автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.09, диссертация на тему:Повышение и оценка ресурсанефтехимического оборудованиянакладными элементами

РГБ ОД 1 2 И Ш

На правах рукописи

АБДУЛЛИН Ленар Рафильевич

Повышение и оценка ресурса нефтехимического оборудования накладными элементами

Специальность 05.04.09. - Машины и агрегаты нефтеперерабатывающих и химических производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА 2000

На правах рукописи

Баранов Михаил Владимирович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВОЙ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОДНО - И МНОГОСЛОЙНОГО ЛИСТА ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Специальность: 05.04.04 - Машины и агрегаты металлургического

производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2000

Работа выполнена на кафедре "Механика" Уральского государственного профессионалыго-педагогаческого университета

Научный руководитель - профессор, доктор технических наук

Лехов О. С.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Готлиб Б.М.

- кандидат технических наук, Карамышев Е.П.

Ведущее предприятие - Уральский алюминиевый завод

Защита состоится 22 декабря 2000 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета К063 14.15 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Уральском государственном техническом университете, ауд. М-323.

Ваш отзыв, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, УГТУ, Ученому секретарю совета института, тел. 74-4574.

Автореферат разослан _ Л -Г. 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Ю. Н. Жуков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность проблемы

В настоящее время оборудование многих заводов цветной металлургии является морально устаревшим и физически изношенным, что сопровождается снижением качества металлопродукции, снижением объема производства, большим расходом электроэнергии, топлива и металла, ухудшением экологической обстановки. Кроме того, наблюдаются серьезные отставания в области передовой технологии от зарубежных стран. Также вызывает озабоченность экспортная политика России, поскольку экспортируется 84 % первичного алюминия, 75 % рафинированной меди, причем экспорт готовых изделий из цветных металлов составляет 8 % от общего объема экспорта, что связано с отсутствием на многих заводах технологического оборудования для глубокой переработки сырья и низкой конкурентностью металлопродукции на внешнем рынке.

В связи с этим создание и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов и оборудования на заводах цветной металлургии, коренное улучшение качества металлопродукции является весьма актуальным.

Широкое внедрение ресурсосберегающих технологических процессов и оборудования на заводах цветной металлургии на современном этапе возможно лишь на основе создания принципиально новых установок непрерывного литья для получения металлопродукции, близкой по форме и размерам к готовым изделиям, что позволит существенно снизить расход топлива и электроэнергии и улучшить качество металлоизделий.

Разработка этого прогрессивного направления требует решения принципиально новых задач, охватывающих широкий круг вопросов от разработки алгоритмов расчета параметров агрегатов до создания принципиально новых установок для производства металлоизделий из цветных металлов.

Цель работы

Разработка принципиально новых технологических процессов и установок совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства листа и биметалла из цветных металлов и сплавов и создание методик и алгоритмов определения их параметров.

Научная новизна

Разработаны научные основы создания высокоэффективных совмещенных процессов непрерывного литья и циклической деформации, предложены принципиально новые конструкции установок непрерывного литья и деформации и создана научно-обоснованная методика расчета их параметров.

При этом получены существенно новые научные положения и результаты:

- разработаны и научно обоснованы новые технологии непрерывного литья и деформации и конструкции установок для их реализации;

- разработана методика расчета основных параметров установок непрерывного литья и деформации для производства листа и биметалла;

- на основе теоретического исследования определены температурные поля совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации при получении листа и биметалла из цветных металлов;

- разработан алгоритм двухуровневой оптимизации установки непрерывного литья и деформации для производства листа из алюминия;

- разработана обобщенная методика определения величины динамических нагрузок и оптимизации конструктивных параметров линии привода установки непрерывного литья и деформации.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Разработанные методики и рекомендации по выбору параметров технологических процессов и установок непрерывного литья и деформации использованы при разработке технологического задания на проектирование установки непрерывного литья и деформации для получения листа из алюминия на Михайловском заводе обработки цветных металлов.

Обоснованы основные технологические и конструктивные параметры установок непрерывного литья и деформации для производства листа и биметалла.

Разработана оригинальная конструкция горизонтальной установки непрерывного литья и деформации, для создания которой может быть использована прокатная клеть с приводом.

На основе результатов теоретических исследований определены параметры и изготовлена лабораторная установка непрерывного литья и деформации, на которой выполнен большой объем экспериментальных исследований при получении листа и биметалла.

На защиту вынесены следующие основные положения:

- конструкции установок непрерывного литья и деформации;

- технология совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации;

- математическая модель совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации;

- постановка задачи и результаты расчета температурного поля совмещенного процесса непрерывного литья и деформации при получении листа из алюминия;

- методика расчета основных параметров установки непрерывного литья и деформации для производства биметаллических полос;

- постановка задачи и результаты расчета температурного поля процесса непрерывного литья и деформации при получении биметалла;

- оценка жесткости несущих звеньев установки непрерывного литья и деформации;

- конструкция привода горизонтальной установки непрерывного литья и деформации;

- результаты расчета кинематических параметров привода и стенок-бойков кристаллизатора горизонтальной установки непрерывного литья и деформации;

- алгоритм двухуровневой оптимизации установки непрерывного литья и деформации;

- рекомендации по выбору параметров процессов и установок непрерывного литья и деформации.

Апробация работы

Материалы работы излагались и обсуждались на Международном семинаре "Моделирование, передовые технологии, экспертные и управляющие системы в тепло-.массоперепосе" (Екатеринбург, 1996 г.), научно-технической конференции "Теория и технология процессов пластической деформации" (Москва, ГТУ-МИСИС, 1997 г.), Международной научно-технической конференции "Уральская металлургия на рубеже тысячелетий" (Челябинск, 1999 г.).

Объем работы

Содержание работы изложено на 145 страницах машинописного текста, иллюстрировано 19 рисунками, содержит 8 таблиц, библиографический список, включающий наименование 69 научных работ.-

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ТЕХНОЛОГИЯ И СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

На современном этапе развития металлургического производства все большее развитие получают совмещенные процессы непрерывного литья и деформации, которые позволяют получить заготовки по форме и размерам близких к готовым изделиям, тем самым существенно снизить энергоемкость технологического процесса, металлоемкость оборудования и капитальные и эксплуатационные затраты.

Ведутся работы по созданию новых установок непрерывного литья. Предлагаемые технологии непрерывного литья в теоретическом плане основаны на объединении процессов кристаллизации металла и формоизменения затвердевающего слитка. Например, возможно литье полосы на двухвалковой установке бесслитковой прокатки.

Широко используется, особенно в цветной металлургии агрегаты Super Caster фирмы Fata-Hunter, отличающиеся большим диаметром валков-кристаллизаторов, каждый из которых имеет индивидуальный привод от

электродвигателя постоянного тока через планетарный редуктор. Технология бесслитковой прокатки требует значительно меньших капиталовложений и эксплуатационных расходов. Малая протяженность зоны интенсивного отвода тепла (дуги захвата) ограничивает допустимую скорость литья, которая не превышает 1-2 м/мип.

Однако технология литья металла на установке с двумя валками-кристаллизаторами имеет ряд недостатков, поскольку еще не отработаны подвод и удержание металла (боковые стенки или бурты), получение качественной поверхности и структуры металла при минимальных обжатиях.

Непрерывнолитая полоса, получаемая на кастере, имеет литую структуру, что не позволит при последующей холодной прокатке получить лист и фольгу для глубокой вытяжки. Кроме того, тонкая лента имеет волнистые кромки, для чего необходима обрезка кромок с обеих сторон ленты шириной до 20 мм.

В работе В.В. Стулова, В.И. Одинокова отмечается, что повышение эффективности производства непрерывнолитых заготовок достигается разработкой новых приемов воздействия на жидкий и кристаллизующийся металл.

Предлагается конструкции установки непрерывного литья, где в кристаллизаторе происходит обжатие металла на наклонных гранях и его выталкивание на вертикальный калибровочный участок.

Однако в разъемном кристаллизаторе предлагаемой установки непрерывного литья при эксплуатации в промышленных условиях (жидкий металл, шлак, окалина) в местах контакта четырех стенок разъемного кристаллизатора будут из-за износа контактирующих поверхностей увеличиваться зазоры, что приведет к затеканию жидкого металла в эти зазоры и образованию заусенцев. Это может привести к нарушению стабильности процесса вытягивания полосы из кристаллизатора и ухудшению качества непрерывнолитых заготовок.

Широкое применение в различных областях техники находят биметаллыГПрименение их позволяет достичь не только качественно новых свойств изделий, но и существенной экономии дорогостоящих материалов компонентов, и прежде всего цветных металлов.

Возрастающие потребности в биметаллах и повышающиеся требования к их качеству вызвали необходимость создания высокопроизводительных процессов их производства. Например, имеет перспективы, так называемые инверсионное литье - процесс, при котором полоса - основа проходит через ванну с жидким металлом, который кристаллизуется на основе и вместе с ней вытягивается в виде биметалла с контролируемый конечной толщиной.

К настоящему времени разработаны технологии холодного плакирования широкого класса биметаллов: сталь + медные сплавы, сталь + алюминиевые сплавы и др. Полученные этим способом композиции из двух и трех слоев общей толщиной 0,1... 10 мм (и более) и шириной до 300 мм находят широкое применение в электронной, электротехнической,

автомобильной, оборонной промышленности. К основным технологическим задачам в развитии этих процессов откосятся увеличение ширины биметаллических листов, производимых рулонным методом, а также получение композиций с повышенной толщиной плакирующих слоев (до 1015 % от толщины основного слоя).

В работе В.В. Стулова и В.И. Одинокова приведены результаты моделирования на свинце получения непрерывнолитых кованых стальных армированных заготовок. Исследовали процесс изготовления непрерывнолитых кованых свинцовых заготовок прямоугольного сечения 712 х 30 мм2, армированных медными и алюминиевыми шинами.

В работе Ю.Ф. Шевакина, И.И. Добкина, A.B. Бушева описан литейно-прокатный модуль, включающий в свой состав установку горизонтального непрерывного литья (УГНЛ) и стан холодной периодической прокатки листа (ХГ1Л), в котором одновременно производится плавка, литье, фрезерование заготовки и прокатка. Толщина отливаемой заготовки из цветных металлов (медь, латунь, алюминий) равна 30-40 мм, ширина - 280-600 мм, скорость литья до 3 м/мин, а толщина прокатанного листа 3-11 мм. Производительность литейно-прокатного агрегата до 80000 тыс. т в год.

Таким образом для дальнейшего развития цветной металлургии в жестких условиях рыночной экономики необходимо создание ресурсосберегающих технологических процессов и компактных установок совмещенных процессов непрерывного литья и деформации, что позволит снизить издержки производства, увеличить выход годного и повысить качество готовой металлопродукции и, соответственно, снизить объем продаж слитков и повысить конкурентоспособность металлопродукции из цветных металлов и сплавов.

2. РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ДЕФОРМАЦИИ

Установка совмещенного процесса непрерывного литья и деформации разработана на основе процессов и установок циклической деформации, защищенных международными заявками и патентами зарубежных стран и предназначена для получения листа, биметалла и других профилей со скоростью порядка 10-15 м/мин и выше (рис. 1).

Отличительными особенностями установки является то, что процессы образования оболочки, формирование полосы при наличии жидкой фазы, обжатие затвердевшего металла и продвижение полосы осуществляется в кристаллизаторе, что позволяет исключить зону вторичного охлаждения и существенно улучшить качество металлопродукта. Это удается реализовать,

Рис. 1:

1 - неразъемный кристаллизатор; 2,3 - суппорт; 4, 5, 6, 7 - эксцентриковый

вал; 8, 9 - разъемная часть сборного кристаллизатора; 10 - пружинный механизм; 11 - тянущие ролики; 12 - канал для подвода смазки; 13 - расплав металла; 14 - оболочка слитка; 15 - готовая полоса

благодаря принципиально новому взаимодействию стенок кристаллизатора с отливаемым слитком, при котором подвижные стенки кристаллизатора одновременно с формированием полосы продвигают ее по направлению разливки.

Высокое качество металлопродукции обеспечивается:

а) получением мелкозернистой и однородной структуры металла без дефектов литейной природы вследствие интенсивного перемешивания жидкого металла и обжатия бойками затвердевшего металла с высокой степенью деформации;

б) исключением продольной разнотолщинности полосы вследствие узкого температурного интервала деформации;

в) высокой точности полосы и хорошего качества ее поверхности вследствие деформации и наличия калибрующего участка на бойках кристаллизатора и хороших условий подачи смазки в очаг деформации.

Установка непрерывного литья и деформации (рис. 1) состоит из водоохлаждаемого кристаллизатора 1 и двух суппортов 2 и 3. Каждый суппорт установлен на двух эксцентриковых валах. К суппорту 2 крепится стенка-боек с калибрующим участком, к суппорту 3 -стенка - боек с

калибрующим участком 9. Рабочие поверхности боковых стенок образуют в совокупности с бойками разъемный кристаллизатор, полость которого является продолжением полости кристаллизатора 1.

Бойки-стенки кристаллизатора имеют специальные каналы 12 для подвода смазки (например, графитового порошка) с тем, чтобы исключить налипание нагретого алюминия на рабочие поверхности бойков кристаллизатора.

Синхронное вращение эксцентриковых валов осуществляется от электродвигателя.

Вытягивание заготовки из кристаллизатора 1 осуществляется с помощью тянущих роликов 11.

При установившемся процессе жидкий металл заливается в водоохлаждаемый кристаллизатор 1, который с бойками совершает синхронные возвратно-поступательные движения. За счет отвода тепла стенками кристаллизатора образуется замкнутая оболочка 14 с жидкой фазой 13 заданного периметра. Затем оболочка с жидкой фазой поступает в бойки 8 и 9 разъемного кристаллизатора. Бойки одновременно с формированием из оболочки с жидкой фазой заготовки продвигают ее по направлению непрерывного литья. При этом сближение верхней и нижней стенок оболочки, т.е. уменьшение высоты заготовки с жидкой фазой. Это приводит к увеличению ширины заготовки за счет заполнения боковыми стенками оболочки вогнутых поверхностей боковых стенок кристаллизатора, т.е. происходит формирование. плоской заготовки с жидкой фазой. Одновременно с формированием заготовки бойки осуществляют продвижение оболочки по направлению непрерывного литья и вытеснение жидкого металла. По мере продвижения заготовки с жидкой фазой происходит смыкание верхней и нижней стенок оболочки, т.е. исключение жидкой фазы. После этого происходит циклическое обжатие бойками кристаллизатора затвердевшей заготовки и калибровка сечения полосы.

Разработана конструкция горизонтальной установки непрерывного литья и деформации, кинематическая схема которой приведена на рис. 2.

При создании опытно-промышленной горизонтальной УНЛД для производства листа может быть использована прокатная клеть с приводом. В этом случае в клеть вместо прокатных валков устанавливаются два эксцентриковых вала 4 и 5, на которых крепятся два суппорта, которые посредством шарнира 6, соединены между собой с возможностью вращения вокруг него (рис. 2). Ось шарнира расположена на одинаковом расстоянии от осей горизонтальных эксцентриковых валов. Неподвижные оси горизонтальных эксцентриковых валов установлены в подушках станины прокатной клети.

Рис. 2 Кинематическая схема горизонтальной установки непрерывного литья

и деформации:

1 - неразъемный кристаллизатор; 2, 3 - степки-бойки разъемного кристаллизатора; 4, 5 - эксцентриковые валы; 6 - шарнир

Горизонтальные эксцентриковые валы соединены шпинделями с шестеренной клетью линии привода прокатной клети, к каждому суппорту крепится стенка-боек 2 (3) с калибрующим участком. Рабочие поверхности бойков в совокупности с боковыми стенками образуют разъемную часть кристаллизатора, полость которого является продолжением полости неразъемной части кристаллизатора 1. Сечение полости сборного кристаллизатора на выходе соответствует размерам получаемого листа.

При синхронном вращении эксцентриковых валов (рис. 2) суппорты вместе с бойками совершают плоские движения по.заданному закону. При этом один конец шатуна-суппорта совершает движение по окружности с радиусом, равным эксцентриситету "е" горизонтального эксцентрикового вала, а другой конец - возвратно-поступательное движение по оси подачи полосы (ось шарнира 6).

Стенка-боек расположена между этими крайними точками суппорта и смещена от прямой, соединяющей эти точки по вертикали. Такое расположение бойка на суппорте обеспечивает при вращении эксцентрикового вала движение каждой точки бойка по сложной эллиптической траектории. В результате в целом стенка-боек совершает плоское движение по замкнутой траектории.

Предлагаемый технологический процесс получения листа из алюминия путем использования принципиально новой установки совмещенных процессов непрерывного литья и циклической деформации предусматривает заливку расплава алюминия из плавильной печи в миксер,

который предназначен для поддержания температуры, рафинирования и дозирования подачи расплава алюминия в кристаллизатор установки непрерывного литья и деформации. Из миксера расплав алюминия с помощью системы подачи заливается в кристаллизатор УНЛД.

В кристаллизаторе УНЛД совмещенный процесс непрерывного литья и циклической деформации может быть разбит на четыре стадии:

- кристаллизация металла в неразъемной части водоохлаждаемого кристаллизатора с образованием замкнутой оболочки с жидкой фазой;

- формирование полосы из слитка с жидкой фазой путем одновременного сближения корочек слитка и гибки боковых стенок;

- ковка бойками разъемного кристаллизатора затвердевшего металла до заданных размеров листа;

- калибровка полосы с целью обеспечения заданной точности листа.

После выхода из кристаллизатора полоса с помощью направляющих

роликов подается на моталку, где сматывается в рулон.

Выполнен оценочный расчет тепловых процессов в кристаллизаторе. Для этой цели рассмотрим продольное сечение кристаллизатора, изображенное на рис. 3.

Для данных поперечных сечений поверхности T¡ (i = 1, ...8) омываются водой, Г? - охлаждается воздухом, а для сечения А-А на Г задана максимально возможная температура То = 660° С, для сечения же В-В максимально возможная температура Т0 = 660° С задана только на Гю, то мы получим диапазон полей температур, возникающих в кристаллизаторе. Также необходимо задать теплофизические параметры металла, из которого изготовлен кристаллизатор и кристаллизуемого материала.

Стенки кристаллизатора

К' / н —/-1

....."гУГТТТТ/Ш',

\~А Н

Затвердевший алюминий

Рис. 3. Продольное сечение сборного кристаллизатора

Распределение температуры по сечениям кристаллизатора может быть определено решением уравнения нестационарной теплопроводности [35]

дТ

дт

f 1 Л

д~т t д1Т

дх2 8у2

(1)

где а - коэффициент теплопроводности.

Одним из основных моментов при расчете температуры является задание граничных условий. Для верхней оценки достаточно их задать для сечения А-А на Г, а для сечения В-В на Гю температуру Т0, равную 660°.

Коэффициент конвективного теплообмена кристаллизатора с воздухом (аг) определяется по следующей зависимости:

er-

120(0,35-10 3Г+0,12

-3.

20 1,48-10 Г - 0,314

,Г<400°С

,Г>400°С

(2)

Что касается аь то наиболее употребительной и универсальной является формула Михеева для теплопередачи при турбулентном движении различных жидкостей в трубах и каналах.

N =0,021-Re

0,8.

РГж0,43

Рт

ж

Рг

V cm )

0,25

'V

(3)

где Яе - число Рейнольдса; Рг - число Прандтля для охлаждающей воды, причем индекс "ж" означает, что значение Рг берется при температуре воды, а индекс "ст" - стенки канала охлаждения; Е] - коэффициент, определяемый отношением длины канала охлаждения к его диаметру.

Поскольку Nu

öfj •d

где X - коэффициент теплопроводности воды, то (вт/(м~ 0

расходе воды и

л

отсюда легко найти СС1 (вт/(м2 0 С) при заданном теплофизических параметрах подаваемой жидкости.

Для тел, имеющих конфигурацию изображенную на рис. 3 аналитического решения тепловой задачи не существует. Поэтому в последующем была использована программа расчетов с использованием метода конечных элементов.

В настоящем расчете сечения, изображенные на рис. 3 разбивались на треугольные конечные элементы с лагранжевой аппроксимацией. Деформации в элементах задавались изменяющимися линейно. Точность решения определялась сгущением сетки разбиения и оценивается в 10%.

Результаты выполненного расчета показали, что максимальная температура возникает в сечении А-А. При этом на стенках водо-охлаждающего канала она достигает максимум 56° С. Минимальная же температура при этом равна 31° С. Температура внешней поверхности

кристаллизатора (на Г<>) не будет превосходить 100° С. Аналогичный расчет выполнен для бойков.

Разработана методика расчета технологических и энергосиловых параметров процесса непрерывного литья и деформации.

Толщина корочки слитка сь выходящего из неразъемного кристаллизатора, определяется по формуле:

сг^Ял/т, (4)

где т - время кристаллизации, К - коэффициент затвердевания. В случае непрерывного литья алюминия К = 45. Время кристаллизации:

и /

г = (5)

где ¡1 - рабочая длина неразъемного кристаллизатора, К/ - скорость вытягивания слитка из неразъемного кристаллизатора, V/ =2-4 м/мин. Длина наклонного участка разъемного кристаллизатора Я -А

/,=-2-, (6)

3 2 tga

где Н0 - высота полости неразъемного кристаллизатора.

Величина подачи бойками слитка Б] в разъемном кристаллизаторе

где е - величина эксцентриситета эксцентрикового вала, е = 5 мм;

а - угол наклона рабочей поверхности бойка разъемного кристаллизатора, а = 10-15°.

Частота вращения эксцентриковых валов УНЛД

103-К,

л =-(8)

ч

Часовая производительность установки

бч=60 НуВуУ^у, (9)

где Н| - толщина полосы после смыкания корочек слитка, м; В) - ширина полосы после смыкания корочек слитка, м; у - удельный вес металла, для алюминия у = 2,7 т/мЗ. Длина деформирующего участка стснки-бойка Я. -А

'«ПйГ" (10)

где Ь - толщина листа.

Длина калибрующего участка стенки-бойка выбирается из соотношения:

^=(1,5-2,0^ (11)

Длина разъемного кристаллизатора

1р=1ъ+1к (12)

Общая длина сборного кристаллизатора

L = lH+lp (13)

Сила деформации равна

Р = Рс-Рк, (14)

где Pc - среднее удельное контактное давление;

Fk - площадь очага деформации:

F =1А-В , к о с

где Вс - средняя ширина очага деформации.

Среднее удельное давление

Р =и -ст , (15)

с <г s' v '

где По - коэффициент напряженного состояния.

и =0,88 + 0,5% , (16)

/ с

где Нс = (H, + h) / 2;

cjs - сопротивление металла деформации, определяется в зависимости от марки металла, температуры полосы (Т), степени (s) и скорости (И) деформации.

Мощность приводного электродвигателя 0,105Р-и-е

2 г,

где Т) - коэффициент полезного действия линии привода.

Nde- : > W

3. РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ДЕФОРМАЦИИ

Для получения листа из цветных металлов и сплавов высокого качества очень важно оценить влияние конструктивных параметров рабочей клети и кинематических параметров привода установки непрерывного литья и деформации на точность листа и качество его поверхности.

Расчет на жесткость выполнен на примере несущих элементов прокатной клети 4-х валкового листового стана Михайловского завода обработки цветных металлов, в которую устанавливается узел. сборного кристаллизатора для реализации совмещенного процесса непрерывного литья и деформации.

Размеры элементов: станины, эксцентриковых валов, бойков, суппортов, подушек приняты согласно чертежей.

Усилие деформации - 2700 кН.

Материал всех элементов принят однородным и изотропным с коэффициентом Пуансона 0,3 и модулем упругости для станины 175000 МПа, а для остальных элементов - 210000 МПа.

Упругая деформация клети в вертикальном направлении (вдоль оси нажимного винта) определяется по формуле:

8 = 8 + 8 +<? + 8 , + 8 + 8 + 8s (18)

cm в.п н.п подш эв сс 6 к J

где 6СТ, 5ВВ, 5ИЛ„ 5П0ДШ, 8ЭВ, 5СС, 5б - упругая деформация соответственно станин, верхних подушек, нижних подушек, подшипников, эксцентриковых валов, системы суппортов, бойков.

Расчет упругой деформации станины выполнялся решением на ПЭВМ краевой задачи теории упругости методом конечных элементов в плоской постановке.

При исследовании деформированного состояния станины принята следующая схема внешних сил: на верхнюю и нижнюю поперечины по оси нажимных винтов (вертикальной оси окна) действуют статические усилия равномерно распределенные по площадкам, равным контактным поверхностям подушек с поперечинами станины.

Ввиду симметрии детали и нагрузок относительно вертикальной оси рассматривалась правая половина станины, рассеченная по оси нажимных винтов.

Упругая деформация системы эксцентриковых валов рассчитывалась на ПЭВМ. В методику расчета заложены формулы теории сопротивления материалов. При этом усилия, действующие со стороны подшипников распределялись по ширине их контакта по параболе.

Суммарная упругая деформация подшипников качения в направлении усилия прокатки определялась по методике Р.Д. Бейдельмана и Б.В. Цыпкина.

Расчет деформации верхней и нижней подушек выполнен в плоской постановке методом конечных элементов.

Результаты расчетов упругой деформации системы даны в таблице 1.

Таблица 1

Наименование элемента Упругая деформация при Р = 2700 кН, мм % в деформации элемента в общей деформации системы

Станина 0,2840 21,5

Эксцентриковые валы 0,8274 66,5

Подшипники № 2097752 0,0407 3,0

Верхняя подушка 0,0156 1,2

Нижняя подушка 0,0156 1,2

Бойки, суппорты, ось суппортов 0,17 13

Система 1,3139 100

Анализ результатов свидетельствует о низкой жесткости системы эксцентриковых валков (почти 60 %) от общей деформации всей системы. Для уменьшения ее податливости следует либо увеличивать диаметр шеек и бочек, либо уменьшать межопорное расстояние.

Для получения заданной точности листа и улучшения качества его поверхности целесообразно использовать установку вертикального литья с приводом от четырех эксцентриковых валов. Данная схема позволяет в 2 раза увеличить жесткость бойковой системы, что повышает точность листа. Кроме того, вертикальная схема установки упрощает заливку расплава и обеспечивает надежное удаление шлаковых включений, газов и воздуха из расплава, т.е. позволяет улучшить качество поверхности листа и структуру металла.

При создании горизонтальной установки непрерывного литья и деформации, в частности, если для этого используется прокатная клеть с приводом (Рис. 2), необходимо согласовать конструктивные параметры прокатной клети (межосевое расстояние между валками - 21) и кассеты (величина эксцентриситета эксцентрикового вала - е, длина шатунов - Ъ) с заданными технологическими параметрами горизонтальной УНЛД (величина единичного обжатия - ЛИ), величина подачи за один цикл обжатия - а также размеры обжимающего и калибрующего участков бойков. Для этой цели проведен кинематический анализ перемещений бойков, деталей, сопрягаемых с бойками, и деформируемой полосы горизонтальной УНЛД.

Величина подачи заготовки за один цикл обжатия может быть определена но формуле

Таким образом, по результатам выполненного кинематического анализа привода стенок-бойков горизонтальной УНЛД можно для заданных технологических параметров (единичного обжатия ЛИ и подача полосы) определить конструктивные параметры привода (величину эксцентриситета приводных валов е, расстояние между осями приводных валов 21, длину шатунов в, расположение бойков относительно шатунов (положение обжимающего и калибрующего участков относительно линии центров шарниров шатунов), а также размеры обжимающего и калибрующего участков стенок-бойков.

Для оценки технологии совмещенного процесса непрерывного литья и деформации, кинематических параметров установки и качества получаемой полосы создана лабораторная установка совмещенного процесса непрерывного литья и деформации вертикального типа.

Техническая характеристика лабораторной УНЛД: мощность электродвигателя - 15 кВт, угловая скорость эксцентриковых в ало и - 80 об/мин, величина эксцентриситета эксцентрикового вата - 2,5 мм, сечение получаемого листа - 2-6 х 60 мм.

Целью исследования совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации являлась оценка качества листа из алюминия. В первую очередь следовало оценить калибровку бойков (угол наклона рабочей поверхности, длину калибровочного участка, радиусы сопряженных

(19)

поверхностей) и ее соответствие кинематическим параметрам движения бойков с позиции получения поверхности листа хорошего качества, а также оценить условия захвата полосы бойками. Кроме того, известно, что при горячей прокатке алюминия наблюдается налипание алюминия на рабочую поверхность валка, что приводит к ухудшению качества листа. В связи с этим, при непрерывном литье алюминия на валковой установке непрерывного литья перед разливкой на рабочие поверхности валков наносится слой смазки. Анализ литературных данных показал, что наиболее рациональной смазкой при горячей обработке алюминия является графитовый порошок. Процесс циклической деформации является благоприятным с точки зрения подачи смазки на бойки, поскольку бойки разъемной части кристаллизатора периодически отходят от полосы, чло позволяет надежно подавать в эти моменты смазку на рабочие поверхности бойков.

Проведенные исследования позволили скорректировать расчетную калибровку бойков и получить поверхность листа хорошего качества. Наибольшее влияние на качество поверхности листа оказывают калибрующие участки бойков, длина которых в 1,5 - 2,0 раза должна превышать величину подачи полосы.

4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ДЕФОРМАЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС

Разработан способ непрерывного литья биметаллической полосы включает подачу в кристаллизатор (Рис. 1) металла плакировочного слоя (алюминий, медь и т.п.) в жидком состоянии и предусматривает непосредственно в кристаллизаторе соединение полосы второго металла (сталь и т.п.) в твердом состоянии с кристаллизующейся корочкой плакировочного слоя путем обжатия с последующей калибровкой полосы, причем скорость литья определяется заданной толщиной плакировочного слоя и размерами сборного кристаллизатора.

Следует отметить, что процесс ковки бойками кристаллизатора затвердевших плакировочных слоев позволяет получить на выходе из кристаллизатора биметалл с мелкозернистой однородной структурой металла плакировочного слоя без дефектов и с хорошим качеством поверхности, а также обеспечивает надежное сцепление слоев биметалла. Причем процесс соединения слоев биметалла осуществляется в благоприятных условиях деформации при наличии сжимающих напряжений, что предохраняет плакирующий слой от разрушения и предотвращает образование дефектов биметаллической полосы.

Основные преимущества предлагаемого способа непрерывного литья и деформации в сравнении с зарубежными и отечественными аналогами:

- повышение качества биметалла за счет обжатия бойками биметаллического слитка, что обеспечивает надежное сваривание слоев, получение мелкозернистой однородной структуры металла плакирующего

слоя, хорошего качества поверхности полосы и высокой точности толщины плакирующего слоя;

- повышение производительности процесса непрерывного литья биметаллических полос;

- существенное снижение капитальных и эксплуатационных затрат.

Выполнен тепловой расчет совмещенного процесса непрерывного

литья и деформации при получении биметаллической полосы. Рассматривается процесс получения биметалла, причем основная полоса из алюминиевого сплава (в дальнейшем обозначим ее через А1). Толщина пластины 10 мм, ширина 135 мм. Температура пластины А1 на входе 20° С. Между внутренними стенками кристаллизатора и пластиной подается слой расплавлешюй меди толщиной 5 мм. Обозначим этот слой условно через Си. Температура Си принята равной температуре плавления меди и равна на входе 1073° С. Скорость разливки принята 5 м/мин. Сам кристаллизатор выполнен из стали 45ХНМ. В стенках кристаллизатора высверлено восемь отверстий диаметром 18,7. Для охлаждения кристаллизатора в эти каналы подается вода. Объем подводимой жидкости принят равным 5 мЗ/час.

Требуется при принятых условиях решить две задачи:

- определение установившегося поля температур в стенках " кристаллизатора;

- определение температуры А1 и Си к моменту их выхода из кристаллизатора.

Оценочный расчет тепловых процессов в кристаллизаторе выполнен путем решения нестационарной задачи теплопроводности в плоской постановке численным методом конечных элементов, методика решения которой изложена в разделе 2.

Для решения первой задачи необходимо рассмотреть поперечное сечение кристаллизатора, у которого на внешней его поверхности задано охлаждение на воздухе (через коэффициент конвективного теплообмена кристаллизатора с воздухом - а 0, в каналах охлаждения - задано охлаждение водой (через коэффициент теплообмена ехг), а на внутренних стенках кристаллизатора либо тепловой поток, либо коэффициент контактной теплопередачи или же, в крайнем случае, температура Ткр внутренней стенки кристаллизатора.

Затем, определив теплофизические свойства металла, из которого изготовлен кристаллизатор, поперечное сечение необходимо разбить на конечные элементы. После чего, задав начальное поле температур и граничные условия по коэффициентам, о которых говорилось выше, можно определить стационарное поле температур в стенках кристаллизатора, используя решение нестационарной задачи теплопроводности.

Для решения второй задачи по определению температуры Си и А1 необходимо также рассмотреть поперечное сечение кристаллизатора причем начальные условия должны быть следующими:

- для кристаллизатора необходимо задать найденное из решения первой задачи поле температур;

- для Си - температуру Т = 1073° С;

- для AI - температуру Т = 20° С.

Граничные условия при этом необходимо оставить как при решении задачи 1 за исключением температуры на внутренней поверхности кристаллизатора. Затем, разбив тело на конечные элементы, задав теплофизнческие параметры для каждой области, определить изменение температуры за нужный промежуток времени решением нестационарной задачи теплопроводности.

На первом этапе было определено поле температур в стенках кристаллизатора в предположении, что температура внутренних стенок кристаллизатора постоянна и равна температуре слоя Си, равной 1073° С. Результаты расчета показали, что при этих условиях и заданном охлаждении на воздухе (а0 и в каналах охлаждения (а2) температура воды в каналах охлаждения поднимается выше 100° С, что невозможно.

Опыт проектирования кристаллизаторов показывает, что температура стенок на внутренней поверхности кристаллизаторов конструкции УЗТМ не превышает 300° С. Причем параметры стенок, каналов охлаждения и расходов воды близки к исследуемым в нашем случае. Поэтому в последующем необходимо было определить возможно более точное задание граничных условий по температуре на внутренних стенках кристаллизатора. Это сделано следующим образом:

Была рассчитана температура Си и AI при подаче их в кристаллизатор в предположении, что они имеют начальную температуру на входе 1073° С и 20° С соответственно, а тело кристаллизатора имеет:

а) температуру 20° С;

б) температурное поле из условия предыдущей задачи.

Получено, что в этом случае температура при условии а) в стенках кристаллизатора не должна превышать 250.. .300° С, а в случае б) - 550...600° С. Случай а) дает нижнюю оценку температур внутренних стенок кристаллизатора, а случай б) - верхнюю оценку.

Поэтому в последующем было определено стационарное температурное поле в стенках кристаллизатора при условии задания на внутренних стенках температуры в интервале 250-300° С, а затем температуры в интервале 550-660° С.

Расчет температурного поля AI и Си выполнен в соответствии с постановкой и алгоритмом задачи при условии, если:

а) в стенках кристаллизатора задано температурное стационарное поле из условия, что на внутренних стенках температура не выше 300° С;

б) когда температура не выше 600° С.

На основании расчетных данных построен график изменения температуры в двух точках биметалла. Температура как AI, так и Си через 1... 1,5 сек достигает величины примерно 540° С. Для случая б) эта температура за то же время достигает величины 570° С.

Соотношение между скоростью вытягивания биметаллической полосы V] и толщиной корочки с металла плакирующего слоя имеет вид:

Ух=К2у2. ' (20)

Данное соотношение позволяет в зависимости от толщины корочки плакирующего слоя и высоты расплава металла определить скорость вытягивания.

Для оценки новой технологии производства биметаллических полос и оценки качества биметалла проведены экспериментальные исследования на лабораторной установке при получении биметалла сталь-алюминий. В процессе эксперимента в кристаллизатор заливали расплав алюминия и одновременно через него пропускали стальную полосу толщиной 5 мм. В разъемной части кристаллизатора кристаллизующиеся корочки плакирующего слоя соединяли с основной полосой по всему ее периметру и подвергали циклической деформации подвижными стенками-бойками с последующей калибровкой. Циклическая обработка бойками , биметаллической полосы с достаточно высокой степенью деформации позволяет получить надежное сцепление слоев, а калибровка полосы обеспечивает получение заданной толщины плакировочного слоя и точность биметалла.

Большим преимуществом предлагаемой технологии получения биметалла в сравнении с существующими является то, что она позволяет получить плакирующий слой одинаковой толщины по всему периметру основной полосы. Это особенно важно при получении биметалла типа стать-медь и т.п. для электротехнической промышленности.

5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ДЕФОРМАЦИИ

На стадии проектирования установки непрерывного литья и деформации необходимо обоснованно выбрать схему компоновки линии привода и конструктивные параметры, параметры очага циклической деформации и мощность электродвигателя, обеспечивающие заданную производительность, снижение энергоемкости и динамической нагруженности, получение полос высокого качества, а также минимальную стоимость установки.

Задача двухуровневой оптимизации установки непрерывного литья и циклической деформации может быть сформулирована следующим образом: 1. Верхний уровень Минимизировать э(лг)

* = (21)

при ограничениях:

П > Пзад., АЬ0) < ДЬ < ЛЬ(2); а < [а];

со(,) < со < со(2); е(|) < е < е<2); (22)

Р < [Р]; М < [М]; Ск > [С*]; Р*Р;

аН0М5

мтач / М„ом ^ К„; Мкв < М„ где Э - энергоемкость процесса циклической деформации; Ск - жесткость клети и системы привода бойков-стенок кристаллизатора; р - частота собственных колебаний системы; Р - частота вынуждающей силы; Мном -номинальный момент электродвигателя; Кп - коэффициент перегрузки; Мкв -среднеквадратичный момент. 2. Второй уровень Минимизировать

п — \ с л л \2

Г= V Ми+ УЮ М . - М . , ; (23)

/ = 1 I / = 1 ^ ] )

Х = \\

1 п>

при пашметрических ограничения:

сР<С<с|2);^)</.^(2), (24)

где Мд - максимальная амплитуда динамического момента крутильных колебаний; К - коэффициент штрафа; С^ - жесткость упругой связи; ^ -момент инерции сосредоточенной массы; ^ - время нарастания момента до максимальной величины.

Решение задач двухуровневой оптимизации параметров установки непрерывного литья и деформации осуществляется с помощью математической модели, включающей математические модели очага циклической деформации и линии привода.

В реальном процессе циклической деформации увеличение силы от нуля до максимальной величины происходит не мгновенно, а по определенному закону:

Р{р) = РШпК(р, (25)

где К - эмпирический коэффициент, определяющий время нарастания силы деформации до наибольшей величины. Для установки непрерывного литья и циклической деформации К = 2.

Таким образом, зависимость для определения силы деформации примет вид:

0,5[Я. - к]- е[1 - 2(1 - соб£>)]

Р{<р) = Р В —- 1 --------5\пК-<р (26)

с «-•

Величина крутящего момента за один оборот эксцентрикового вала: Мд+Мтр' при

М = кр

мтр, при уг«рйгъ'

(27)

где Мд - крутящий момент, необходимый для деформации металла;

Мд=2Р(ф)-е-<>т<р, (28)

Мтр - крутящий момент, необходимый для преодоления сил трения в главной линии УНЛД.

Система дифференциальных уравнений, описывающая динамические процессы в линии привода установки непрерывного литья и деформации согласно расчетной схемы (рис. 4) имеет вид:

Рис. 4. Расчетная схема главной линии установки непрерывного литья и деформации

=Мде

32ф2 = 2Ц -<р2)+ 2[фх -ф2)-С24\р2 -<рА)-с?24\ф2 -ф4)-

-С23{<Р2-<ръ)-Ч23{ф2-Фъ)

Ь93 = С2з{92^зНзОг-<Р3)-Мст3/2 ^

-/494 =С24 К " 9 Л ^241^2 " Ь С45 К " 9 5 Ь ^24 К ~ 9 5

¿595 = С45К ~95)+ ^45К ")";

где <р,ср,<р - углы поворота, скорости и ускорения сосредоточенных масс системы;

<7 - коэффициент эквивалентного вязкого демпфирования;

Мдв - момент приводного электродвигателя;

Мл - момент, необходимый для деформации полосы.

Для решения задач оптимизации использован комбинированный алгоритм, построенный на базе двух методов: метода случайного поиска (метода Монте-Карло) и метода симплекса Нелдера и Мида.

Алгоритм двухуровневой оптимизации в совокупности с математическими моделями очага деформации и главных линий, пакетом прикладных программ, данными о технологических, скоростных, энергосиловых параметрах позволяет для заданного сортамента заготовок с учетом противоречивых критериев оптимизации определить оптимальные параметры технологического процесса и главной линии с позиции

выполнения заданной производительности, снижения динамической нагруженности и энергоемкости и улучшения качества проката.

В качестве целевой функции при решении задачи оптимизации (верхний уровень) принята энергоемкость технологического процесса, а в качестве варьируемых параметров - единичное обжатие (ЛЬ) и угловая скорость эксцентриковых валов (о).

Исходные данные для расчета: сечение листа из алюминия 4 х 200 мм; угол поворота эксцентрикового вала на котором осуществляется обжатие заготовки - л/2. Диапазоны изменения варьируемых параметров: 10 < ДИ < 30 мм; 20 < со < 60 1/с.

Результаты расчета позволяют обоснованно выбрать величину эксцентриситета (единичного обжатия) и угловую скорость эксцентрикового вала с позиции выполнения заданной производительности и снижения энергоемкости технологического процесса с учетом системы ограничений, определяющих качество листа и динамическую нагруженность линии привода установки непрерывного литья и деформации.

В качестве цели оптимизации установки непрерывного литья и деформации (второй уровень) поставим снижение динамических нагрузок в зубчатой передаче шестеренной клети-синхронизатора М^ (Рис- 4), а на

уровень динамических нагрузок М? в других связях наложим ограничения

М^<1,6М . В качестве варьируемых параметров использованы жесткости 1 ст

упругих связей (Си, С23, С45). Скорость вращения эксцентриковых валов со = 30 1/с. В результате решения задачи оптимизации установлено, что наибольшее влияние на уровень динамических нагрузок в зубчатой передаче синхронизатора оказывает жесткость моторного вала (Сп). Снижение жесткости моторного вала с 8000 кН-м/рад до 6000 кН-м/рад позволило уменьшить коэффициент динамичности в зубчатой передаче (tj24) с 1,5 до 1,36. Жесткости других связей (С23, С45) практически не оказывают влияние на уровень динамических нагрузок в зубчатой передаче шестеренной клети-синхронизатора УIIJ1 Д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработаны принципиально новые компактные установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства одно - и многослойного листа, позволяющие с минимальными капитальными затратами создать на заводах обработки цветных металлов ресурсосберегающие технологические процессы и улучшить качество металлоизделий. Наиболее важные теоретические и экспериментальные научные разработки и обобщения заключаются в следующем.

1. Разработана технология совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации, которая при производстве листа, биметалла и других профилей из цветных металлов позволяет существенно снизить расход топлива, электроэнергии и металла.

2. С использованием современной методики выполнен тепловой расчет совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации, что позволило оценить распределение температуры в неразъемном кристаллизаторе и сгенках-бойках разъемного кристаллизатора при кристаллизации расплава алюминия и выбрать параметры системы охлаждения.

3. Разработана методика расчета технологических, скоростных и эпергосиловых параметров процесса непрерывного литья и циклической деформации и параметров сборного кристаллизатора.

4. Разработана оригинальная конструкция горизонтальной установки непрерывного литья и деформации, для создания которой может быть использована прокатная клеть с приводом, в которую вместо валков устанавливается кассета со сборным кристаллизатором.

5. Расчет на жесткость несущих элементов клети и привода позволил оценить конструкцию привода и бойковой системы установки непрерывного литья и деформации и дать рекомендации по выбору жесткости несущих элементов с целью обеспечения заданной точности листа.

6. Выполнен кинематический анализ привода стенок-бойков горизонтальной установки непрерывного литья и деформации, который позволил для заданных технологических параметров выбрать конструктивные параметры привода и калибровку стенок-бойков обеспечивающих получение листа хорошего качества.

7. Установлено, что процесс циклической деформации является благоприятным с точки зрения подачи смазки на бойки разъемного кристаллизатора, поскольку бойки периодически отходят от полосы, что позволяет надежно подавать смазку (графитовый порошок) на рабочие поверхности бойков.

8. Экспериментальным путем установлено, что наибольшее влияние на качество поверхности листа оказывает калибрующий участок бойков кристаллизатора УНЛД, длина которого в 1,5 - 2,0 раза должна превышать величину подачи полосы.

9. Разработана принципиально новая технология совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для получения биметаллических полос, которая позволяет существенно снизить капитальные и эксплуатационные затраты, расширить сортамент и улучшить качество. Одним из преимуществ предлагаемой технологии по сравнению с существующими является возможность получения биметалла с плакирующим слоем по всему периметру основной полосы, имеющим однородную и мелкозерниструю структуру.

10. Выполнен расчет температурного поля в стенках сборного кристаллизатора и биметаллической полосе, который позволил оценить изменение температуры биметалла алюминий-медь в процессе непрерывного литья.

11. Разработана методика расчета технологических и силовых параметров сборного кристаллизатора и производительности процесса непрерывного литья и деформации при получении биметаллических полос.

12. Проведено экспериментальное исследование процесса получения биметалла сталь-алюминий, что позволило оценить надежность сцепления слоев и структуру металла плакирующего слоя.

13. Разработан алгоритм двухуровневой оптимизации параметров установки непрерывного литья и деформации, причем оптимизация выполняется по двум критериям: энергоемкости (верхний уровень) и динамической нагруженности (второй уровень) с учетом ограничений, обеспечивакнцих выполнение заданной производительности и получение листа хорошего качества.

14. Предложена математическая модель установки непрерывного литья и деформации, включающая модели очага деформации и линии привода.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССИРТАЦИИ

1. Лехов О.С., Баранов М.В. Установка совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства листа из цветных металлов // Наука и инженерное творчество - 21 веку: Труды научно-технической конференции УРО АИН РФ. Екатеринбург, 1995. - с. 77-78.

2. Лехов О.С., Баранов М.В. Расчет температурного поля совмещенного процесса непрерывного литья и деформации при получении листа из алюминия // Теория машин металлургического и горного оборудования: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ -УПИ, 1986.-е. 102-108.

3. Лехов О.С., Баранов М.В., Киршин И.В., Каменских С.Ф. Расчет и исследование параметров установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства листа из цветных металлов и сплавов // Теория машин металлургического и горного оборудования: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ - УПИ, 1996. - с. 27-34.

4. Лехов О.С., Баранов М.В., Киршин И.В. Расчет температурного поля совмещенного процесса непрерывного литья и деформации при получении биметаллической полосы // Моделирование, передовые технологии, экспертные и управляющие системы в тепло - массопереносе: Труды международного семинара. Екатеринбург, 1996.

5. Лехов О.С., Баранов М.В. Перспективы внедрения процессов циклической деформации заготовок // Теория и технология процессов пластической деформации: Сборник трудов научно-технической конференции. - М.: ГТУ - МИСИС, 1997. - с. 174-178.

6. Лехов О.С., Баранов М.В. Оптимизация параметров литейно-прокатных модулей // Теория и технология процессов пластической деформации: Сборник трудов научно-технической конференции. -М.: ГТУ -МИСИС, 1997.-е. 170-173.

7. Лехов О.С., Баранов M.B. Перспективы внедрения процессов и установок непрерывного литья // Теория машин металлургического и горного оборудования: Межвузовский сборник научных работ. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1998.-е. 69-72.

8. Лехов О.С., Баранов М.В., Киршин И.В., Каменских С.Ф. Исследование процесса непрерывного литья и деформации для производства листа из цветных металлов // Известия вузов. Цветная металлургия, 1998. № 4. - с. 44 - 47.

9. Lekhov. O.S., Baranov M.V., Kirshin I.V. The calculation of the Temperature Pattern in the Walls of the Mould and in the Bimetallic Strip in the Combining Process of the Continuous Casting and Deformation // Mathematical Modeling, Control and Advanced Technological Processes. / Ed. V.G. Lisienko/ Ekaterinburg: USTV, 1999. p. 174 - 180.

10. Лехов O.C., Баранов M.B. Новая технология непрерывного литья сортовых заготовок // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Уральская металлургия па рубеже тысячелетий": - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. - с. 141 -142.

11. Лехов О.С., Киршин И.В., Баранов М.В. Установка совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства полос // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Уральская металлургия на рубеже тысячелетий": - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999.-е. 142- 143.

12. Лехов О.С., Баранов М.В., Киршин И.В. Новая технология производства листа из алюминия // Тезисы докладов международной научно-технической конференции "Уральская металлургия на рубеже тысячелетий": - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. - с. 147 - 148.

13. Лехов О.С., Киршин И.В., Баранов М.В. Новая технология производства листа для сварных труб // Теория машин металлургического и горного оборудования: Межвузовский сборник. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 2000.-е. 144-148.