли барьера, препятствующего отводу тепла от жидкой сердцевины.

Учитывая недостатки известных установок непрерывной разливки металла а 1992 году в Институте машиноведения и металлургии ИМиМ ДВО РАН (г. Комсомольск-на-Амуре) была создана лабораторная установка, на которой процесс формирования непрерывной заготовки сопровождался интенсивным разрушением фронта кристаллизации. При этом

жидкая фаза не проникала за пределы кристаллизатора, а зона вторичного охлаждения металла отсутствовала как таковая, Положительные результаты получения профильных и полых заготовок из легкоплавких сплавов, а также алюминия, разработанные механизмы формирования заготовки и способы разливки металлов послужили основанием для изготовления и запуска в 1997 году в ИМкМ ДВО РАН опытно-промышленной установки с мощностью привода 65 кВт для получения заготовок шириной 100 мм. За короткий период времени с 1997 по 1999 год на установке отработаны режимы и способы получения профильных и цилиндрических заготовок из труднодеформируемых свиицово-сурьмянистых сплавов. По результатам исследований подготовлено 90 изобретений с выдачей патентов, опубликовано более 40 научных работ и 3 монографии.

Результаты исследований получения полых заготовок на лабораторной установке оказались недостаточными и неполными по причине невозможности существенных конструктивных изменений устройств для получения заготовок и разработки новых способов разливки, а также невозможности тепловых измерений работы вертикальных стенок. Сравнительно малая ширина получаемых заготовок 30 мм оказалась недостаточной для исследования качества наружной поверхности полых заготовок и установления взаимосвязи колебаний уровня расплава с величиной подачи и раэяотолщинностью полой заготовки. Кроме этого, на лабораторной установке затруднялось физическое моделирование процесса получения цилиндрических полых стальных заготовок на свинце.

Во второй главе работы приведено описание работы литейко-ковочного модуля, разработанных устройств и способов получения деформированных полых заготовок.

Разработанные способы получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок из кристаллизующего расплава заключаются в подаче металла в пространство кристаллизатора с двух сторон между установленным в кристаллизаторе центральным стержнем и стенками. Формирование корочки заготовки осуществляется на поверхностях двух наклонных в верхней части стенок. Центральный стержень выполнен с возможностью поворота относительно этих стенок, одновременная засыпка в кристаллизатор измельченного металла в количестве 40^-60% к заливаемому металлу.

Установка ЛКМ состоит из обогреваемой разливочной емкости, водо-охлаждаемого кристаллизатора с приводом, редуктора и электродвигателя.

На рис.1 показана схема кристаллизатора опытно-промышленной установки ЛКМ-2 и расположение термопар в наклонной 1 и вертикальной 2 стенках. В наклонной стенке термопары №3 и №4 располагаются на расстоянии Н<=0,190м от верхней точки поверхности стенки кристаллизатора с наклонным верхним участком в горизонтальной плоскости. Расстояние между точками установки термопар 5=310"3м. Термопара №3

расположена на расстоянии 0,004м от рабочей поверхности зоны намораживания твердых корочек из расплава. Основная рабочая зона обжатия корочки заготовки располагается на вставке 3, в которой выполнены два прямоугольных канала 4 для прохода охлаждающей воды.

При выполнении разливки геометрические параметры стенок кристаллизатора исследуемого устройства следующие: наклонная стенка -высота Н=0,4м, толщина — 0,098м, количество водоохлаждаемых каналов п=2, диаметр канала <1=0,02м, расстояние от рабочей поверхности стенки до водоохлаждаемого канала 5]=0,02м, коэффициент теплопроводности материала стенки Х=30 Вт/м-К; вертикальная стенка - высота Н=0,4м, толщина - 0,04м, количество водоохлаждаемых каналов п=1, диаметр канала й=0,02м, 6: =0,0125м, Х.=30 Вт/м-К. В канале стенки устанавливали трубку диаметром 0,013 м с 8 отверстиями диаметром 2 мм каждое для разбрызгивания воды.

ШОг

Рис. 1. Схема кристаллизатора опытно-промышленной установки ЛКМ-2 и расположение термопар в стенках: I -наклонная стенка; 2- вертикальная стенка; 3- вставка; 4- водоохлаждаемые каналы

На рнс.1 буквами Н), Нг и Нз обозначены соответственно высота зоны калибрования поверхности заготовки (Н1=0,06м), высота зоны обжатия корочки (Н:=0,12м) и высота зоны формирования корочки (Нз-0,15-0,17м).

Основные расчетные формулы, используемые при исследовании тепловых режимов работы стенок кристаллизатора:

Тепловой поток, отводимый охлаждающей водой в канале стенок кристаллизатора, определяется по формуле

С^С-т-Дг, (I)

Плотность теплового потока в водоохлаждающем канале стенок кристаллизатора определяется по выражению

Ч=Ов/Р, (2)

где Г - поверхность теплообмена канала.

При известных значениях теплового потока, отводимого охлаждающей водой, и коэффициенте теплоотдачи воды из выражения

0 = а.р(1с-*в) (3)

определяется средняя температура поверхности водоохлаждаемых каналов стенок кристаллизатора.

Средняя температура рабочей поверхности стенок определяется с использованием закона Фурье

• «Д-й-у/Л. (4)

Теплообмен воды в канале вертикальной стенки описывается выражением

N11=0,021 Ке0'1-Рг°*4Э-(Рг/Рг<;)0*25 (5)

Теплообмен воды в цилиндрическом канале наклонной стенки описывается выражением

Ыи = 4,36(1 + 0,032— ■ Ре- Рг'" )м • (Рг/ Рг )*■", (6)

*

где х - расстояние до рассматриваемого сечения.

Коэффициент теплоотдачи воды в прямоугольном канале вставки наклонной стенки можно определить по критериальному выражению

--(7)

8

где^=(100-Яе)А15, е,=(ц / 1 - коэффициенты. (1э!=2ав/(а+в), а н в - параметры прямоугольного канала.

Теплообмен расплава с корочкой в верхней части кристаллизатора определяется по выражению

№1=0,343«е®'5-РгоЛ (8)

где в критерии Рейнольдса толщина гидродинамического пограничного слоя определяется по выражению

¿ = (8') В критерии Нуссельта выражения (8) толщина теплового пограничного слоя определяется с учетом предыдущего выражения

&Т = 5/Рг04. (8")

Тепловой поток подводимого в кристаллизатор расплава определяется по выражению

а = «-в •(г0-и+С((, -(„)+ Ц (9)

Средняя температура выходящей из кристаллизатора заготовки определяется из выражения

(10)

Средние значения коэффициентов теплопередачи стенок кристаллизатора и теплоотдачи заготовки определяются соответственно по выражениям

(И)

— 'и -'„

Скорость на оси струи связана со скоростью на выходе из отверстия разливочной емкости соотношением

где Хо=2,06то - полюсное расстояние.

Толщина корочки заготовки вдоль наклонной стенки кристаллизатора определяется по формуле

4 = (13)

Толщина корочки заготовки вдоль вертикальной стенки кристаллизатора определяется по формуле

Степень обжатия корочки на наклонных стенках кристаллизатора связана с толщиной полой заготовки выражением

05)

Теплообмен горячей воды со стенкой кристаллизатора описывается выражением

Ни-О.ббФКе^Рг0'" (Рг/Ргс)025 (16)

Коэффициент теплоотдачи жидкой стали и скорость расплава связаны между собой выражением

«=41519-ш0-* (17)

В третьей главе работы на основании результатов экспериментальных исследований на пластичном металле изучено получение непре-рывнолитых деформированных профильных и полых стальных заготовок, подробно рассмотрен теплообмен горячей воды, заливаемой в рабочую полость кристаллизатора опытно-промышленной установки Л КМ-2 по результатам измерения температуры наклонной стенки вт.З на рис Л - При значении коэффициента теплоотдачи воды а = 549 Вт/(м2-К), определенному по выражению (16), значение плотности теплового потока в наклонную стенку кристаллизатора q = 24,7 кВт/мг, При температуре горячей

воды 1о = 95 °С, расходе горячей воды Г„= 0,32 м3/час, расходе воды на охлаждение кристаллизатора 1,84 м^час, температуре воды г, = 8 °С максимальное значение температуры наклонной стенки в точке установки термопары >63 г3 = 50 + 55 °С наступает через т = 85 4- 90с с момента разливки.

На рис.2 показаны поперечные сечения получаемых деформированных профильных свинцовых заготовок.

Ь'

\Л

- -6

Рис.2. Поперечное сечение деформированной профильной свинцовой

заготовки

Параметры процессов: (о = 335 + 440 °С, и = 0,6 - 1,5 м/мнн„ V = 1,48-2,95 м'/час, 1. = 7 - 30 °С, Ь = 1,05 - 2,1м; зхЬ = 7,8x98 - 12x98 мм3 и з'хЬ1 = 25,8x75 - 28x82 мм1. В режимах разливки №1-4 поперечное сечение заготовок показано на рис, 2,а, а в режимах разливки №5-7 - на рис. 2,б.

В режимах разливки №1-4, б и 7 разливка свинца осуществлялась из обогреваемой разливочной емкости при наличии 1 или 2 струй с регулировкой расхода перемещенном стопора. В режиме №5 разливка свинца из емкости осуществлялась на 8 струй диаметром 2,3 мм каждая с перекрытием расхода расплава из емкости общим для всех 8 отверстий (струй) клапаном.

В режиме заливки №4 после заливки металла в кристаллизатор осуществлялась его выдержка в течение т = I Ос с последующей деформа-ь цией заготовки. Заготовка получена с хорошим качеством поверхности

без наплывов и расслоений металла.

В режиме разливки №7 при двухструйном подводе расплава в кристаллизатор и регулировке уровня заливки перемещением стопора в разливочной емкости получена заготовка с отсутствием расслоений металла и незначительными наплывами на поверхности профиля.

Таблица 1

Оптимальные параметры процесса и тепловых режимов работы наклонных стенок кристаллизатора при получении свинцовых заготовок

№ режима ®С V, м/мик. У, и'/час кВт/и *С & "С Вт^м'-К) к. Вт^м'Ю

4 335 1,49 2,95 170 46 84 756 609

7 340 0,83 1,48 117 54 93 483 337

Таблица 2

Оптимальные параметры тепловых режимов работы вертикальных стенок кристаллизатора при получении свинцовых заготовок

№ режим* К м^час кВт/«* 'С «и Вт/(мг-К) 01), Вт/(мгК) к, Втй(м*К)

4 0,28 200 44 127 14526 1099 717

7 0,1 141 33 82 5332 557 430

При физическом моделировании разливки стали (режим разливки свинца №4) обеспечивается при М„ = 1 равенство на модели и оригинале значений критериев подобия Р0 = 0,003; ВГМ = 7,67; Й2-*!' = 0,8 МО*, Ко 0,715. В качестве температуры окружающей среды в критерии Ко принимается температура рабочей поверхности наклонной стенки кристаллизатора I, = 122 = 677 вС, I, = 1471, Хя = 1446 и 1с = 1416 °С. При параметрах свинца со = 0,74 м/с, х = 0,05 м, 5 = 0,71 10*3 м по выражению (8) значение ас» = 16030 Вт/(мгК). Из равенства комплекса критериев = 7,67 определяется для стали значение а„ = 21910 Вт/(м2-К), а по выражению (17) определяется скорость стали в струе © = 0,45 м/с. Время прохождения стальной заготовки в кристаллизаторе из условия равенства Р0 = 0,003 имеет значение г = 24 с, что соответствует скорости разливки стали = 0,75 м/мин.

По рис.3 видно, что с увеличением уровня заливки расплава значения толщины корочки заготовки возрастают. При одном и том же уровне заливки расплава наибольшие значения толщины корочки £ наблюдаются в режиме №5 при распыливании металла, и наименьшие значения ^ - в режиме №1 при значительных перегревах металла и скорости разливки в 1,75 раза больше, по сравнению с режимом №5.

Сравнение значений £ по рис.3 показывает, что значения толщин корочек вдоль вертикальной стенки в 1,4+3,4 раза превышают значения толщин корочек заготовки вдоль наклонной стенки.

5-1 "

м

lu

О

50

100 H-tOT^a

-1-1-SJ

0 50 100 H-ierSt

Рис.3 Зависимость толщины корочки свинцовой заготовки вдоль вертикальной (а) и горизонтальной (6) стенок кристаллизатора от уровня заливки расплава при различных режимах: а: I-5-соответственнорежимы 1-5; 6-режим7;

б; I-режим I; 2-режимы 2 и 5; 3,4-режимы 3,4; 5-режнм 7

При одном и том же уровне заливки расплава наибольшие значения = 0,65-0,7 при H = 0,125 м наблюдаются в режиме №3, а наименьшие значения е™, = 0,6 - в р.№1 и 4. Наиболее крутой характер зависимостей еш наблюдается при H S 50 мм. С увеличением уровня заливки расплава уменьшается соотношение Де / ДН. Так Ле / ДН =■= 2 при H = 100 мм и 7,5 при H = 50 мм, то есть уменьшается в 3,75 раза. В результате в меньшей степени влияние колебаний уровня ДН на изменение Де.

Определенные параметры режимов разливки и режим охлаждения стенок кристаллизатора обеспечивают получение качественной непре-рывнолитой профильной заготовки. Установлены скорость разливки стальных заготовок, скорость металла в кристаллизаторе, температура перегрева стали и температура рабочей поверхности стенки кристаллизатора.

Формирование наружной цилиндрической поверхности полой заготовки осуществляется в зоне обжатия корочки высотой Нг>0,12 м на рис.1 с калиброванием поверхности заготовки в зоне калибрования высотой H ! =0,06 м. Высота зоны формирования корочки заготовки Hj*0,15-0,2 м.

На рис.4 показано поперечное сечение получаемых свинцовых заготовок. Радиус наружной цилиндрической поверхности заготовок г-0,008м.

В табл. 4 приведены параметры режимов разливки свинца при моделировании процесса получения сплошных и полых цилиндрических стальных заготовок. В режиме №1 исследовалась работа кристаллизатора при отключенном охлаждении вертикальных стенок через промежуток времени т=20-30 с. с частичной засыпкой измельченного металла.

Г\.

У1

Рис.4. Поперечное сечение деформированной полой заготовки

Таблица 4

Параметры режимов разливки при получении полых свинцовых заготовок

№ «с мЬки 1,, н, > С и, с V» м^/час ахв. п, <1,

реима м М С и м»г об/мнн и

1 1.2 2,39 0,2 340 15 5 0,627 0,96 25x100 86... 105 0,005

2 1,0 2,55 0,1 335 5 5 0,617 1.363 25x100 108...117 0,005

В режиме №1 разливка свинца осуществляется при более высоком уровне заливки расплава на расстоянии 0,05...0,1 м от верха наклонной стенки, а в р.№2 на расстоянии 0,15...0,2 м от верха кристаллизатора, то есть на 0,1 м ниже. Стержень для получения полой цилиндрической заготовки в начале процесса устанавливается по центру кристаллизатора. В р.№2 исследовалась возможность одновременного получения за один процесс нескольких полых цилиндрических заготовок. Для этой цели в начале процесса сердечник устанавливается со смещением от центра кристаллизатора на расстояние В] на рис.4, а получаемое отверстие показано пунктирной линией.

В р.№1 обеспечивается получение цилиндрической полой заготовки с хорошим качеством поверхностей после замедленного роста корочки на вертикальных стенках при отключенном охлаждении и засыпке металла..

В режиме разливки №2 опускание уровня приводило к появлению наплывов и расслоениям металла. Через 0,5 м от начала заготовки произошел полный переход искривленного сердечника из крайнего положения, показано пунктиром на рис,4, в центр кристаллизатора. В дальнейшем до конца процесса разливки в р.№2 поддерживался более низкий уровень расплава по сравнению с р.№1. Переход сердечника из крайнего положения в центр кристаллизатора характеризуется расслоением заготовки в месте перехода и объясняется деформационными процессами.

В табл. 5 и 6 приведены параметры тепловых режимов работы наклонных и вертикальных стенок кристаллизатора при получении полых свинцовых заготовок в начале разливки.

Таблица 5

Параметры тепловых режимов работы наклонных стенок кристаллизатора при получении полых свинцовых заготовок

№ рмгим* "с ч. . кВт/ы 1м, ЛС иг. °С Вт Вт * мг-К Вт а1' м2 ■ К

1 2 117 43 82 3060 413 565

2 4 415 83 221 5310 1293 3915

Таблица б

Параметры тепловых режимов работы вертикальных стенок кристаллизатора при получении полых свинцовых заготовок в начале

разливки

№ режим* ли, «с % Ч, кВт/м 1 °С С Вт «1. —у—-м К Вт м1 К Вт аъ м> К

1 4 65 147 28 89 13760 537 735

2 2 75 157 16 81 14400 488 638

По выражению (8) получаем значения коэффициентов теплоотдачи расплава для р.№1 и 2 соответственно равные сь=9330 и 12320 Вт/(мг К). По выражению для плотности теплового потока при перепаде

температур между расплавом и корочкой Д1=15..,30 ®С получаем для р.№1 и 2 соответственно значения я=140...280и 185...370 кВт/м2.

По рис.5 видно, что толщины корочки металла вдоль вертикальных стенок в начале процесса превышают соответствующие значения вдоль наклонных стенок. С увеличением уровня заливки свинца расхождения в значениях толщин корочек на кривых 1 и 3 для режима разливки №1 и кривых 2 и 4 для режима №2 возрастают. Прн уровне заливки свинца Н=0,05 м соотношение значений толщин корочек вдоль вертикальной стенки £,( и наклонной стенки^ в режиме №1 равняется Ед ~2,05, при Н=0,1-Е,( /^=2,7, а при Н=0Д5м-234. Уменьшение соотношения по рис.б при уровне заливки свинца Н>0,1 м определяется тем, что коэффициент затвердевания металла Р в районе вставки наклонной стенки в 1,4 раза превышает соответствующее значение для верхней части наклонной стенки.

В режиме №2 недостаточный уровень заливки свинца Н=0,1м обеспечивает достижение максимальных значений £|=25*10"3 и ^2=8,5-10'3м при соотношении !%г =2,94. При отсутствии охлаждения вертикальных стенок устраняются расхождения значений £ вдоль стенок.

По рис. 6 видно, что получение качественной с обжатием полой свинцовой заготовки обеспечивается при уровне заливки металла Н>0,1м. Наиболее крутой характер зависимости в={Щ) наблюдается при Н=0,1 ...0,14 м. При Н=0,1...0,13 м соотношение Ле/ЛН=40м, а при Н>0,14м-20лГ, то есть с увеличением уровня заливки металла в меньшей степени влияние колебаний уровня на изменение степени обжатия корочки.

Рнс.5. Зависимости толщин корочек Рис.6. Зависимость степени об-загогоиси от уровня запивки свинца жатия корочки полой заготовки от 1Д - вдоль вертикальной стенки уровня заливки свинца {р.№1) 3,4 - вдоль наклонной стенки 13-режим №1; 2,4-режим J62 5-при отсутствии охлаждения вертикальной сюнки

Разливка полых свинцовых заготовок при равенстве определяющих критериев подобия Fo, Bi-N, il^N', Ко обеспечивает моделирование разливки стали. Для режимов разливки №1 и 2 значения критериев подобия соответственно следующие: Fo=Ö,0064 н 0,024; Bi-N=4,43 н 1,85; tf-N^M-lO4 и 2,21-10*; Ко=0,71 и 1,64,

В критерии Коссовича в качестве температуры окружающей среды t, принимается температура рабочей поверхности наклонной стенки кристаллизатора t22- Для режима разливки свинца №1 при температуре 1и=204°С в верхней части наклонной стенки и 1г2=82°С в районе вставки наклонной стенки соответственно получаем значения Ко=*1,41 и 0,71. Для обеспечения равенства на модели и оригинале Ко=1,41 и 0,71(по режиму разливки свинца №1) необходимо соблюдение при разливке стали 08XI8H10T значений следующих параметров: to=147rC; tc=1416°C;

1Л=1446°С; г,=992 и 575°С, С,=756 и Сг=550 Дж/(кг К), Ь=287 КДж/кг. Подобие процесса разливки обеспечивается при перегреве стали ДГ=25°С,

Из условия равенства комплекса критериев (В1*Ы) при характерном размере хо=0,2 м по режиму № 1 определяется значение коэффициента теплоотдачи жидкой стали, которое равняется 0^=9040 Вт/м^К. Из выражения 0^=41519сйм определяется скорость жидкой стали в ^кристаллизаторе при разливке, равная ©**0,1 5 м/с.

Проведенное моделирование разливки стали 08Х18Н10Т показывает, что в натурных условиях возможна разработка конструкции кристаллизатора, а также поддержание температуры рабочей поверхности наклонной стенки ^=575°С (при моделировании на свинце в рЛг!).

При выполнении деформаций свинца и стали на одной и той же установке параметры I и т будут одинаковыми: т=200 кг, 1=0,1 м.

Для режима разливки свинца №1 и п=108 об/мин. время обжатия заготовки за один оборот приводных валов т=1,8 с.

После подстановки исходных параметров в значение критерия N=15900 получаем для разливаемой стали время деформации корочек за один оборот приводных валов г3! ,46 с или значение п=87 об/мин.

У четвертой главе работы приведены результаты опытно-промышленных исследований получения непрерывных деформированных полых заготовок из труцнодеформируемого свиицово-сурьмяянсгого сплава при различном уровне расплава в кристаллизаторе и стопорном 1-2 струйном подводе расплава.

В настоящей главе подробно рассмотрено получение непрерывно-литых полых заготовок из труднодеформнруемого свинцово-сурьмянистого сплава с содержанием сурьмы 4%.

На рнс. 1 показана схема кристаллизатора ЛКМ-2 и расположение термопар №1 и Г в вертикальных стенках. На рис. 5 показано поперечное сечение получаемой заготовки.

В режиме разливки №1 при уровне заливки свинцово-сурьмянистого сплава Н=0,1...0,2м по обе стороны от сердечника наблюдаются колебания расплава с оголением корочек. В конце процесса при опускании уровня происходит обрыв полученной заготовки длиной Ь=2,1м. Установка сердечника непосредственно на вертикальных стенках приводит к его перекосам и смещению отверстия относительно центра заготовки. На полученной в р.№1 заготовке наблюдаются незначительные трещины и несплавления при хорошем качестве поверхности заготовки.

Разливка осуществляется с подачей металла двумя струями на наклонные в верхней части стенки при расстоянии между струями 0,04м. В одной из наклонных стенок устанавливается бронзовая вставка.

В режиме разливки №2 подача расплава в кристаллизатор осуществляется 1..2 струями диаметром 5...6 мм на наклонные в верхней части стенки при уровне заливки расплава 0,2..,0,25м. Полученная заготовка ха-

растеризуется незначительными трещинами со стороны вертикальной стенки в начале разливки Отключение охлаждения вертикальных стенок и засыпка металла улучшают качество заготовки.

Таблица 9

Параметры режимов разливки свинцово-сурьмя и истого сплава при получении полых заготовок

№ и н. и, Ч: К н'/час К ахв, мы п. а,

кшя м/мян м мм С и. ч^чкс о№мнн. м

1 0,93 2,1 100. .200 315 5 5 0,44 0,« 25x100 90.. 138 0,005

2 1,07 4,26 200...230 310 10 10 0.63 129 25x100 124 126 0,005

1 1.03 4,62 200 .250 310 .315 13 4 0,5« 1,03 15x100 92 115 0,005

4 0.8. 0,9 2,99 100 200 320 5 5 0,44 0,8 25x100 «4 N2

В режиме разливки №3 подача расплава в кристаллизатор осуществляется струей диаметром бмм по одну сторону от сердечника на наклонную в верхней части стенку. Полученная заготовка характеризуется отсутствием дефектов на длине 1,9м в начале процесса. Незначительное опускание уровня расплава в пределах 50...70мм приводит к появлению наплыва на поверхности заготовки и трещин. Восстановление уровня расплава В кристаллизаторе Н=0,2.. ,0,25м и отключение охлаждения вертикальных стенок приводит к улучшению качества поверхности заготовки.

В режиме разливки №4, выполняемом через интервал времени т=5...10мин, после обрыва заготовки в р.№1, наблюдается обрыв заготовки по причине колебаний уровня расплава с его выплескиванием при недостаточных оборотах приводных валов п=84..,90 об/мин. В начале процесса заполнение кристаллизатора расплавом с его переохлаждением приводит в начале процесса деформации заготовки к обрыву сердечника. Поэтому параметры тепловых режимов работы стенок кристаллизатора в р.№4 не приводятся.

Таблица 10

Параметры тепловых режимов работы наклонных стенок кристаллизатора при получении полых заготовок из свинцово-сурьмя нистого сплава

№ й г., ч, *1Ь «1, к, вз.

режима *С кВт/м1 ■с •с Вт Вт Вт

мг-К V К м'К

1 3 220 47 120 5250 1189 3143

2 . 148 31 80 7010 554 751

3 3 57,4 56 75 1160 208 280

Таблица 11

Параметры тепловых режимов работа вертикальных стеиок кристаллизатора при получении полых заготовок из свинцово-сурьмянистого сплава в начале разливки при включенном охлаждении

№ Ч* , 122, «1. К «3,

режима 'С •С кВт/м *с *С Вт Вт Вт

м1 -К м'К ¿■К

1 3 75...80 193,2 19 99 13750 1044 2123

2 6 68 123,6 24 76 11140 463 615

3 4 60 119,1 22 72 13980 446 590

Сравнение рис.7 и 8 показывает, что характер зависимостей толщин корочек заготовки вдоль наклонной и вертикальной стенок различный. По рис.7 при уровне заливки расплава Н=0,1м среднее значение толщины корочки заготовки вдоль вертикальной стенки для трех режимов разливки £¿,=0,023м, а при Н=0,2м значение ¡^=0,049м. В результате соотношение толщин корочек заготовки при различных уровнях заливки расплава ^I 51=2,13, Отключение охлаждения стенок затормаживает рост корочки.

Рис.7. Зависимость толщины ко- Рис.8. Зависимость толщины корочек полой заготовки из свинцово- рочек полой заготовки из свиицово-сурьмянистого сплава вдоль верти- сурьмянистого сплава вдоль нахальной стенки. клонной стенки.

1 -режим №1,2-№2,3 -№3 1 -режим№1,2-№2,3-№3

По рис.8 при уровне заливки расплава Н=0,1 среднее значение ^'=0,0115, а при Н=*0,2м значение ^=0,016м. Соотношение толщин корочек заготовки вдоль наклонной стенки при различных уровнях заливки расплава ^27^|'=1,39.

Рис.9. Зависимость степени Рис.10. Распределение подачи свинцо-обжатия корочки полой заготов- во-сурьмянистого сплава и толщины полой ки от уровня заливки свинцово- заготовки по ее длине (режим №3) сурьмянистого сплава 1 - подача (5), 2 - толщина (Ь)

1-режим№1,2-№2,3-№3

При Н—0,1 м соотношение толщин корочек а при Н=0,2 м

соотношение )^!Ь'=3,1, то есть с увеличением уровня заливки расплава расхождение в значениях толщин корочек вдоль вертикальной и наклонной стенок возрастает. Отключение охлаждения вертикальных стенок и засыпка измельченного металла уменьшают расхождение значений толщин корочек вдоль стенок.

По рис.9 видно, что наиболее крутой характер зависимости е=1(Н) наблюдается при уровнях заливки расплава, не превышающих №0,12 м и соотношении Де/ДН=2,86 м*'. При Н>0,12 м соотношение Д8/ДН=2,22 м*'.

Из проведенного анализа основных дефектов по длине полой заготовки из свинцово-сурьмянистого сплава для режимов разливки №2 и 3 следует, что при наличии наплывов на поверхности заготовки, мнкротре-щины на поверхности заготовки на этом участке отсутствуют и наоборот.

Колебание уровня расплава в режиме разливки №2 подтверждается также изменением температуры вертикальной стенки в точке установки термопары №1.

Результаты исследования взаимосвязи колебания уровня расплава в кристаллизаторе АН с разнотолщинностью Ь и величиной подачи Б полой заготовки позволили получить выражение

^ Ьеа) V 4

В режиме разливки свинцово-сурьмянистого сплава №3 рис.10 на участке 1,=0,2 М при установленных 8=11,4-10'3 м и Ь+Д}1=26-1 О*3 м при фиксированных значениях Н=0,05; 0,1 и 0,175 м, а =10° соответственно значения ДН =0,007; 0,006 и 0,001 м. Чем выше уровень первоначальной заливки расплава в кристаллизатор Н, тем меньше величина ДН и меньше вероятность появления колебательного процесса расплава.

На рис.11 показана микроструктура образцов в трех поперечных сечениях цилиндрических заготовок. На рис.11,а зерна свинца размером 15-ЗОмкм имеют в основном округлую форму, что свидетельствует о минимальных значениях степени обжатия корочек е = 0,05-0,1. По границам зерен свинца расположено небольшое скопление эвтектики.

На рис.11,6 зерна свинца расположены в форме деидритов. Размеры зерен не превышают 10-15 мкм. Размеры вытянутых зерен достигают 1,5х40мкм. Расположение зерен в образце и их размеры свидетельствуют о более высоких значениях степени обжатия сплава е * ОД5-ОД по сравнению с образцом на рис.11 ,а.

Увеличение степени обжатия корочек заготовки приводит к дальнейшему измельчению и вытягиванию зерен. При е = 0,3 в структуре цилиндрической заготовки на рис.11,в вытянутые зерна имеют размеры 2,5x10 - 5x25 мкм. Зерна свинца округлой формы не превышают 5-17,5мкм.

На рис.12 показана микроструктура цилиндрической заготовки в продольном сечении. Зерна свинца имеют в основном размеры 10-20мкм.

Исследование твердости цилиндрической заготовки в различных сечениях показывает, что она достигает НВ=14.

Рис.11. Микроструктура образцов в поперечных сечениях цилиндрических заготовок из свинцово-сурьмяннстых сплавов (х250): а-е=0,05-0,1; б-е=0,15-0,2; в-е=0,3

Рис.12. Микроструктура образцов в продольном сечении цилинд-пической заготовки из свишюво-суоьмянистых сплапов Гх2501

По результатам разливок установлена взаимосвязь параметров процесса, позволяющее прогнозировать качество деформированной заготовки.

К=е-Х(*Х2-Хз*Х(,

где:

X)-коэффициент разнотолщинности корочки по периметру; Х2 -коэффициент уровня заливки металла; X, -коэффициент скорости колебаний уровня;

Хгкоэффициент колебаний температуры металла при деформировании. В идеальном случае: Х|=Хг=Х5=Х4=1 и К=£

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны эффективные способы получения непрерывных деформированных полых заготовок, заключающиеся в подаче металла в пространство кристаллизатора между установленным в нем центральным стержнем и стенками, причем, центральный стержень выполнен с возможностью поворота относительно этих стенок. Подача измельченного металла с одновременной заливкой расплава в кристаллизатор уменьшает неравномерность роста корочки по периметру.

2. Разработаны устройства, воплощенные в конструкцию опытно-промышленной установки.

3. Отработано на установке ЛКМ-2 получение профильных и полых стальных заготовок по результатам разливки свинца.

При уровне заливки свинца Н=0,05-0,015 м соотношения толщин корочек £ вдоль вертикальной и наклонной стенки, при отсутствии засыпки измельченного металла, 2,05-2,34.

Установлены параметры разливки полых стальных заготовок и режим охлаждения кристаллизатора: температура металла в жидкой фазе 11=1471<>С, температура ликвидус ^=14464?, температура солидус 1е=1416°С, температура окружающей среды 1и=575вС, температура перегрева Д1=25<,С, уровень заливки металла Н=140-200 мм, степень обжатия заготовки е=0,6, скорость разливки Ур=1м/мни> время нахождения металла в кристаллизаторе т=*1б-24с, число оборотов приводного вала п«87об/мин, усилие сжатия Р=150 103Н, скорость жидкой стали в струе в кристаллизаторе <¡>„=0,15 м/с, коэффициент теплоотдачи жидкого металла Ост=9040 Вт/м*К

4. Отработаны на установке ЛКМ-2 режимы получения полых заготовок из трудиодеформируемого свинцово-сурьм ян истого сплава при одно- и двухструйном подводе расплава на наклонные стенки кристаллизатора.

При Ур=0,93 м/мин, 1о*°315°С, п=90-138 об/мин обеспечивается отсутствие дефектов на поверхности заготовки.

Получение качественной структуры деформированной заготовки обеспечивается при уровнях заливки расплава превышающих 0,08 м. Колебание уровня расплава в кристаллизаторе отражается на изменение величины подачи заготовки в пределах 10-30 %, и на изменение ее толщины до 10 %.

Основными дефектами заготовки являются наплывы и микротре-шины. Смещение оси отверстия относительно центра заготовки не превышает 12 %.

5. Установлена взаимосвязь колебаний уровня расплава в кристаллизаторе с параметрами заготовки, и углом наклона стенок.

6, Введен показатель прогнозирования качества получаемых деформированных заготовок, устанавливающий взаимосвязь степени обжатия заготовки, колебаний уровня расплава в кристаллизаторе, разнотол-щннности получаемой заготовки.

Основные результаты опубликованы в работах:

1. Стулов В.В., Одинокое В.И., Бахматов П.В. Исследование режимов разливки при получении профильных деформированных заготовок на опытно-промышленной установке // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 2001. №10. С. 63-64.

2. Стулов В.В., Одинокое В.И., Бахматов П.В. Исследование тепловых режимов работы стенок кристаллизатора при получении профильных деформированных заготовок // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 2002. №5.С. 35-38.

3. Стулов В.В., Бахматов П.В. Исследование режимов разливки при получении профильных деформированных свинцовых заготовок на опытно-промышленной установке // Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела. Вып. 2: Сборник научных трудов ИМиМ ДВО РАН. Владивосток: Дальнаука, 2001. - С.100-110.

4. Стулов В.В., Бахматов П.В. Исследование тепловых режимов работы стенок кристаллизатора при получении профильных деформированных свинцовых заготовок на опытно-промышленной установке // Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела. Вып. 2: Сборник научных трудов ИМиМ ДВО РАН. Владивосток: Дальнаука, 2001 .-с.64-72.

5. Патент РФ № 2198057 /Способ получения непрерывных деформированных полых заготовок и установка для его осуществления. / В .В .Стулов, В.И.Одиноков, П.В. Бахматов. Опубл. 10.02.2003. Бюл. №4.

6. Патент РФ № 2198056 /Способ получения непрерывных деформированных полых заготовок из измельченного металла и устройства для его осуществления. / В.В. Стулов, В.И. Одинокое, П.В. Бахматов Опубл. 10.02.2003. Бюл. №4.

О У /6

7. Стулов В В., Одинокое В.И., Бахматов П.В. Моделирование получения полых сталышх заготовок на опытно-промышленной установке / Материалы XXXI научно-технической конференции аспирантов и етудентов.-Комсомольск-на-Амуре 17-28 апреля 2001.-2001. - С. 18-19.

8. Стулов В,В., Одиноков В.И., Бахматов П.В. Эффективность работы кристаллизатора опытно-промышленной установки при получении полых деформированных заготовок / Материалы XXXI научно-технической конференции аспирантов н студентов.-Комсомольск-на-Амуре 17-28 апреля 2001.-2001.-С.22-23.

9. Бахматов П.В. Ресурсосберегающая технология получения непрерывных полых заготовок ( Материалы XXXI научно-технической конференции аспирантов и студентов - Комсомольск-на-Амуре 15-30 апреля 2002.-2002. - С.18.

10. Получение непреры внолитых деформированных полых заготовок на опытно-промышленной установке /В.И. Одиноков, В.В. Стулов, ИВ. Бахматов//Материалы всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении». ~ Пенза 24-25 января 2001.-2001.-С.84-86.

11. Бахматов П.В. Физическое моделирование получения непре-рывнолитых деформированных полых стальных заготовок на опытно-промышленной установки /Вестник ГОУВПО «Комсомольски й-на-Амуре государственный технический университет»: Вып. 3, Сб. 2. Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. иауч. тр. /Редкол.; Ю.Г. Кабал-дин. - Комсомольск-на-Амуре' ГОУВПО «КнАГТУ», 2002. - С. 95-98.

12. Бахматов П.В, Анализ основных дефектов в непрерывноли-той деформированной полой заготовке по результатам разливки свинцо-во-сурьмянистого сплава /Вестник ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»: Вып. 3. Сб. 2. Прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. науч. тр. /Редкол.: Ю.Г. Кабал-дин. -Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2002. - С. 99-103.

13. Бахматов П.В. Получение непрерывных деформированных полых заготовок для изготовления элементов летательных аппаратов //XXVII Гагаринские чтения. Международная молодежная научная конференция. М,: МАТИ, - Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского, 2001. П-7 аппеля1.

14. Бахматов П. В. Исследован ш лых деформированных заготовок на < //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 2003.

Подписано в печать Формат 60x84 1/16, Бумага пт Усл. печ. л, 1,40. Уч.-изд.л. 1,35

Полиграфическая лаборатория ГО на-Амуре государственный тех) 681013, Комсомольск-на-Ам, 24

РНБ Русский фонд

2006-4 37510

11 йс.п гиш

ВВЕДЕНИЕ.

Перечень условных обозначений, символов, единиц и терминов.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования.

1.1. Способы и устройства для получения полых заготовок.

1.2. Способы для получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок.

1.3. Устройства для получения непрерывнолитых деформированных • заготовок и конструкции кристаллизатора установки литейно-ковочного модуля.

1.4. Физическое и математическое моделирование процессов гидродинамики и затвердевания заготовок.

1.5. Результаты исследований получения металлических заготовок

1.6. Постановка задачи исследования.

1.7. Выводы.

Глава 2. Разработка конструкции опытно-промышленной установки литейно-ковочного модуля (ЛКМ), устройств ЛКМ и способа получения деформированных полых заготовок.

2.1. Описание работы установки ЛКМ и кристаллизатора.

2.2. Разработка способов и устройств установки ЛКМ.

2.3. Основные расчетные формулы, используемые при исследовании тепловых режимов работы кристаллизатора.

2.4. Выводы.

Глава 3. Физическое моделирование процессов разогрева кристаллизатора ЛКМ-2 и получения непрерывнолитых профильных и полых стальных заготовок.

3.1. Исследование разогрева кристаллизатора ЛКМ-2.

3.2. Физическое моделирование процесса получения непрерывнолитых профильных стальных заготовок.

3.2. 1. Описание режимов разливки свинца и условий проведения экспериментов

3.2.2. Исследование величин заготовки за один оборот приводного вала и разнотолщинности полой заготовки по ее длине.

3.3. Физическое моделирование процесса получения непрерывнолитых полых стальных заготовок.

3.3.1. Описание режимов разливки полых свинцовых заготовок и условий проведения экспериментов.

3.3.2. Исследование тепловой работы наклонных и вертикальных стенок кристаллизатора в процессе получения полых свинцовых заготовок. Тепловая эффективность работы стенок и теплообмен металла в кристаллизаторе.

3.3.'З. Определение толщин корочек свинцовой заготовки вдоль стенок кристаллизатора и степени их обжатий.

3.3.4. Определение параметров физического моделирования полых стальных заготовок.

3.4. Выводы.

Глава 4. Опытно-промышленные исследования получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок из труднодеформируемого свинцово-сурьмянистого сплава.

4.1. Описание режимов разливки полых заготовок из свинцово-сурьмянистого сплава и условий проведения экспериментов.

4.2. Тепловые режимы работы наклонных и вертикальных стенок кристаллизатора при получении полых заготовок. Определение толщин корочек заготовки из свинцово-сурьмянистого сплава вдоль стенок кристаллизатора и степени их обжатия.

4.3. Исследование величин подачи полой заготовки за один оборот приводного вала и разнотолщинности полой заготовки по ее длине. Анализ основных дефектов по длине полой заготовки из свинцово-сурьмянистого сплава.

4.4. Исследование взаимосвязи колебаний уровня расплава в кристаллизаторе с разнотолщинностью и величиной подачи полой заготовки . 117 4.5 Исследование структуры непрерывнолитых деформированных цилиндрических заготовок из свинцово-сурьмянистых сплавов.

4.6.Выводы.

В условиях резкого падения объемов производства литых заготовок из цветных металлов и сплавов традиционные технологические схемы оказались нерентабельными из-за низкого выхода годного металла, больших трудовых и энергетических затрат, длительности выполнения заказов, затруднительности выполнения экологических требований [1].

Совершенствование и широкое использование технологий, позволяющих целенаправленно управлять структурообразованием отливок, является одним из важнейших резервов повышения качества и конкурентоспособности продукции отечественного машиностроения [2]. Методы управления структурообразованием отливок объединяются в группы: модифицирование химически активными элементами; введение частиц, создающих локальную химическую или фазовую неоднородности в сплавах; использование физических методов воздействия. На практике потенциальные возможности перечисленных методов реализуются не полностью [2].

Создание и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов на металлургических заводах России является приоритетным направлением, что определяется обстоятельствами: оборудование металлургического производства является морально устаревшим и физически изношенным; реконструкция действующего и создание нового оборудования происходит в условиях рыночной экономики, что связано с увеличением стоимости энергоносителей, повышением требований к качеству металлопродукции и необходимостью создания экологически чистых технологических процессов; использование машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) позволяет снизить энергоемкость технологического процесса и увеличить выход годного металла [3]. Создание новых МНЛЗ связано с высокими капитальными и эксплутационными затратами, что препятствует широкому внедрению непрерывной разливки стали. На производстве не работают МНЛЗ для получения тонких слябов. Поэтому для обработки слябов толщиной 0,2.0,3 м требуются крупные нагревательные печи, большое количество прокатных клетей, что существенно повышает затраты топлива и электроэнергии, увеличивает металлоемкость оборудования и производственные площади. Зарубежные валковые установки для получения тонкой полосы сложны в эксплуатации и управлении и. применяются в основном для получения полосы ограниченной ширины из кремнистых и нержавеющих сталей [3].

В нашей стране и за рубежом получение полых заготовок из сплошных осуществляется на автоматических станках в результате их прошивки. При этом заготовки подвергаются дополнительным трудоемким операциям - обжиму, ковке, сверлению отверстий и прошивке. В результате расходы по переделу металла составляют более 20 %.

Применение на практике способов непосредственного получения из разливаемого металла полых заготовок связано с необходимостью разработки конструкции специальной установки, способов и устройств для непрерывной разливки металлов.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом выполнены крупные работы в области непрерывной разливки металлов, в частности, при получении полых трубных заготовок. Однако вопросы влияния деформаций и разрушения фронта кристаллизации на затвердевание и качество получаемых непрерывных полых заготовок не изучены.

Для разработки устройств и технологии получения непрерывных деформированных полых заготовок необходим детальный анализ всех предшествующих работ в этой области. Поэтому в первой главе работы рассматриваются имеющиеся конструкции устройств и способы получения полых заготовок, результаты исследований процессов затвердевания заготовок. Практика показывает, что нарушение центрирования струи расплава в кристаллизаторе, а также кратковременное прекращение разливки приводят к растрескиванию и обрыву заготовок из труднодеформируемых сплавов. Поэтому исследование способов подвода расплава в кристаллизатор в процессе получения полых заготовок представляет повышенный интерес. Для управления процессом затвердевания металла необходимо изучить условия его протекания.

Известно, что за счет разрушения фронта кристаллизации и интенсификации теплообмена металла со стенками кристаллизатора можно добиться уменьшения размеров зерен, устранения химической и физической неоднородности в заготовке.

Применение на практике способов непосредственного получения полых заготовок связано с необходимостью дальнейшей конструктивной разработки специальной установки литейно-ковочного модуля ЛКМ-2, устройств для непрерывной разливки металлов, исследования режимов работы кристаллизатора в процессе формирования полой заготовки. Поэтому во второй главе работы приведено описание работы установки литейно-ковочного модуля, разработанных устройств и способ получения деформированных полых заготовок.

В диссертации представлены новые и важные результаты. В третьей главе работы на основании результатов экспериментальных исследований на пластичном металле изучено получение непрерывнолитых деформированных и полых стальных заготовок.

В четвертой, заключительной главе работы приведены результаты опытно-промышленных исследований получения непрерывных деформированных полых заготовок из труднодеформируемого свинцово-сурьмянистого сплава при различном уровне расплава в кристаллизаторе и стопорном 1 -2 струйном подводе расплава.

Объектом исследования являются процессы затвердевания металла при непрерывной деформации корочки и получения непрерывнолитых полых заготовок, связанные с условиями заливки жидкого металла в кристаллизатор.

Целью диссертационной работы является исследование процессов и разработка устройств при получении непрерывнолитых полых заготовок в условиях наложения непрерывной деформации на жидкий и кристаллизующийся металл, поиск управления качеством, выходом годного металла и размерно-геометрической точности непрерывных деформированных полых заготовок. Для решения этой проблемы поставлена задача исследования тепловых режимов работы кристаллизатора.

Автор защищает:

1. Способы получения непрерывнолитых полых деформированных заготовок и устройства установки литейно-ковочного модуля.

2. Экспериментальные результаты получения непрерывных деформированных профильных и полых свинцовых заготовок на опытно-промышленной установке ЛКМ.

3. Результаты тепловой работы стенок кристаллизатора и теплообмена металла в процессе получения полых заготовок.

4. Результаты исследований качества полых деформированных заготовок.

5. Экспериментальные данные затвердевания непрерывнолитых полых заготовок. Параметры режимов разливки стали.

6. Результаты опытно-промышленных исследований получения деформированных полых заготовок из труднодеформируемого свинцово-сурьмянистого сплава.

Научная новизна работы.

Разработаны способы получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок.

Обоснованы и предложены конструктивные разновидности устройств, используемых при получении деформированных полых заготовок.

Установлены оптимальные параметры разливки металлов, обеспечивающие получение качественной поверхности полых заготовок.

Экспериментально изучен теплообмен в кристаллизаторе при непрерывной разливке с деформацией металла.

Экспериментально изучен процесс формирования непрерывнолитой полой заготовки.

Практическая ценность работы.

Предложены к промышленному освоению технологически и конструктивно обоснованные способы получения полых заготовок.

Разработаны и предложены рациональные технологические и конструктивные параметры кристаллизатора и установки литейно-ковочного модуля.

Приведены зависимости для определения степени деформации полой заготовки от конструктивных параметров кристаллизатора и параметров режимов разливки.

Достоверность основных научных положений и выводов по работе.

Достоверность научных методов обусловлена образцами получаемых заготовок, использованием апробированных формул теории теплообмена, экспериментальным определением коэффициентов теплопередачи стенки.

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международной молодежной конференции XXVII Гагаринские чтения (Москва, МАТИ, 2001), на Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2001), на XXXI научно-технической конференции студентов и аспирантов Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета (Комсомольск-на-Амуре, 2001, 4 доклада), на Российско-китайском симпозиуме «Проблемы коммерциализации научно-технических разработок» (Владивосток, президиум ДВО РАН, 2001).

Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка использованных источников из 116 наименований, общий объем работы 143 страницы. Работа содержит 41 рисунок, 7 фотографий, 13 таблиц.

4.6. Выводы

Проведенный анализ режимов разливки полых заготовок из свинцово-сурьмянистого сплава показывает, что колебания температур в стенках объясняются изменением уровня заливки расплава. Появление наплывов на поверхности заготовки объясняется опусканием уровня расплава в кристаллизаторе ниже предельных значений.

При уровне заливке расплава Н=0,1 м соотношение толщин корочки вдоль вертикальной и наклонной стенки равняется 2, а при Н=0,2 м соотношение толщин корочек 3,1. Получение качественной структуры деформированной заготовки обеспечивается при Н>0,08 м.

Из анализа подачи полой заготовки за один оборот приводного вала и разнотолщинности полой заготовки по ее длине следует, что нарушение технологии разливки металла - переохлаждение расплава, колебание уровня в большей степени отражается на изменении подачи заготовки за один оборот приводных валов, чем на изменении толщины заготовки. Устранение деформации приводных валов позволит получить заготовку с постоянной толщиной, а колебание уровня расплава отражается только на изменение величины подачи заготовки.

Смещение отверстия в получаемой заготовке объясняется неравномерной заливкой расплава на 1-2 струи в пространство между сердечником и непрогре-той наклонной стенкой. Разогрев стенок перед началом заливки в них расплава, а также распыливание расплава по обе стороны сердечника позволит выровнять давление деформируемых на сердечнике корочек заготовки.

С увеличением уровня заливки расплава в кристаллизатор уменьшается вероятность появления колебания расплава с его выплескиванием и обрывом заготовки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании экспериментальных исследований разработаны устройства и усовершенствована конструкция опытно-промышленной установки литейно-ковочного модуля (ЛКМ-2) для получения непрерывно-литых профильных и полых заготовок, изучена работа кристаллизатора установки ЛКМ-2 при различных способах получения непрерывнолитых полых заготовок.

1. Разработаны эффективные способы получения непрерывных деформированных полых заготовок из кристаллизирующегося расплава, заключающиеся в подаче металла в пространство кристаллизатора между установленным в нем центральным стержнем и стенками, в формировании корочки заготовки на поверхностях двух наклонных в верхней части стенок, в выполнении центрального стержня с возможностью поворота относительно этих стенок, в одновременной засыпке в кристаллизатор измельченного металла в количестве 40-60% к заливаемому металлу.

2. Разработаны устройства, воплощенные в конструкцию опытно-промышленной установки ЛКМ-2. Экспериментальная проверка работы установки показала ее высокую эффективность.

3. Отработано на установке ЛКМ-2 получение профильных и полых стальных заготовок по результатам разливки свинца. Установлено, что при устранении переохлаждения расплава в кристаллизаторе, поддержании уровня заливки расплава на заданном горизонте в кристаллизаторе обеспечивается получение заготовки с минимальными отклонениями толщины по ее длине и величин подачи металла за один оборот приводных валов. При уровнях заливки расплава, обеспечивающих формирование заготовки с обжатием корочек, значения коэффициентов теплопередачи вертикальных стенок в 1,3 раза превышают соответствующие значения для наклонных стенок. При уровнях заливки свинца Н=0,05.0,15 м соотношения толщин корочек вдоль вертикальной и наклонной стенки равняются 2,05.2,34.

Наиболее крутой характер зависимости степени обжатия полой свинцовой заготовки наблюдается при уровне заливки расплава Н=0,1 .0,14 м.

Отклонения толщины заготовки до 4,6% от заданного значения объясняется разогревом стенок кристаллизатора и увеличением температуры заготовки.

С целью получения за одну технологическую операцию нескольких полых заготовок, в том числе заготовок одновременно с различным диаметром отверстия, необходима разработка дополнительных устройств и исследование процессов разливки.

4. Отработаны на установке ЛКМ-2 режимы получения полых заготовок из труднодеформируемого свинцово:сурьмянистого сплава при одно-и двухструйном подводе расплава на наклонные стенки кристаллизатора.

Наиболее крутой характер зависимости степени обжатия полой заготовки из свинцово-сурьмянистого сплава наблюдается при уровнях заливки расплава, не превышающих 0,12 м.

Получение качественной структуры деформированной заготовки обеспечивается при уровнях заливки расплава, превышающих 0,08 м. Максимальные значения толщин заготовки наблюдаются в начале процесса при разливке расплава в непрогретый кристаллизатор. Изменение уровня расплава в кристаллизаторе в большей степени отражается на изменении величины подачи заготовки, чем на изменении ее толщины. Отклонения толщины заготовки от заданного значения достигают 5.12%, а отклонения подачи заготовки — 20.33%.

Устранение деформации приводных валов позволит получать заготовку с постоянной толщиной.

При автоматизации процесса разливки и устранении колебаний уровня расплава величина подачи заготовки будет определяться только настройкой кристаллизатора установки.

Смещение оси отверстия относительно центра заготовки до 12% определяется неравномерной заливкой расплава в кристаллизатор, приводящей к разнотолщинности корочки по периметру заготовки.

По литому металлу установлено, что основными дефектами заготовки являются наплывы и микротрещины, наличие которых также объясняется уровнем заливки расплава в кристаллизатор и его колебаниями в процессе разливки.

5. Разработаны и обоснованы технолого-конструктивные приемы повышения качества получаемых полых заготовок за счет установления взаимосвязи колебаний уровня расплава в кристаллизаторе с разнотолщинностью и величиной подачи заготовки, угла наклона стенок, толщиной корочки заготовки.

Введен показатель прогнозирования качества получаемых деформированных заготовок, устанавливающий взаимосвязь степени обжатия заготовки, колебаний уровня расплава в кристаллизаторе, разнотолщинности получаемой заготовки.

1. Катышев В.А., Лихарев А.Д., Ловцов Д.П. Развитие в новых экономических условиях непрерывных и совмещенных процессов литья //Литейное производство. 1997. № 4. - С. 29.

2. Козлов Л.Я., Романов Л.М. Перспективы развития методов управления литой структурой сплавов //Литейное производство. 1997. № 5. С. 13.

3. Лехов О.С. Новые процессы и установки непрерывного литья и деформации //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1998. № 3. С. 29-31.

4. Ильин Л.Н. Основы учения о пластической деформации. М.: Наука, 1980. -150 с.

5. Семенов Е.И., Кондратенко В.Г., Ляпунов И.И. Технология и оборудование ковки и объемной штамповки. М.: Металлургия. 1978. -311с.

6. A.C. № 1412887 СССР. Центробежная машина для отливки труб /Ю.К. Гонтарев, Ю.М. Михайлов, Б.А. Искра и др. Опубл. 30.07.88. Бюл. № 28.

7. Стерлинг Е.Ю., Цвиркун О.Ф., Мирзоян Г.С., Соловьев Ю.Г. Центробежное суспензионное литье стальных труб //Литье с применением инокуляторов. Киев: ИПЛ АН УССР. 1981. С. 87-93.

8. Труболитейное производство /Б.Д. Хахалин, В.И. Семко, А.Н. Смоляков и др. М.: Металлургия, 1977. 244 с.

9. Тутов В.И., Гринберг В.А., Земсков И.В. Вертикальное непрерывное литье заготовок //Литейное производство. 1983. № 4. С. 28-29.

10. А.С.№ 1214316 СССР. Машина для непрерывного литья полых слитков /М.Я. Бровман, И.К. Марченко, С.М. Гензелев и др. Опубл. 1986. Бюл. №8.

11. Патент №2103105 RU, МКИ 6 В22 Д11/00, 11/04. Способ получения непрерывнолитых полых заготовок и устройство для его реализации

12. В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №95117313/02. Заявл. 12.10.95. Опубл. 27.01.98. Бюл.№3. - 14 с.

13. Патент №2112623 RU, МКИ 6 В22 Д11/04. Способ получения непрерывнолитых полых заготовок и устройство для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №96113980/02. Заявл. 11.07.96. Опубл. 10.06.98. Бюл.№16.-Юс.

14. Патент №2136435 RU, МКИ 6 В22 Д11/04. Способ получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок и устройство для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №98116776/02. Заявл. 08.09.98. Опубл. 10.09.99. Бюл. №25. - 8 с.

15. Свидетельство на полезную модель № 2526. Устройство для непрерывной разливки металла /В.В. Стулов, В.И. Одиноков. Опубл. 16.08.96. Бюл. №8.

16. Патент № 2079390 RU. Устройство для непрерывного литья заготовок / В.В. Стулов, В.И. Одиноков. Опубл. 20.05.97. Бюл. № 14.

17. Патент № 2113313 RU. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Устройство для получения непрерывнолитых заготовок / В.В. Стулов, В.И. Одиноков. №96111892/02. Заявлено 13.06.96. Опубл. 20.06.98. Бюл. № 17. 12 с.

18. Патент № 2116158 RU. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок / В.В. Стулов, В.И. Одиноков. № 96111894/02. Заявлено 13.06.96. Опубл. 27.07.98. Бюл. №21.-12 с.

19. Патент № 2125921 RU. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок / В.В. Стулов, В.И. Одиноков. № 98103917/02. Заявлено 02.03.98. Опубл. 10.02.99. Бюл. №4.-6 с.

20. Патент № 2105631 RU. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Кристаллизатор для непрерывной разливки и деформации металла /В.В. Стулов, В.И. Одиноков. № 95117310/02. Заявлено 12.10.95. Опубл. 27.02.98. Бюл. № 6. -Юс.

21. Патент № 2142865 RU. МКИ 6 В 22 Д 11/07. Кристаллизатор установки непрерывной разливки и деформации металла /В.В. Стулов. В.И. Одиноков. № 98103927/02. Заявлено 02.03.98. Опубл. 20.12.99. Бюл. № 35. 8 с.

22. Патент №2084311 RU. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Сборный кристаллизатор для непрерывной разливки металла /В.В. Стулов, В.И. Одиноков. №94043921/02. Заявлено 14.12.94. Опубл. 20.07.97. Бюл. №20. 12с.

23. Патент №2151022 RU, МКИ 7 В22 Д11/04.Устройство для получения непрерывнолитых профильных заготовок /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. -№99103519/02. Заявл. 23.02.99. Опубл. 20.06.2000. Бюл. №17. 10 с.

24. Патент №2154543 RU, МКИ 7 В22 Д11/051. Устройство для получения непрерывных профильных заготовок из деформируемого металла / В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №99105109/02. Заявл. 16.03.99 Опубл. 20.08.2000. Бюл. №23. - 12 с.

25. Патент №2148466 RU, МКИ 7 В22 Д11/04. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных цилиндрических заготовок /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №98102556/02. Заявл. 16.02.98. Опубл. 10.05.2000. Бюл. №13. - 10 с.

26. Патент № 2136436 БШ. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Установка для получения непрерывных деформированных заготовок /В.В. Стулов, В.И. Одиноков. -№ 98116884/02. Заявлено 08.09.98. Опубл. 10.09.99. Бюл. № 25. 8 с.

27. Патент № 2136437 1Ш. МКИ 6 В 22 Д 11/10. Устройство для непрерывной разливки заготовок /В.В. Стулов, В.И. Одиноков. -№ 98102555/02. Заявлено 16.02.98. Опубл. 10.09.99. Бюл. № 25. 8 с.

28. Патент № 2142862 1Ш. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок /В.В. Стулов, В.И. Одиноков. № 98102554/02. Заявлено 16.02.98. Опубл. 20.12.99. Бюл. № 35. - 8 с.

29. Патент № 2143330 1Ш. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Устройство для получения непрерывного литья и деформации заготовок /В.В. Стулов, В.И. Одиноков. № 98102596/02. Заявлено 16.02.98. Опубл. 27.12.99. Бюл. № 36. - 8 с.

30. Патент №2136433 1Ш, МКИ 6 В22 Д11/00, 11/16. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №98116777/02. Заявл. 08.09.98. Опубл. 10.09.99. Бюл. №25. 8 с.

31. Патент №2155650 БШ, МКИ 7 В22 Д11/08. Затравка для установки непрерывной разливки и деформации заготовок /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №98104820/02. Заявл. 02.03.98. Опубл. 10.09.2000. Бюл. №25. - 14 с.

32. Патент №2148467 Яи, МКИ 7 В22 Д11/04. Устройство для плучения непрерывнолитых деформированных заготовок /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №98102595/02. Заявл. 16.02.98. Опубл. 10.05.2000. Бюл. №13.-10 с.

33. Патент №2147483 БШ, МКИ 7 В22 Д11/051. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок /В.В.Стулов,

34. В.И.Одиноков. №99110288/02. Заявл. 20.05.99. Опубл. 20.04.2000. Бюл. №11.-Юс.

35. Стулов В.В.,. Одиноков В.И. Теплообмен в кристаллизаторе при непрерывной разливке с деформацией металла //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1995. № 9. С. 27-28.

36. Стулов В.В. Экспериментальное исследование тепловой работы кристаллизатора при непрерывной разливке и деформации металла //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1997. № 10. С. 76-77.

37. Стулов В.В., Одиноков В.И. Исследование получения непрерывнолитых кованых армированных заготовок // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1997. №2.-С. 20-22.

38. Стулов B.B. Физическое моделирование процесса непрерывной разливки стали в кристаллизатор // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1997. № 5. -С. 55-59.

39. Стулов В.В., Одиноков В.И. Влияние параметров разливки металла на получение непрерывнолитой кованой заготовки // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1997. № 1. С. 24-26.

40. Стулов В.В. Исследование структуры непрерывнолитой деформированной заготовки из сплава алюминий-свинец //Металлы. 1999. №2.-С. 37-38.

41. Стулов В.В. Эффективность работы кристаллизатора при вертикальном непрерывном литье с деформацией металла //Металлы. 1997. №6. С.52-57.

42. Стулов В.В. Исследование режимов непрерывной разливки труднодеформируемых сплавов свинец-сурьма в кристаллизатор при получении профильных заготовок //Металлы. 1999. № 3. С. 51-55.

43. Стулов В.В. Получение непрерывнолитой полой заготовки //Литейное производство. 1998. № 6. С. 32-33.

44. Скребцов А.М., Дан Л.А., Килочкин В.В. Исследование воздействий на свободную поверхность затвердевающей отливки или слитка // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1995. № 9. С. 54-57.

45. Ноздрин A.A., Павлов A.B., Григорян В.А. Математическая модель тепловой работы кристаллизатора УНРС с учетом шлаковой прослойки // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1997. № 5. С. 77.

46. Володин H.A., Недопекин Ф.В., Толстых B.K. Оптимальное управление охлаждением непрерывного слитка // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1997. № 1.-С. 75-76.

47. Одиноков В.И., Стулов В.В., Песков A.B. Математическое моделирование кристаллизации и деформации металла на литейно-ковочном модуле //Проблемы механики сплошных сред и элементов конструкций. Владивосток: Дальнаука, ИАПУ ДВО РАН. 1998. С. 142154.

48. Стулов В.В., Одиноков В.И. Определение толщины корочек деформируемой профильной заготовки в кристаллизаторе с наклонными и вертикальными стенками //Металлы. 2000. № 4. С. 36-39.

49. Селянин И.Ф., Протопопов Е.В., Лубяной Д.А., Деев В.Б. Приближенный метод расчета затвердевания отливок и слитков // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1998. № 12. С. 50-54.

50. Поляков С.Н. Уравнение теплообмена в двухфазной зоне при затвердевании отливки //Литейное производство. 1997. № 1. С. 27-29.

51. Батышев А.И., Мейер Е.В. Литье латуни к кристаллизацией под давлением //Литейное производство. 1997. № 3. С. 20-22.

52. Гладков М.И., Балакин Ю.А., Гофеншефер Л.И., Гончаревич И.Ф. Термодинамика внешнего воздействия на кристаллизацию металлов //Литейное производство. 1997. № 5. С. 16.

53. Станчек JI., Ржежабек А., Лукач П. Течение затвердевающего сплава в полости формы при литье под давлением // Литейное производство. 1997. № 1.-С. 15-16.

54. Стулов В.В. Исследование влияния режимов разливки алюминия на качество непрерывнолитых деформированных заготовок //Металлы. 1998. №2.-С. 28-33.

55. Стулов В.В. Определение параметров непрерывного литья алюминия в кристаллизатор при получении поковок // Литейное производство. 1997. № 12.-С. 22.

56. Стулов В.В. Исследование формирования непрерывнолитой кованой алюминиевой заготовки в кристаллизаторе //Металлы. 1997. № 4. С. 4952.

57. Воинов А.Р., Стулов В.В. Исследование получения непрерывнолитых заготовок из труднодеформируемых сплавов на опытно-промышленной установке //Молодежь и научно-технический прогресс. Владивосток: Изд-воДГТУ, 1998. 4.2. -С.17.

58. Стулов В.В. Основные дефекты в кованых заготовках, получаемых на литейно-ковочном модуле //Кузнечно-штамповочное производство. 1999. № 2. С.18-20.

59. Чугунный Е.Г. Магнитоимпульсная обработка кристаллизующихся расплавов//Литейное производство. 1996. № 1.-С. 12-13.

60. Бобряков Г.И., Пепелин Б.А., Рожнов С.П. Новые специальные технологии и оборудование //Литейное производство. 1997. № 10. С. 46.

61. Кабинов Д.А. Головка гильзы составного кристаллизатора //Литейное производство. 1997. № 2. С.23-24.

62. Радеев Р., Апанасов Н., Вылев В. Динамическая кристаллизация при литье полых цилиндрических заготовок //Литейное производство. 1997. № 3. С. 18-19.

63. Татаурова Э.В. Структура и свойства сплавов медь-кремний, полученных намораживанием на кристаллизатор //Металлы. 1998. № 3. С. 27-30.

64. Буркин С.П., Логинов Ю.П. Непрерывное прессование заготовок через разъемный контейнер //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1997. № 10. -С. 40-45.

65. Батышев А.И. Штамповка жидкого металла: традиционные и нетрадиционные процессы //Кузнечно-штамповочное производство. 1998. №4.-С. 7-11.

66. Мельников H.A. Производство плотных термоупрочняемых отливок из алюминиевых сплавов литьем по давлением //Литейное производство. 1997. № 12.-С. 15-21.

67. Смирнов О.М. Сверхпластичность материалов: от реологии к технологии //Кузнечно-штамповочное производство. 1998. № 2. — С. 18-23.

68. Мазурский М.И., Еникеев Ф.У. К вопросу определения оптимальных условий сверхпластической деформации //Металлы. 1998. № 4. С. 65-71.

69. Теплотехнический справочник. Под общ. Ред. В.Н.Юренева, П.Д.Лебедева. Т.2. Изд.2-е, перераб. М.: Энергия, 1976. 896 с.

70. Тепло-и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник /Е.В.Аметистов, В.А.Григорьев, Б.Т.Емцев и др. М.: Энергоатомиздат, 1982.-512 с.

71. Стулов В.В., Одиноков В.И. Определение толщин корочек деформируемой профильной заготовки в кристаллизаторе с наклонными и вертикальными стенками //Металлы. 2000. №4. С.36-39.

72. Патент № 2136435 1Ш. МКИ 6 В 22 Д 11/00, 11/04. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления /В.В. Стулов, В.И. Одиноков. № 98116776/02. Заявлено 08.09.98. Опубл. 10.09.99. Бюл.№25.~ 8 с.

73. Патент №2105631 1Ш. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Кристаллизатор для непрерывной разливки и деформации металла /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №95117310/02. Заявлено 12.10.95. Опубл. 27.02.98. Бюл. №6.- Юс.

74. Патент № 2084311 1Ш. МКИ 6 В 22 Д 11/04. Сборный кристаллизатор для непрерывной разливки металла /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. №94043921/02. Заявлено 14.12.94. Опубл. 20.07.97. Бюл. №20. 12 с.

75. Ульянов В.А., Гущин В.Н., Ларин М.А., Матвеева Е.Т. Моделирование кристаллизации слитков в изложнице при внешних динамических воздействиях //Металлы. 1996. №2. С.51-54.

76. Стулов В.В. Физическое моделирование процесса непрерывной разливки стали в кристаллизатор //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1997. №5. С.55-59.

77. Патент №2155649 1Ш. МКИ 7 В 22 Д 11/04. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков, А.Р.Войнов. №98105953/02. Заявлено 26.03.98. Опубл 10.09.2000. Бюл. №25.-12 с.

78. Островский О.И., Григорян В.А., Вишкарев А.Ф. Свойства металлических расплавов. М.: Металлургия, 1988. 304 с.

79. Емельянов В.А. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок. М.: Металлургия, 1988. 160 с.

80. Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. -480 с.

81. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2001112304/02 (012745) от 03.06.02. Способ получения непрерывныхдеформированных полых заготовок и установка для его осуществления. /В.В. Стулов, В.И. Одиноков, П.В. Бахматов/

82. Стулов В.В., Одиноков В.И., Бахматов П.В. Исследование режимов разливки при получении профильных деформированных заготовок на опытно-промышленной установке // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 2001. №10. С. 63-64.

83. Стулов В.В., Одиноков В.И., Бахматов П.В. Исследование тепловых режимов работы стенок кристаллизатора при получении профильных деформированных заготовок // Изв. ВУЗов. Чернаяметаллургия. 2002. №5.С. 35-38.

84. В.В. Стулов, В.И. Одиноков, П.В. Бахматов. Моделирование получения полых стальных заготовок на опытно-промышленной установке

85. Материалы XXXI научно-технической конференции аспирантов и студентов.-Комсомольск-на-Амуре 17-28 апреля 2001.-2001. С. 18-19.

86. Ю.БахматовП.В. Ресурсосберегающая технология получения непрерывных полых заготовок / Материалы XXXI научно-технической конференции аспирантов и .студентов.-Комсомольск-на-Амуре 15-30 апреля 2002.-2002.-С. 18.

87. Ю.Г. Кабалдин. Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2002. -С. 99-103.

88. Бахматов П.В. Исследование получения непрерывнолитых полых деформированных заготовок на опытно-промышленной установке //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 2003.№8.-с.38-39.

89. Пб.Бахматов П.В. Исследование взаимосвязи колебаний уровня расплава с разнотолщинностью и величиной подачи полой заготовки //Докл. Международной науч. конф. «Нелинейная динамика и прикладная синергетика». Комсомольск-на-Амуре,2002 .