автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка и исследование малоприбыльного слитка с прямой конусностью стенок для производства сортового проката

На правах рукописи

Фоменко Алексей Петрович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛОПРИБЫЛЬНОГО СЛИТКА С ПРЯМОЙ КОНУСНОСТЬЮ СТЕНОК ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОРТОВОГО ПРОКАТА

Специальность 05 16 02 «Металлургия черных, цветных и редких металлов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Волгоград - 2007

003057607

Работа выполнена на ЗАО «ВМЗ «КРАСНЫЙ ОКТЯБРЬ»

Официальные оппоненты

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Жульев Сергей Иванович доктор технических наук, ст научный сотрудник

Паршин Валерий Михайлович

кандидат технических наук Макарычева Елена Владимировна

Ведущее предприятие ОАО «Металлургический завод «Серп и Молот», г Москва

Защита диссертации состоится 17 мая 2007 г в 15 00 часов на заседании диссертационного совета Д 217 035 02 в Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им И П Бардина» по адресу 105005, Москва, 2-я Бауманская ул , д 9/23

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦНИИЧЕРМЕТ им И П Бардина

Автореферат разослан 16 апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Т П Москвина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Исходной заготовкой для сортового проката диаметром 150 - 340мм из конструкционных марок сталей является стальной слиток Прокат меньшего диаметра в основном изготавливается из непрерывнолитой заготовки При этом производство с использованием стального слитка проигрывает в эффективности из-за высокой трудоемкости, расходов на литейную оснастку и повышенную прокатную обрезь

Наряду с освоением производства непрерывнолитой заготовки большого сечения необходимы работы по разработке литейной оснастки и производственных технологий, позволяющей снизить трудоемкость при подготовке и разборке литейных канав для сифонной разливки Разрабатываемые технологии должны также обеспечить снижение прокаткой обрези при высоком качестве готового сортового проката

Проблемой получения качественных стальных слитков занимались и занимаются в настоящее время ряд российских и иностранных ученых -НИ Хворинов, В А Ефимов, С И Жульев, А М Столяров и многие другие Их работы показывают, что получение однородного по химическому составу слитка является сложной задачей

В связи с вышесказанным, применение современных компьютерных систем математического моделирования для оптимизации параметров слитка является актуальной задачей в металлургическом производстве Результатами такого усовершенствования должно стать увеличение выхода годного, снижение количества и расхода литейной оснастки, а также повышение качества сортового проката при сокращении трудоемкости производства стальных сифонных слитков

Цель работы повышение выхода годного при производстве сортового проката конструкционных марок сталей диаметром до 200мм

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи

1) разработаны параметры слитков с прямой конусностью граней и малой (7 -9%) величиной головной обрези и изложницы для их производства,

2) исследовано строение реального малоприбыльного слитка и его усадочные дефекты,

3) разработана технология эффективного утепления головной части слитка и рассчитана тепловая работа прибыли

4) математическим моделированием выявлены параметры усадочных дефектов и напряженное состояние металла при затвердевании слитка предложенной геометрии,

Методы исследования Экспериментальная часть работы выполнена с применением методов оптической и растровой микроскопии OLYMPUS ВХ21, NEOPHOT NU2/E, MSM-2, твердомероз, а также разработанных новых оригинальных методик с использованием компьютерных программ - определения плотности дендритной структуры и моделирования процесса кристаллизации слитка Исследование химической неоднородности производилось на фотоэлектрической установке ARL 3460 Metals Analyzer

Научная новизна

1 выявлены параметры усадочных дефектов, распределение ликвирующих элементов и кристаллическое строение малоприбыльного прокатного слитка с прямой конусностью граней,

2 математическим моделированием определены закономерности развития усадочных дефектов при различных температурах разливки, объемах прибыльной части в слитке с прямой конусностью граней для сортового проката,

3 установлено отсутствие положительной ликвации по сечению подприбыль-ной части нового слитка

Практическая ценность Предложен, исследован и внедрен в производство новый слиток для сортового проката конструкционных марок сталей, диаметром до 200мм, позволяющий снизить величину головной обрези до 7% и стабилизировать химический состав металла по концам проката

Разработана, изготовлена и внедрена в производство новая изложница с прямой конусностью стенок и эффективным утеплением головной части, без прибыльной надставки, что сократило трудоемкость сборки-разборки литейной канавы на 30%

Внедрение усовершенствованной технологии получения стальных слитков на ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный октябрь» (ЗАО «ВМЗКО») дало экономический эффект 7 292 тыс руб за счет повышения выхода годного металла в прокат

Основные положения, выносимые на защиту.

— результаты исследования структурной, физической и химической неоднородности двух слитков обычного прибыльного массой 6,57т и с прямой конусностью массой 5,9т стали 20,

— результаты моделирования тепловых полей в слитках и влияния технологических параметров разливки и геометрических параметров слитка на размеры усадочных дефектов,

— результаты сравнения качества сортового металлопроката диаметром 120 -200мм, полученного из слитка с прямой конусностью массой 5,9т и обычного прибыльного массой 6,57т стали 20,

Апробация работы Материалы диссертационной работы докладывались на 5 международных конференциях (Самара 2004 - 05гг, Магнитогорск 2005г), а также на ежегодных научно-технических конференциях ВолгГТУ (2003-2006 гг) Диссертационная работа выполнена в рамках проекта Министерства промышленности, науки и технологии 6/354-03 «Разработка технологии производства металлургических заготовок повышенной однородности для изделий машиностроения» (2003 г) по распоряжению №3 900/41-68 от 26 03 2003

Публикации По теме диссертации опубликовано 26 печатных работ, в том числе 1 статья в центральном рецензируемом журнале, 3 патента РФ и одно положительное решение на выдачу патента РФ

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературных источников и приложения, содержит 138 страниц машинописного текста, 88 рисунков, 18 таблиц, 1 приложение и список литературы из 117 наименований

Основное содержание работы

Во введении кратко раскрыты сущность и актуальность рассматриваемых научно-технических проблем Изложены структура работы, научная новизна и практическая ценность полученных результатов

В первой главе описаны основные закономерности явления усадки стали, дефекты стальною слитка спокойной стали, а также влияние геометрии слитка и технологических параметров его разливки на степень развития физической неоднородности

Из литературных данных известно, что процесс усадки стали происходит в три стадии в жидком состоянии (при охлаждении от температуры расплава до темпера-

туры ликвидус), в твёрдо-жидком состоянии (в интервале между температурами ликвидус и солидус) и в твердом состоянии (от температуры солидус до конечной температуры) Явление усадки всегда сопровождает процесс затвердевания стали Основными факторами, влияющими на большую или меньшую степень ее развития, являются химический состав, определяющий интервал затвердевания стали, геометрические параметры слитка, температура разливки, и интенсивность охлаждения

К дефектам стального слитка, обусловленным усадкой, относятся усадочная раковина и осевые трещины Последние подразделяются на V-образные и вертикальные

Усадочная раковина является дефектом, неизбежно сопровождающим кристаллизацию стального слитка Её стремятся полностью локализовать в прибыльной части слитка, в результате чего относительный объём последней может достигать 14%, что снижает выход годного металла в прокат

V-образные трещины и несплошности располагаются в постоянно сужающейся кверху осевой зоне Характерная форма V-образных трещин вызвана усадочными перемещениями в твердо-жидкой осевой зоне, а угол их раскрытия характеризует отношение перемещения по вертикали к ширине канала Поперечные размеры зоны V-образных трещин не превышают 15-17% от соответствующего диаметра слитка

Вертикальные трещины наблюдаются в местах наибольшего скопления пор и несплошностей, располагаясь, как правило, непосредственно под усадочной раковиной и в центральных участках осевой зоны под V-образными трещинами

Стальной слиток всегда характеризуется наличием в его теле дефектов усадочного происхождения Степень их развития определяется рядом факторов геометрического и технологического характера

Одним из определяющих параметров является отношение высоты слитка к диаметру (H/D) Увеличение параметра H/D с 3,1 до 5,0 приводит к увеличению протяженности усадочной раковины с 30% от высоты тела слитка, до 75% В головной части слитка относительный диаметр усадочной раковины при этом не изменился и составлял порядка 30% от диаметра слитка В низлежащих горизонтах диаметр сократился на 15-20%

Не меньшее влияние на форму усадочной раковины оказывает конусность изложницы В слитках с отрицательной конусностью (расширяющихся кверху) образуется усадочная раковина небольшой протяженности В случае отсутствия утепления она может быть разделена одним или несколькими мостами Повышение отрицательной конусности стенок изложницы, способствует повышению направленности затвердевания к прибыли, как следствие, получению более плотной структуры слитка При этом объем прибыльной части в таких слитках достигает 12 - 14%

Снизить отходы на головную обрезь может использование изложниц с положительной конусностью (расширяющихся книзу) В таких слитках прибыльная часть отсутствует или имеет небольшую величину Дефекты усадочного происхождения получают в них большее развитие по высоте, но меньшее по диаметру Необходимо только обеспечить наличие подприбыльного моста плотного металла, который предотвращает окисление стенок вторичной усадочной раковины при нагреве слитков под прокатку При прокатке небольшие по диаметру дефекты закатываются, обеспечивая требуемое качество металлопроката

Основным способом воздействия на размеры и расположение первичной и вторичной усадочных раковин является варьирование геометрическими размерами слитка

Таким образом, наиболее перспективным для получения качественного металлопроката и увеличенного выхода годного является слиток, отвечающий следующим требованиям

- максимальной локализации усадочных дефектов в осевой зоне, достигаемой за счёт отрицательной конусности слитка,

- повышенной структурной и химической однородности,

- технологичности сборки литейной оснастки,

- максимальному выходу годного, обусловленному снижением объема головной части слитка и использованием эффективных утеплителей

Во второй главе приведены сведения о материале исследований - традиционно используемый прибыльный слиток массой б,57т и слиток с прямой конусностью стенок массой 5,9т стали 20

Описана методика исследования металла слитков и получаемого из него сортового металлопроката, с применением современной компьютерной техники, по ряду параметров - количество дендритов на единицу длины секущей, длина их наибольших осей и угол наклона к горизонтали По совокупности всех этих параметров определяли границы структурных зон слитков

Исследование химической неоднородности производилось на трех горизонтах слитков Анализировалось содержание основных ликвирующих элементов углерода, серы и фосфора

Приведена методика моделирования процессов теплообмена в системе «слиток-изложница» методом конечных разностей По результатам замеров температур и использования математического моделирования затвердевания слитка был рассчитан тепловой баланс прибыли для слитка с прямой конусностью стенок

Описан комплекс математических моделей Crystal и методика работы с ним1 Опираясь на результаты металлографических исследований программа Crystal осуществляет построение многоцветных плоских графиков (полей) температурного поля, поля градиентов температур, поля распределения напряжений (осевых, окружных, радиальных, касательных), плотностей и давлений, распределение параметров ца и а также рассчитывает параметры кристаллических зон слитков

В третьей и четвертой главах приведены результаты исследования обычного прибыльного слитка массой 6,57т и слитка с прямой конусностью стенок массой 5,9т стали 20

В результате исследования структурной, физической и химической неоднород-ностей были идентифицированы зоны, представленные на рисунке 1, 2

Результаты исследования показали, что в целом кристаллическая структура двух слитков идентична Размер кристаллов и их плотность в различных структурных зонах сравниваемых слитков практически одинакова

Структура конуса осаждения в исследуемых слитках представляет собой конгломерат мелких кристаллов размером около 2,2-5,2 мм, в то время как в объемах металла, непосредственно прилегающих к конусу осаждения, дендриты имеют размер 8,2-11,0 мм Размеры кристаллов различных структурных зон при переходе от нижних горизонтов к верхним изменяются столбчатые, и кристаллы конуса осаждения уменьшаются, а крупные различно ориентированные кристаллы и кристаллы осевой зоны увеличиваются

В результате исследований установлено, что плотность дендритной структуры различных структурных зон отличается в 1,5 - 2,0 раза максимальное ее значение 3,2 - 3,9см"1 - достигается в зоне столбчатых кристаллов, а минимальное 1,8 - 1,9 см"1 - в осевой зоне слитка

' Комплекс состоит из шести взаимосвязанных моделей Разработан сотрудниками кафедры «Сопротивление материалов» проф Багмутовым В П и доц Захаровым И Н адаптирован аспирантами кафедры «Технология материалов»

О "Т200"Т400 600 Расстояние от края слитка мм

1 - корковая зона 2 - гена стопбчатых деидри-тов 3 - зона конуса осаждения 4 - зона кр/гнь'у различно сриентироаанных дендритоз 5 - зона осевок рыхлости 6 -усадочная раюе/ча Рисунок 1 - Структурные зоны и ликвация углерода, серы и фосфора в обыч ном прибыльном слитке массой 6,57т стали 20

200018001600-

S

"^.1400

¡~1200-о

га

§1000

t~

О

ё 800-

о

са

О-

600-

400-

200-

0 200 400 600

Расстояние от края слитка, мм

1 - корковая зона 2 - зона столбчатых дендри-тов 3 - зона конуса оеаодения А - зона крупных различно ориентированных дендритоз

5 - зонз осезои рыхлости 6 7- вторичная и первичная усадочная раковина Рисунок 2 - Структурные зоны и ликвация углерода, серы и фосфора в слитке с прямой конусностью массой 5,9т стали 20

Подробное исследование литой структуры, показало что структурная неоднородность одинаково развита в сравниваемых слитках характеристики которых представлены в таблице 1

Анализ данных приведенных в таблице 1 показывает что в обоих слитках преобладает последовательная кристаллизация над объемной о чем свидетельствует небольшая площадь занимаемая конусом осаждения на осевом темплете Параметры корковой и зоны столбчатых кристаллов приблизительно одинаковы

Относительная площадь, которую занимает конус осаждения в слитках находится в пределах 11 1 и 12,4% но в обычном прибыльном слитке оч имеет меньший диаметр и большую высоту чем в слитке с прямой конусностью Такая геометрия конусов осаждения вызвана по всей видимости с тем что опытный слиток имеет большее нижнее поперечное сечение что увеличивая площадь оседания кристаллов приводит к увеличению его ширины и уменьшению высоты

Таблица 1 - Характеристики исследованных слитков

Тип слитка

Параметр Обычный прибыльный массой 6,57т Слиток с прямой конусностью массой 5,9т

Корковая зона - ширина зоны вверху, мм - ширина зоны внизу, мм - % к площади осевого темплета 10 15 2,8 9 15 3,0

Зона столбчатых дендритов - ширина зоны вверху, мм - ширина зоны внизу, мм - % к площади осевого темплета 70 110 24,2 107 117 24,7

Зона крупных различно ориентированных дендритов - % к площади осевого темплета 49,1 10 58,8 8,5

Конус осаждения - высота, мм - % к высоте тела слитка - максимальный диаметр, мм - % к среднему диаметру тела слитка - % к площади осевого темплета 636 33,9 345 62,7 12,4 361 21,8 465 70,4 11,1

Зона осевой рыхлости - протяженность, мм - % к высоте тела слитка - максимальный диаметр, мм - % к среднему диаметру слитка - % к площади осевого темплета 836 44,5 124 19,4 6,6 281 17,1 51 7,5 0,6

Вторичная усадочная раковина - протяженность, мм - % к высоте тела слитка - максимальный диаметр, мм - % к среднему диаметру слитка - % к площади осевого темплета - объем, м3 - объем относительно тела слитка, % - 645 38,0 28 4,2 0,6 2,3x10"4 0,03

Усадочная раковина - протяженность - % к высоте тела слитка - % к площади осевого темплета 320 4,9 95 0,6

Ликвация в верхней части тела слитка (%) - углерода - серы - фосфора +25,0 +21,0 +17,0 -10,0 -22,7 -20,0

Ликвация в нижней части тепа слитка (%) - углерода - серы - фосфора -10,0 -7,0 -8,0 -15,0 -32,0 -25,0

В опытном слитке зона осевой рыхлости менее развита и располагается в теле на 17,1% от его длины при максимальном диаметре 7,5%, Далее она переходит во вторичную усадочную раковину (см. рисунок 2).Эта раковина имеет значительную протяженность (38,0% от высоты тела слитка) и не большой диаметр ( 4,2% от диаметра слитка). Стенки раковины чистые не окисленные.

Объем не оплошностей находящихся в центральной части, составляет 0,03% от объема тела слитка. Под прибыльный мост плотного металла в верхней части слитка, препятствует не желательному окислению стенок вторичной усадочной раковины (см. рисунок 2). Такой незначительный поперечный размер дефектов в слитке с прямой конусностью, гарантирует их заварку в результате последующего передела слитка на прокат небольшого поперечного сечения.

На рисунке 3 приведена макроструктура осевой зоны, включающей вторичную усадочную ракоеину. Поверхностные слои стенок осевой несплошности имеют неодинаковое строение.

1»0 - инвшаппмм

14ВВ-

146014401420140013801340 — 13201200126013401220 — 12001180116011401120-1 110010601000 -10201000060960540920900-

оао-860-ею-ЮО -

Б

га"

к

о

пз X

сГ

I-

о

О)

га а.

а

а - енд вторичной усадочной раковины; 6. в. г - строение стенок в нижней, средней и верхней частях вторичной усадочной ракоеины Рисунок 3 - Строение вторичной усадочной раковины в слитке с прямой конусностью

В нижней части раковины литая структура более мелкая, а в верхней - грубая, с четким дендритным строением стенок

Плотное дендритное строение стенки нижней части вторичной раковины (см рисунок 36) показывает, что ее затвердевание происходило в условиях подпитки каркаса жидким металлом из выше лежащих объемов Грубое дендритное строение стенок раковины в средней и верхней части усадочной раковины (см рисунок Зв,г) является следствием того, что последующее затвердевание происходило в условиях нехватки жидкой фазы, которая частично была израсходована для компенсации усадки нижних объемов металла при их затвердевании

Моделированием процессов теплообмена в системе «слиток-изложница» способом конечных разностей показало, что через 1 час 45 минут после окончания раз-лизки происходит постепенное формирование подприбыльного моста График распределения температур приведен на рисунке 4

1 час 45 минут 2 часа «-1-1-г- I-1-■-гО 100 200 300 0 100 200 300 Расстояние от края слитка, мм Расстояние от края слитка, мм Рисунок 4 Распределение температур по сечению опытного слитка после окончания

разливки

Подприбыльный мост образуется на уровне 21% - 23% от верха слитка (415мм) Под мостом располагается узкая, вытянутая вдоль оси вторичная усадочная раковина

Образование подприбыльного моста происходит в условиях, когда металл, в прибыльной части слитка находится в жидком состоянии, что обуславливает достаточно активную подпитку его верхних горизонтов Через два часа после окончания разливки прибыль содержит еще порядка 9% по массе металла с температурой свы-

свыше 1500 °С. тогда как максимальная температура а телэ слитка составляет 1465 °С {см. рисунок 4). Это свидетельствует о хорошей работе прибыли и высокой эффективности, использованных теплоизоляционных вкладышей и экзосмеси и подтверждается рисунком 5 Тепловой баланс прибыльной части слитка приведен в таблице 2

Таблица 2 - Тепловой баланс прибыли слиткз с прямой конусностью стенок массой 5,9т

Количество тепла

МДж %

Приход 218,5 100%

Охлаждение металла до температуры ликвидуса 31,7 14,5%

Охлаждение металла до температуры солидус 16,3 7,5%

Охлаждение металла до средней температуры по слиткушрез 2 часа 7,3 3.3%

Скрытая теплота кристаллизации 163,2 74,7%

Расход 137,3 62,9

Потери на нагрев футеровки и прибыли 72,1 33%

Потери с наружной поверхности прибыли 58,3 26,7%

Потери от зеркала металла 6,9 3,2%

Работа прибыли 31,2 37,1%

Как видно из таблицы 7 потери на нагрев прибыльной части изложницы и потери с её поверхности составляют 59.7% от общего тепла, выделяемого расплавом прибыльной части. Потери через зеркало металла состав«™ всего 3,2% от общего тепла выделенного прибылью Это хорошо видно на рисунке 4, где изотермы в прибыльной части изложницы практически параллельны горизонту, что свидетельствует о высокой эффективности, утепления головной части усадочная раковина в опытном слитке представлена нэ рисунке 5.

Рисунок 5 - Прибыльная часть опытного слитка

Результаты исследования химической неоднородности представлены на рисун-

Ос=+25%

Ч(Хс=+10%

!С(с=-10%

О 150 300

Расстояние от дал слита, ми

«р=+17%

ССр=+8%

Ofp=-8%

2000-1 13001600 1700-1В00 1500 140013001200 1100 1СОО-soo-800 7С0 600500400 300 2С0 100 О

Ó 150 300

Расстояние от крал слитка, мм

а

S

О 150 300

Расстояние от края слитка, мм

0,20

0.21

- Jf ССс=-10%

о 210,22

023 j 0U=-22,7% 0.019

о,oft0-018

0 020 I ОСр=-20%

О^ГГ^017 0,016

0,21

«с=-15% 0,17

г-

i,0 8

СУ.=М'А О 026 / 1 ССр=-25%

Ш 32/° оИ017

MÍÜ0 01S

О 1Е0 300 О 1S0 300 О 153 300

Расстояний Расстояний Расстояние

от края слитка, мм от края слитка, мм от края слитка, мм б

а - обычный прибыльный слятск массой 6 57т стали 20, б - слиток с прямой конусностью стенок массой 5 9т стали 20 Рисунок 6 - Химическая неоднородность исследуемых слитков

Химическая неоднородность традиционного для предприятия слитка, массой 6,57т является классической (см рисунок 6,а) Пониженное содержание углерода, серы и фосфора в нижней части слитка и повышенное содержание в верхней под-прибыльной области

Суммарная степень ликвации по высоте слитка составила по углероду 35%, сере 28%, фосфору 25%

В слитке с прямой конусностью стенок картина распределения ликватов иная (см рисунок 6, б)

Отрицательная ликвация углерода, серы и фосфора отмечена, как в нижнем, так впервые и в верхнем (подприбыльном) сечении слитка Такое особое распределение ликватов вероятно объясняется их вымыванием с границы продвигающегося фронта затвердевания, образующего мост плотного металла, конвективными потоками

При этом разобщена на первичную и вторичную усадочную раковину не только усадка металла, но и положительная ликвация Она концентрируется в последних затвердевающих объемах жидкой стали - узком, шириной 5 - 7 мм слое металла, ограничивающем обе усадочные раковины

В целом суммарная ликвация по высоте осевых зон, между верхним и нижним горизонтами, значительно меньше развита в слитке расширенном книзу Для углерода эта величина составляет 5% (при 35% в традиционном слитке), для серы 9% (28%), для фосфора 5% (25%)

На рисунке 7 представлены кривые изменения содержания ликватов в металле по высоте осевой зоны Видно повышение содержания ликвирующих примесей в прибыльной части слитка, и их понижение в подприбыльном горизонте (мост плотного металла)

га

т: ч:

о

3= «

е

о

та

2000 чэооН

1В00 17001600 150014001300120011001000800800700600500400300200100 0

—тку /т

в,«, «МС

¡0,25

>0,25 (вДД

оп ш

0,21

0»

017 0.1»

« 01»( он/

.........¡"3& ¡"5мм ¡/"ЪСЯ

в со/ 'ни о.««

0,в1Т«г 0 <н»? 0,0101 >0.028

о лап (6»3'1 1 •»0,071

«А»»* 0,С201 Ном С 073

Ч о.сгз рччгг »оси

>019

0 015 < 0 018** 00, Л •о5И о ого

0.0!« 1 0013^ »да .0)9

С 0,20 0« О 0« 004 о ода во»

Содержание Содержание Содеожакке

углерода, % серы, % фоссра, %

Рисунок 7 - Изменение химического состава стали по оси слитка массой 5,9т

стали 20

В пятой главе проведен сопоставительный анализ экспериментальных и расчетных данных для слитка с прямой конусностью стенок массой 5,9т представленный на рисунке 8, Достоверность результатов компьютерного моделирования проверена на опытных слитках. Получено близкое соответствие экспериментальных и расчетных данных по размерам структурных и дефектных зон, что дает возможность использовать разработанную модель для проектирования новых слитков и оценки опасности формирования дефектов а них, не производя натурного эксперимента.

Опытный Кристаллические зоны Интегральный критерий

уширенный к низу дефектообразования К

слиток

Рисунок 8 - Сопоставительный анализ экспериментальных и расчетных данных для слитка массой 5,9т

В данной главе из всех технологических параметров отливки и геометрии слитка были вь-браны те, которые существенно влияют на процесс затвердевания осевой зоны слитка.

Знание конкретного, количественного влияния зтих факторов позволяет в определенной степени осуществлять управление процессом кристаллизации, добиться оптимизации размеров дефектных зон центральной части слитка. Для этого было смоделировано и проанализировано множество слитков, которое было разбито на группы. Для «чистоты эксперимента» в каждую группу входили слитки, отличающиеся друг от друга одним параметром при неизменных сстальных Были промоделированы следующие группы слитков* 1. Слиток 6,57т, используемый на ЗАО «ВМЗКО» е настоящее время; 2 С прямой конусностью от 0.24 до 7,17% на сторону;

3 С отношением H/D от 1,946 до 4,787,

4 Слитки с различным объемом прибыли от 14,4% до О,

5 Слитки из разных марок сталей - углеродистых марок 08, 20, 35, 40, 45, У8, У12,

6 Слитки с разными начальными температурами металла.

По полученным результатам моделирования был выбран слиток с рациональными геометрическими параметрами, которые представлены в таблице 3 Масса слитка увеличена до 7,08т исходя из производственных требований

Таблица 3 - Параметры слитка

Масса слитка Отходы Масса H/D ктела слк*тка Высота сборки

тело слитка прибыль донная часть тело слитка прибыль донная часть

т % % % кг кг кг % мм

7,08 88,03 7,53 4,43 6323 541,3 318,8 3,257 -3,7 2770

В шестой главе приведены результаты исследования передельной заготовки и сортового металлопроката диаметром 120 и 200мм, полученного из опытного слитка с прямой конусностью массой 5,9т стали 20

Результаты взвешивания головной и донной обрези, а также величина укова представлены в таблице 4

Таблица 4 - Баланс металла

Номер слитка Масса слитка Профиль Уков Головная обрезь Донная обрезь Суммарная обрезь Годная часть

1 2 3 4 5 | 6 7 I 8 9 | 10 11 | 12

плавка №527928

1 оставлен для исследований

2 5820 280x240 6,19 440 7,6 235 4,0 675 11,6 4940 84,9

3 5720 280x240 6,19 450 7,7 250 4,4 700 12,1 4828 84,4

4 5800 280x240 6,19 345 5,9 140 2,5 485 8,4 5106 88,0

плавка №629275

1 5980 220x220 8,60 400 6,7 200 3,3 600 10,0 5260 87,9

2 5920 220x220 8,60 404 6,8 208 3,5 612 10,3 5190 67,7

3 5920 340x390 3,10 546 9,2 272 4,6 818 13,8 4984 84,2

4 5940 275x245 6,17 465 7,7 240 4,0 696 11,7 5125 86,3

плавка №629289

1 5820 400x370 2,81 488 8,4 264 4,5 752 12,9 4952 85,1

2 5840 400x370 2,81 530 9,1 226 3,9 756 12,9 1967 85,0

3 5920 400x370 2,81 450 7,6 224 3,8 674 11,4 5128 86,6

4 5860 400x370 2,81 417 7,1 280 4,8 697 11,9 5046 86,1

Ультразвуковой контроль квадратной заготовки показал, что вторичная усадочная раковина, в основном заваривается при прокате на передельную заготовку Однако были обнаружены дефектные участки по оси заготовок, протяженность которых не превышала 2,5мм

В целях исследования отходов проката из головной обрези, полученной от пе-

800-

700-

£

£600-

Ю

0

'I 500-

x

a

1 400-o

100-

редельной заготовки слитка № 2, из нее изготовили осевой темплет, после чего на нем была выявлена макроструктура и снят серный отпечаток. Результаты приведены ниже на рисунке 10.

900-

а б в

а, б. з - осевой темплет. макроструктура, серный отпечаток головной обрез и Рисунок 3 - Головная обрезь передельной заготовки 280x240мм

Видно, что усадочная раковина распространяется на глубину ~ 230 мм (см. рисунок 9 а - в) далее с увеличением высоты головной обрези наблюдаются несплошности металла, по всей видимости, это следы усадочной раковины, не заварившиеся после проката. Максимальная глубина, на которой еще наблюдаются следы усадочной раковины, составляют 340мм. На остальной длине головной обрези наблюдается плотный металл без дефектов. Анализ структуры металла и серных отпечатков показал, что наибольшее скопление примесей наблюдается вблизи границ усадочной раковины. Наиболее загрязненный металл располагается у вершины открытой усадочной раковины и распространяется в глубь головной обрези на 450мм (см. рисунок 10в). Таким образом, из результатов исследования головной обрези установлено, что ее величину можно снизить до 500мм, а объем прибыльной части слитков

можно сократить до ~ 7 % (см таблицу 5)

Передельную заготовку из опытного слитка прокатывали на сортовой прокат диаметром 120 и 200мм Заготовка, полученная из верхней части слитка раскатывалась на сорт диаметром 200мм, а из нижней части на 120мм Схема раскроя и отбора проб для исследования качества металла представлена на рисунке 10

Сортовой прокат

Б/Л - магродиск, соответствующий средней части слитка, Литера Н - макродиск, соответствующий низу слитка Рисунок 10 - Схема прокатки опытного слитка и отбора образцов дпя исследования качества металла

После охлаждения и термообработки из сортового проката было вырезано три концевых диска (А, Н и Б/Л) Исследование макроструктуры показало, что металл соответствует требованиям предъявляемым к данному виду продукции и не имеет следов вторичной усадочной раковины, рыхлости, внутренних трещин, шлаковых включений и флокенов (см рисунок 11) Те при укове более 10, вторичная усадочная раковина, имеющая значительное развитие по длине и не большую величину раскрытия, гарантировано заваривается, что делает опытный слиток предпочтительным для получения сортового проката диаметром не более 200мм

Данные макроконтроля подтверждаются результатами ультразвукового контроля металлопроката из опытных слитков, который не выявил внутренних дефектов

Результаты исследования химической неоднородности на образцах сотового проката диаметром 200мм из слитков обычной геометрии массой 6,57т и с прямой конусностью стенок представлены на рисунке 12

Б В

з - литера Н - киз слитка ¡3 120мм У кое - 10: О - б/Л (середина слитка) 2 200мм. Уков - 27; в - литера А - аерх слитка 200м« Уков - 27 Рисунок 11 - Макроструктура сортового проката

Общая ликвация углерода а прокате из обычного и опытного слитка составляет 25 и 15% соответственно

Распределение серы и фосфора в заготовках из слитков, обычней геометрии и с прямой конусностью стенок аналогично распределению углерода

Общая степень ликвации серы в прокате из сравниваемых слитков составляет 28 и 22 5%. фосфора 24 и 15% соответственно (см. рисунок 12). Результаты химического анализа лроб показали что отсутствие положительной ликвации углерода, серы и фосфора з верхней под прибыльной части нового слитка позволяет получить однородную по химическому составу заготовку

а б - химическая неоднородность заготовок из слитка обычной геометрии массой 6,57т и слитка с прямой конусностью стенок массой 5,9т Рисунок 12 - Распределение углерода, серы и фосфора по сечению противоположных концов сортового металлопроката диаметром 200мм

Таким образом, в результате использования слитка новой геометрии, одновременно с уменьшением головной обрези (увеличение выхода годного) и получением плотной макроструктуры сортового проката, его химическая однородность выше, чем у заготовки, полученной из слитка обычной геометрии Ликвация углерода снизилась в 1,7раза, серы и фосфора в 1,2 и 1,6раза соответственно Повышение химической однородности металлопроката из слитка с прямой конусностью значительно повышает однородность механических свойств, а соответственно и качество заготовок

Общие выводы

1 Разработаны параметры и изготовпена оснастка для производства малоприбыльных слитков с обратной конусностью массой 5,9 - 7,08 т, для сортового проката диаметром 6 — 200мм, конструкционных марок стали

2 Выявлены структурные и ликвационные параметры, характеризующие качество металла слитков с прямой конусностью

3 Математическим моделированием определены закономерности развития усадочных дефектов при различных температурах разливки и объемах прибыли в слитках с прямой конусностью

4 Разработана новая схема утепления головной части слитка креплением утепляющих плит ПВК в верхней узкой части внутренней полости изложницы, что обеспечило снижение головной обрези на 4%

5 Рассчитана тепловая работа прибыльной части изложницы с прямой конусностью (без прибыльной надставки) и разработана технология эффективного утепления зеркала расплава в изложнице

6 Разработана и внедрена технология производства сортового проката из конструкционных марок стали, диаметром 6 -200мм из слитков с прямой конусностью

7 Определена минимальная величина укова равная 10, обеспечивающая устранение усадочных раковин максимальным диаметром 4,2% от диаметра слитка

8 Установлено отсутствие положительной ликвации углерода, серы и фосфора в верхней подприбыльной части нового слитка, что обеспечивает однородность состава и свойств сортового проката по концам

9 Внедрение на ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь» слитков с прямой конусностью для сортового проката повысило выход годного на 4,0% Экономическии эффект на опытно-промышленной партии проката составил 7,292млн руб

Основные положения диссертационного исследования опубликованы в следующих работах

1 Патент на изобретение 2285579, РФ, МПК В 22 D 7/10 / Устройство для отливки стальчых слитков /Жульев С И , Фоменко А П , Руцкий Д В , Федоров Д Н -Опубл 20 10 06 Бюл № 29

2 Положительное решение на выдачу патента РФ по заявке №2005111673 от 05 10 06 «Изложница для отливки слитка и способ его отливки»

3 Патент на изобретение 225S579, РФ, МПК В 22 F 9/10 / Способ гранулирования жидкого металла и устройство для его осуществления /Жульев С И , Фоменко А П , Гузенков С А , Белявский П Б - Опубл 20 08 05 Бюл №23

4 Патент на полезную модель 49745, РФ, МП К В 22 D 7/10, 7/00 / Вакуумно -компрессионная установка / Жульев С И , Фоменко А П , Шахпазов Е X - Опубл 10 12 05 Бюл №34

5 Слитки для крупных поковок /СИ Жульев, А П Фоменко, Д Н Фёдоров, ДВ Руцкий, КЕ Титов, ЕИ Бузинов//Сталь -2005 -№11 -С 41-44

6 Особенности формирования структурных зон в крупных стальных отливках /МЕ Живов, А П Фоменко, К Ю Бод, В А Шамрей, ЮА Посламовская И Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч -техн конф , Самара, 19 -21 окт 2005/Самар Гос Техн ун-т - Самара, 2005 - С 178-180

7 Причины возникновения внутренних трещин в крупных кузнечных слитках и разработка мероприятий по их устранению /Ю А Посламовская, К Ю Бод, М Е Живов, А П Фоменко // Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч - техн конф , Самара, 19 - 21 окт 2005 / Самар Гос Техн ун-т - Самара, 2005 -С 216-218

8 К механизму формирования дугообразных трещин в кузнечном слитке / Г П Шевкун, В Ф Петрова, Н С Масловская, К Ю Бод, А П Фоменко // Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч - техн конф , Самара, 19 - 21 окт 2005/Самар Гос Техн ун-т - Самара, 2005 - С 243-244

9 Исследование закономерностей формирования литейной конусности стальных слитков I В А Шамрей, Д Н Федоров, Д В Руцкий, К Ю Бод, А П Фоменко, М Е Живов // Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч -техн конф , Самара 19 - 21 окт 2005 / Самар Гос Техн ун-т - Самара, 2005 -С 240 - 242

10 Совершенствование технологических параметров отливки с целью получения стабильных по механическим свойствам поковок / Д В Руцкий, Д Н Федоров, В А Шамрей, К Ю Бод, А П Фоменко II Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч - техн конф, Самара, 19-21 окт 2005/Самар Гос Техн ун-т - Самара, 2005 - С 219 - 221

11 Исследование структурной неоднородности в сдвоенном бесприбыльном слитке/ ДН Федоров, А В Мозговой, Д В Руцкий, А П Фоменко, К Ю Бод II Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч -техн конф , Самара, 19 -21 окт 2005/Самар Гос Техн ун-т -Самара, 2005 -С234-236

12 Жульев, С И Исследование внеосевой ликвации в слитках / С И Жульев, Ю М Шелухина, А П Фоменко II Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч - техн конф , Самара, 20 - 22 окт 2004 / Самар Гос Техн ун - т -Самара, 2004 - С 184 -186

13 Исследование структуры слитков и заготовок I СИ Жульев, Д В Руцкий, Д Н Федоров, А П Фоменко, В А Шамрей, А В Мозговой // Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч - техн конф , Самара, 20 - 22 окт 2004 / Самар Гос Техн ун-т - Самара, 2004 -С 190-192

14 Физическая и химическая неоднородность в удлиненном слитке /СИ Жульев, ДН Федоров, Д В Руцкий, А П Фоменко, А П Мозговой, В А Шамрей//Высокие технологии в машиностроении матер Междунар науч - техн конф , Самара, 20-22 окт 2004/Самар Гос Техн ун-т - Самара, 2004 -С 187-189

15 Шамрей, В А Особенности строения кристаллической структуры поверхностной зоны стальных слитков / В А Шамрей, А П Фоменко, С Й Жульев - // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России Материалы 6-й всероссийской конф студентов, аспирантов и специалистов, Магнитогорск, 24-26 мая 2005г /МГТУ - Магнитогорск, 2005 -С 18

16 Влияние химического става стали на однородность механических свойств в изделиях тяжелого машиностроения / Д В Руцкий, Д Н Федоров, С И Жульев, А П Фоменко // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России Материалы 6-й всероссийской конф студентов, аспирантов и специалистов, Магнитогорск, 24-26 мая 2005г /МГТУ - Магнитогорск, 2005 - С 17

17 Федоров, Д Н Исследование кинетики фазообразования при кристаллизации кузнечного слитка IД Н Федоров, С Н Чекалин, А П Фоменко - // Научные сообщения КДН бюл /Волгогр клуб докторов наук - Волгоград, 2004 -№13 -С 1216

18 Руцкий, ДВ Ликвационная неоднородность в кузнечных слитках / ДВ Руцкий, А П Фоменко//Научные сообщения КДН бюл / Волгогр клуб докторов наук - Волгоград, 2004 - №13 - С 24 - 30

19 Фоменко, АП Увеличение выхода годного металла на заводе «Красный октябрь» / А П Фоменко, Д В Руцкий, В А Шамрей // Научные сообщения КДН бюл / Волгогр клуб докторов наук - Волгоград, 2004 -№13 - С 20-24

20 Влияние параметров отливки на развитие химической неоднородности в крупных кузнечных слитках / С И Жульев, Д В Руцкий, Д Н Федоров, А П Фоменко, Ю М Шелухина // Научные сообщения КДН бюл / Волгогр клуб докторов наук -Волгоград, 2005 -№14 - С 11-15

21 Закономерности изменения механических свойств в трубных поковках в зависимости от химического состава крупного слитка /СИ Жульев, Д В Руцкий, Д Н Федоров, А П Фоменко, Ю М Шелухина // Научные сообщения КДН бюл / Вол-гогр клуб докторов наук - Волгоград, 2005 -№14 -С 20-25

22 Расчет и анализ дефектов в кузнечных слитках / Е И Бузинов, К Ю Вод, А П Фоменко, Ю М Шелухина, С И Жульев // Сборник Металлургия и металловедение в машиностроении - Волгоград, 2006 - С 13-29

23 Влияние геометрических параметров слитков на расположение усадочных дефектов / АП Фоменко, В А Шамрей, А В Мозговой, Д В Руцкий С И Жульев // Сборник Металлургия и металловедение в машиностроении - Волгоград, 2006 -С 79-84

24 Особенности кристаллизации стальных слитков на начальном этапе / В А Шамрей, А П Фоменко, К Е Титов С И Жульев // Сборник Металлургия и металловедение в машиностроении - Волгоград, 2006 - С 85-90

25 Шамрей, В А Исследование слитка с захоложенной верхней частью / В А Шамрей, А П Фоменко, С И Жульев // Сборник Металлургия и металловедение в машиностроении - Волгоград, 2006 - С 90-93

26 Устранение осевых дефектов в крупносортовом прокате на ВМЗ «Красный октябрь» / А В Мозговой, В А Шамрей, А П Фоменко, Д Н Федоров, С И Жульев // Сборник Металлургия и металловедение в машиностроении - Волгоград, 2006 - С 99-105

Личный вклад автора в опубликованные работы Все выносимые на защиту научные и практические результаты получены автором лично и в соавторстве

В работах [5 - 16, 18, 24, 25] приводятся данные, полученные автором в результате исследования макроструктурной, физической и химической неоднородности стальных слитков спокойной стали различной геометрии и технологии отливки В статье [22, 23] представлены результаты, полученные автором с помощью компьютерного моделирования, определяющие закономерности формирования дефектных зон в теле слитка с прямой конусностью В работах [1, 2, 3,19, 20, 26] приведены результаты оптимизации параметров слитка, позволившей повысить выход годного металла В статье [17] приведены данные по исследованию закономерностей фазо-образования при кристаллизации крупных кузнечных слитков

Подписано в печать 28 03 2007г Заказ №163 Тираж ЮОэкз Печ л 1,0 Формат 60 х 84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная

Типография Волгоградского металлургического завода «Красный Октябрь» 400007, г Волгоград, проспект Ленина,110

Введение

1. Развитие физической неоднородности в процессе кристаллизации стального слитка

1.1. Физическая неоднородность слитка, явление усадки стали

1.2. Типы слитков, применяемых для получения металлопроката

1.3. Влияние геометрических и технологических параметров на развитие усадочной раковины в слитках

Значительный рост производства стали и высокие требования, предъявляемые к стальным изделиям, в значительной степени связаны с качеством стальных слитков. С разработкой новых видов техники повышаются требования к качеству изделий из проката, что в свою очередь вызывает необходимость в эффективных технологиях, снижающих физическую, химическую и структурную неоднородность слитков.

Процесс отливки и формирования стального слитка сопровождается одновременным протеканием большого количества теплофизических, гидродинамических, химических и других процессов, приводящих к возникновению различных видов его неоднородности. Значительное развитие дефектов может привести к последующей отбраковке металлопроката.

Проблемой получения качественных стальных слитков занимались и занимаются в настоящее время ряд российских и иностранных учёных - Н.И. Хворинов, В.А. Ефимов, С.И. Жульев, A.M. Столяров и многие другие. Их работы показывают, что получение однородного по химическому составу слитка является сложной задачей. Большое влияние на степень развития различных видов неоднородности оказывает геометрия слитков (конусность, отношение высоты к среднему диаметру) и технологические параметры их разливки. Так с увеличением H/D слитка в нем значительное развитие получает физическая неоднородность, а химическая неоднородность уменьшается, при уменьшении H/D из-за большего диаметра слитка химическая неоднородность развита сильнее, а физическая слабее. Увеличение конусности уменьшает количество осевых дефектов слитка, вызванных усадкой стали.

В условиях конкурентной борьбы между металлургическими предприятиями актуальной является задача повышения качества металлопроката и снижения себестоимости металлопродукции. Одним из путей решения этой задачи являются меры по повышению выхода годного, снижению отходов металла на всех стадиях его производства.

В связи с вышесказанным, усовершенствование геометрии слитка, применение для этого современных компьютерных систем математического моделирования, оптимизация параметров слитка до сих пор не потеряла своей актуальности и в прокатном производстве. Результатами такого усовершенствования может стать увеличение выхода годного, снижение затрат и повышение качества сортового проката и изделий из него.

Цель работы: повышение выхода годного при производстве сортового проката конструкционных марок сталей диаметром до 200мм.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) разработаны параметры слитков с прямой конусностью граней и малой (7 - 9%) величиной головной обрези и изложницы для их производства;

2) исследовано строение реального малоприбыльного слитка и его усадочные дефекты;

3) разработана технология эффективного утепления головной части слитка и рассчитана тепловая работа прибыли

4) математическим моделированием выявлены параметры усадочных дефектов и напряженное состояние металла при затвердевании слитка предложенной геометрии;

Практическая ценность. Предложен, исследован и внедрен в производство новый слиток для сортового проката конструкционных марок сталей, диаметром до 200мм, позволяющий снизить величину головной обрези до 7% и стабилизировать химический состав металла по концам проката.

Разработана, изготовлена и внедрена в производство новая изложница с прямой конусностью стенок и эффективным утеплением головной части, без прибыльной надставки, что сократило трудоемкость сборки-разборки литейной канавы на 30%.

Научная новизна.

S выявлены параметры усадочных дефектов, распределение лидирующих элементов и кристаллическое строение малоприбыльного прокатного слитка с прямой конусностью граней;

S математическим моделированием определены закономерности развития усадочных дефектов при различных температурах разливки, объемах прибыльной части в слитке с прямой конусностью граней для сортового проката;

S впервые установлено отсутствие положительной ликвации по сечению подприбыльной части нового слитка.

Внедрение усовершенствованной технологии получения стальных слитков на ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь» (г. Волгоград) дало экономический эффект 7 292 тыс. руб. (доля автора составила 25%) за счет повышения выхода годного металла в прокат.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на 5 международных конференциях (Самара 2004 - 05гг., Магнитогорск 2005г., Казань 2006г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях ВолгГТУ (2003-г2006 гг.). Диссертационная работа выполнена в рамках проекта Министерства промышленности, науки и технологии 6/354-03 «Разработка технологии производства металлургических заготовок повышенной однородности для изделий машиностроения» (2003 г.) по распоряжению №3.900/41-68 от 26.03.2003.

Выводы

1) Разработаны параметры и изготовлена оснастка для производства малоприбыльных слитков с обратной конусностью массой 5,9 - 7,08 т, для сортового проката диаметром 6 - 200мм, конструкционных марок стали.

2) Выявлены структурные и ликвационные параметры, характеризующие качество металла новых слитков с прямой конусностью.

3) Математическим моделированием определены закономерности развития усадочных дефектов при различных температурах разливки и объемах прибыли в слитках с прямой конусностью.

4) Разработана новая схема утепления головной части слитка креплением утепляющих плит ПВК в верхней узкой части внутренней полости изложницы, что обеспечило снижение головной обрези на 4%

5) Рассчитана тепловая работа прибыльной части изложницы с прямой конусностью (без прибыльной надставки) и разработана технология эффективного утепления зеркала расплава в изложнице.

6) Разработана и внедрена технология прокатки сорта диаметром 6 - 200мм из конструкционных марок стали

7) Определена минимальная величина укова равная 10, обеспечивающая устранение усадочных раковин максимальным диаметром 4,2% от диаметра слитка

8) Впервые установлено отсутствие положительной ликвации углерода, серы и фосфора в верхней подприбылыюй части нового слитка, что обеспечивает однородность состава и свойств сортового проката по концам.

9) Внедрение на ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь» слитков с прямой конусностью для сортового проката повысило выход годного на 4,0%. Экономический эффект на опытно-промышленной партии проката составил 7,292млн.руб.

6.3 Заключение

При прокате опытных слитков на передельную заготовку установлено, что вторичная усадочная раковина частично заваривается. Предварительный ультразвуковой контроль показал наличие внутренних дефектов, располагающихся по оси заготовок, протяженность которых не превышала 2,5мм. Величина укова составляет 6,01.

Использование «перевернутого» слитка для сортового проката 0 120 -200мм на 11 слитках позволяет сократить величину головной обрези на 6,3% (с 13,3% до 7%).

Исследования головной обрези передельной заготовки показали, что ее величину можно сократить с 900 до 500мм. Соответственно объем прибыльной части слитка можно уменьшить с 9,3 до 7%.

Вторичная усадочная раковина, имеющая значительное развитие по длине (38,0%) и 4,2% от диаметра, гарантированно заваривается, при получении сортового проката при укове - 10 и более.

Отсутствие положительной ликвации углерода, серы и фосфора в верхней подприбыльной части нового слитка обеспечивает однородность состава и свойств сортового проката по концам, химическая однородность по углероду, сере и фосфору повысилась в 1,7, 1,2 и 1,6 раза.

Макроструктура проката сплошная и не имеет следов вторичной усадочной раковины, ультразвуковой контроль внутренних дефектов не выявил.

1. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М., Металлургия, 1976. 552 с.

2. Ефимов В.А. Стальной слиток. Под ред. Доброхотова Н.М. М.: ГНТИЛЧЦМ, 1961.356 с.

3. Ефимов В.А. Теоретические основы разливки стали. Изд-во АН УССР, 1961. 180 с.

4. Металлургия стали. Под ред. В.И. Явойского, Г.Н. Ойкса. М., Металлургия, 1973.816 с.

5. Колосов М.И., Строганов А.И., Смирнов Ю.Д., Охримович Б.П. Качество слитка спокойной стали. М., Металлургия, 1973. 408 с.

6. Воскобойников В.Г., Еднерал Ф.П., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. М., Металлургия, 1967.424 с.

7. Китаев Е.М. Теплофизические закономерности затвердевания стальных слитков. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Горький, 1984.369 с.

8. Жульев С.И. Оптимизация процессов производства кузнечных слитков для поковок ответственного назначения с использованием САПР-технологии. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Волгоград, 1991.372 с.

9. Жульев С.И. Исследование процесса затвердевания осевой зоны крупного слитка спокойной стали. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 1978. 161 с.

10. Нехендзи Ю.А. Стальное литьё. М.: Металлургиздат, 1948. П.Беккиус К. Образование горячих трещин в литой стали с металлургической точки зрения. 24-й международный конгресс литейщиков 19-24 августа 1957 г. в Стокгольме. М.: Машгиз, 1960.

11. Тимофеев Г.И. Механика сплавов при кристаллизации слитков и отливок. М.: Металлургия, 1977. 160 с.

12. Дюдкин Д.А., Крупман Л.И., Максименко Д.М. Усадочные раковины в стальных слитках и заготовках. М., Металлургия, 1983. 136 с.

13. Китаев Е.М. Затвердевание стальных слитков. М., Металлургия, 1982. 168 с.

14. Разливка стали в изложницы и качество слитка. Тематический сборник научных трудов. М., Металлургия, 1984. 56 с.

15. Разливка стали в слитки и их качество. Тематический отраслевой сборник №5. М.: Металлургия, 1976. 144 с.

16. Разливка стали в слитки. Сб. науч. тр. / АН УССР. Ин-г пробл. литья. Киев, 1987. 108 с.

17. Разливка стали. Под общ. ред. В.И. Баптизманского. Киев-Донецк, Вища школа, Головное изд-во, 1977. 200 с.

18. Fisher G.A. Transaction A.S.T. М., 1962, v. 62, p. 1137.

19. Батышев А.И. Кристаллизация металлов и сплавов под давлением. М.: Металлургия, 1977. 152 с.

20. Блантер М.Е. Методика исследовании металлов и обработки опытных данных. М., Металлургиздат, 1952. 444 с.

21. Борисов В.Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка. М.:1. Металлургия, 1987. 224 с.

22. Бронштейн В.М. Снижение брака в сталеплавильном производстве. М.,

23. Металлугриздат, 1959.142 с.

24. Бунин К.П., Баранов А.А. Металлография. М., Металлургия, 1970. 256 с.

25. Matuschka В. Arch. f. d. Eisenhiittenwesen, 1929, №2. S. 405

26. Standish N. A review of the bottom cone of inclusions of steel ingots. Iron and steel. 1969. №12. p. 354-360.

27. Сталеплавильное производство. Справочник. Том I. Под общ. ред. A.M. Самарина. М., Металлургия, 1964. 528 с.

28. Сталеплавильное производство. Справочник. Том II. Под общ. ред. A.M. Самарина. М., Металлургия, 1964. 1040 с.

29. Жульев С.И., Зюбан Н.А. Производство и проблемы качества кузнечного слитка: Монография / ВолгГТУ. Волгоград, 2003. - 168с.

30. Вейник А.И. Теория затвердевания отливки. М.: ГНТИМСЛ, 1960.436 с. ЗЬВейник А.И. Теплообмен между слитком и изложницей. М.: Металлургиздат, 1959.358 с.

31. Гуляев А.П. Металловедение. М: Металлургия, 1977. 648 с.

32. Гуляев Б.Б. Затвердевание и неоднородность стали. Москва, Ленинград, ГНТИЛЧЦМ, 1950. 228 с.

33. Дефекты стали. Справ, изд. / Под ред. Новокщеновой С.М., Виноград М.И. М., Металлургия, 1984.199 с.

34. Дефекты в металлах. Справочник. атлас М.: «Русский университет», 2002, 360 с.

35. Камнев П.В. Совершенствование ковки крупных поковок. Л.:

36. Машиностроение, 1975. 342 с.

37. Сергеев В.И. Разработка слитка новой конфигурации для полых длинномерных изделии ответственного назначения. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. М.: 1990. 214с.

38. Совершенствование процессов ковки крупных поковок. Свердловск: изд-во "Уральский рабочий", 1967.

39. Совершенствование технологии разливки стали в изложницы. Тематический сборник научных трудов. М.: Металлургия, 1986. 72 с.

40. Константинов Л.С., Трухов А.П. Напряжения, деформации и трещины в отливках. М.: Машиностроение, 1981.199 с.

41. Лапотышкин Н.М., Лейтес А.В. Трещины в стальных слитках. М.:1. Металлургия, 1969. 112 с.

42. Хворинов Н.И. Кристаллизация и неоднородность стали. Пер. с чешек. А.А. Жукова. М., ГНТИ машиностроительной литературы, 1958. 392 с.

43. Скобло С.Я., Казачков Е.А. Слитки для крупных поковок. М., Металлургия, 1973. 248 с.

44. Ковка крупных поковок. Под ред. Трубина В.Н., Шелехова В.А. М.: Машиностроение, 1965.296 с.

45. Ковка крупных поковок. Результаты исследования технологических режимов. Под ред. В.Н. Трубина, И.Я. Тарновского. М.: ГНТИМЛ, 1962. 224 с.

46. Слитки удлиненные для прессовых поковок. Выбор и рекомендации по применению. Руководящий технический материал. РТМ 3 - 617 - 74. 1975. 26 с.

47. U. Kypett. Влияние ликвации и степени укова на механические свойства крупных стальных поковок. Stahl u Eisen, 1941, №45 и 46. С. 1013-1042.

48. Власов Н.Н. Король В.В., Радя B.C. Справочник по разливке черных металлов. М., Металлургия, 1981. 240 с.

49. Вопросы теории и практики разливки стали в изложницы.

50. Тематический сборник научных трудов. М., Металлургия, 1988. 56 с.

51. Выплавка стали и производство стальных отливок. Сборник научных трудов. Под ред. И.Р. Крякина, А.Н. Горожанкина. М., Отдел научно-технической информации, 1960.132 с.

52. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Е. Инокулирование железоуглеродистых расплавов. М., Металлургия, 1993.416 с.

53. Додин Я.Л., Саксонов Л.Г., Соколовский Л.О., Торбочкин Л.И. Изложницы для слитков легированных сталей. М.: ГНТИЛЧЦМ, 1963. 192 с.

54. Дуб B.C., Макарычева Е.В., Макаров И.И. Крупный слиток настоящее и будущее // Электрометаллургия, 1999. №5. С. 22-30.

55. Дубров Н.Ф., Власов Н.Н., Король В.В. Разливка стали. М., Металлургия, 1975.200 с.

56. Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М.:1. Металлургия, 1977. 488 с.

57. Есьман Р.И., Жмакин Н.П., Шуб Л.И. Расчеты процессов литья. Минск, Вышэйшая школа, 1977.264 с.

58. Журавлёв В.А. и др. Машинные исследования порообразования при кристаллизации трёхкомпонентных сплавов в двухмерной области // Известия АН СССР. Металлы, 1980. №1. С. 74-79.

59. Журавлёв В.А., Колодкин В.М., Бакуменко С.П. и др. О механизме образования пор при кристаллизации сплавов // Известия АН СССР. Металлы, 1986. №3. С. 61-65.

60. Заморуев В.М. Производство стали. М., ГНТИЛЧЦМ, 1950. 366 с.

61. Клочнев Н.И. Технология производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. М., ГНТИ машиностроительной литературы, 1962. 172 с.

62. Колосов М.И., Кульбацкий А.П. Разливка стали. М.: ГНТИЛЧЦМ, 1957. 212с.

63. Костылева Л.В. Создание новых научных принципов упрочнения железоуглеродистых сплавов на основе развития теории кристаллизации и мнкроликвации. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Волгоград, 2002. 36 с.

64. Мостовой А.Б., Выгоднер Л.Ф., Каменский Л.А. Новые технологические процессы получения качественных кузнечных слитков. М., Металлургия, 1983. 112 с.

65. Николайчик Н.П., Николайчик Е.Н. Повышение стойкости изложниц на машиностроительных заводах. М.: Металлургия, 1974. 160 с.

66. Ойкс Г.Н., Иоффе Х.М. Производство стали. М., Металлургия, 1969. 520 с.

67. Оптимизация металлургических процессов. Выпуск пятый. М.: Металлургия, 1971. 327 с.

68. Передовой опыт производства стали, сё внепечной обработки, разливки в слитки, отливки и получение кузнечных заготовок. Региональная научно-техническая конференция. Тезисы докладов. Волгоград, 1988. 156 с.

69. Самойлович Ю.А. Формирование слитка. М., Металлургия, 1977.160 с.

70. Скребцов A.M. Конвекция и кристаллизация металлического расплава в слитках и иепрерывнолнтых заготовках. М., Металлургия, 1993. 144 с.

71. Соколов А.А., Ларионов В.И. Плавка и разливка стали / Под общей ред. А.П. Липницкого. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1982. 66 с.

72. Соколов Г.А. Производство стали. М., Металлургия, 1982. 496 с.

73. Солодовников В.Д., Иодковский С.А., Киселев В.И. Эффективность многоструйнон разливки металла на кузнечные слитки // Сталь, 2004. №12. С. 46-48.

74. Стальной слиток. Сборник трудов первой всесоюзной научно-технической сессии по стальному слитку. Под. ред. Н.Т. Гудцова. М.:75. ГНТИЛЧЦМ, 1952.336 с.

75. Анисович Г.А., Жмакин Н.П. Охлаждение отливки в комбинированной форме. М., Машиностроение, 1969. 136 с.

76. Антонищенков Ю.М. Ковка полых заготовок // Сталь, 2002. №9. С. 72-74.

77. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие для хим.-техн. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1985. 327 с.

78. Бакуменко С.П., Гуляев Б.Б., Верховцев Э.В. Снижение отходов стального слитка. М., Металлургия, 1967. 220 с.

79. Баландин Г.Ф. Формирование кристаллического строения отливок. Чистые металлы и однофазные сплавы. М., Машностроение, 1965. 256 с.

80. Проблемы стального слитка. Сборник №3. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1969. 424 с.

81. Проблемы стального слитка. Сборник №4. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1969. 648 с.

82. Проблемы стального слитка. Сборник №5. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1974. 808 с.

83. Проблемы стального слитка. Сборник №6. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1976. 496 с.

84. Проблемы стального слитка. Сборник №7. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1978. 256 с.

85. Усадочные процессы в сплавах и отливках. Сборник научных трудов. Киев, Наукова думка, 1970. 364 с.

86. Физико-химические воздействия на кристаллизацию стали. Сборник научных трудов. Киев, ИПЛ АН УССР, 1982. 156 с.

87. Флеминге М. Процессы затвердевания. Пер. с англ. под ред. А.А. Жукова и Б.В. Рабиновича. М.: Мир, 1977. 424 с.

88. Процессы разливки, модифицирования и кристаллизации стали и сплавов. Часть I. Труды XI-ой Всесоюзной конференциям по проблемам слитка. Волгоград, 1990. 212 с.

89. Жульев С.И., Зюбан Н.А. Влияние параметров изготовления крупных кузнечных елнтков на формирование оптимальной структуры осевой зоны

90. Металлург, 2001. №12. С. 38-39.

91. Лебедев В.Н., Коровин В.М., Варакии П.И. Крупные поковки для валов турбогенераторов. М., Машиностроение, 1968. 120 с.

92. Соколов Л.Н. //Кузнечно-штамповое производство, 1967. №3. С. 12-15.

93. Баптизминский В.И. Повышение выхода годного металла в сталеплавильном производстве / В.И. Баптизманский, B.C. Коновалов, Е.И. Исаев. Киев, Техшка, 1984. 132 с.

94. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штампового производства. М.:

95. Машиностроение, 1966. 600с.

96. Передовой опыт производства стали, ее внепечной обработки, разливки в слитки и получения кузнечных заготовок. Межреспубликанская научно-техническая конференция. Тезисы докладов. Волгоград, 1989. 168 с.

97. Шмрга Jl. Затвердевание и кристаллизация стальных слитков. Пер. с чешек, под ред. Кашина В.И. М., Металлургия, 1985. 248 с.

98. Шпис X-И. Поведение неметаллических включений в стали при кристаллизации и деформации. Перев. с нем. М., Металлургия, 1971. 125 с.

99. Повышение эффективности разливки стали в изложницы. Тематический сборник научных трудов. М., Металлургия, 1987. 88 с.

100. Попов А.Д. Расчет прибылей для отливок. М., МАШГИЗ, 1957. 56с. ЮЬПржибыл Й. Затвердевание и питание отливок. Пер. с чешек. Е.В. Иванова. М.: ГНТИМЛ, 1957. 288 с.

101. Разливка стали в изложницы и качество слитка. Тематический сборник научных трудов. М., Металлургия, 1989. 80 с.

102. Романенко Д.Г. Металлургическая наследственность стали. Учеб. пособие. Часть первая / ВолгГТУ, Волгоград, 2002. 68 с.

103. Лисенко В.Г., Лобанов В.И., Китаев Б.И. Теплофизика металлургических процессов. Учебник для ВУЗов. М.: Металлургия, 1982. 240 с.

104. Литовский Е.Я., Пучкелевич Н.А. Теплофнзнческне свойства огнеупоров. Справочное изд. М.: Металлургия, 1982. 152 с.

105. Мадянов A.M. Суспензионная разливка. М., Металлургия, 1969. 184 с.

106. Марченко И.К., Бровман М.Я. Производство крупных стальных слитков. М., Металлургия, 1980. 240 с.

107. Кузьмин Б.А., Самохоцкий А.И. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы. Учеб. для мех. и машиностроит. техникумов. -3-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1984. 256 с.

108. Кукса А.В. Чугунные сталеразливочныс изложницы. М., Металлургия, 1989. 152 с.

109. Кулешов Н.И. Разработка системы автоматизированного выбора слитка с учётом его весовых, геометрических и структурных характеристик. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. Днепропетровск, 1993. 23 с.

110. Кулешов Н.И. Разработка системы автоматизированного выбора слитка с учётом его весовых, геометрических и структурных характеристик. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Днепропетровск, 1993. 187 с.

111. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. М., Мир, 1981. 520 с.

112. Ефимычев Ю.Е. и др. Регрессионный анализ качества сталей и сплавов.

113. М., Металлургия, 1976. 242 с.

114. Новик Ф.С., Арсов А.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методом планирования эксперимента. М., Машиностроение, 1980. 300 с.

115. Багмугов В.П., Захаров И.Н. Моделирование градиентных структурных состоянии в стальном слитке в ходе застывания // Известия вузов. Черная металлургия. -№10. -2003. С.52-56.

116. С.И. Жульев, С.Н. Чекалин, К.Е. Титов. Осевые трещины в крупном стальном слитке марки 38ХНЭМФА массой 24,2 тонны. // Вестник Уральского государственного технического университета УПИ. Фундаментальные проблемы металлургии. - 2002. - №5. - С. 12-14.

117. Генеральный директор 00 "Мет!1. И. Жульев 2006 г.--„УТВЕРЖДАЮ--.Директор управления и стандартизации асный Октябрь» В.Г. Кнохин 2006 г.1. ТЕХНИЧЕСКИЙ АКТ ВНЕДРЕНИЯ

118. Внедрена технология произ- Повышен выход год- 7,292водства перевернутых слит- ного металла на 6,3%ков для производства сорто- вого проката 0<2ООмм