автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка, исследование и промышленное освоение оборудования с устройствами электромагнитного перемешивания для блюмовых и сортовых машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ)

5

На правах рукописи

Шахов Сергей Иосифович

РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВОЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ С УСТРОЙСТВАМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ДЛЯ БЛЮМОВЫХ И СОРТОВЫХ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (МНЛЗ)

Специальность 05 02 13 «Машины, агрегаты и процессы (Металлургическое производство)»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3445106

Москва 2008 г.

003445106

Работа выполнена' в Открытом акционерном обществе Акционерная

холдинговая компания «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им академика А И Целикова»

Научный руководитель- Кандидат технических наук

Шифрин Игорь Николаевич

Официальные оппоненты: Доктор технических наук

Паршин Валерий Михайлович

Кандидат технических наук Генкин Виталий Яковлевич

Ведущая организация Оскольский электрометаллургический комбинат

Защита состоится » сентября 20081 в 15 час 00 мин на заседании диссертационного Совета Д 520 016 01 в ОАО АХК «ВНИИМЕТМАШ им акад Целикова» по адресу 109428, Москва, Рязанский проспект, д 8а

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью просим выслать по указанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ОАО АХК ВНИИМЕТМАШ им А.И. Целикова Справки по телефону 730-45-39 Автореферат разослан

» 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

В Г Дрозд

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Качество непрерывнолитых заготовок (НЛЗ) зависит от технологических параметров литья и конструктивных особенностей оборудования Однако есть дефекты макроструктуры НЛЗ, связанные с процессом кристаллизации, усадочными и ликвационными процессами, которые не могут быть устранены даже при рациональных конструктивных и технологических параметрах Так, например, в процессе кристаллизации высокоуглеродистых сталей, в частности подшипниковой, пружинной, канатной и стали для металлокорда, имеющих широкий температурный интервал кристаллизации и, соответственно, протяженную двухфазную зону, в НЛЗ образуется повышенная осевая ликвация, которая не устраняется в процессе горячей деформации и выявляется в прокате в виде подусадочной ликвации

Для получения высококачественной макроструктуры проката из непрерывнолитых заготовок высокоуглеродистых и других марок стали необходимо активное вмешательство в процесс кристаллизации непрерывного слитка с гарантированной возможностью управления процессом структурообразования Возможность предотвращения образования или подавления развития кристаллизационных, усадочных и ликвацнонных дефектов многие исследователи связывают с созданием управляемого принудительного движения жидкой фазы кристаллизующегося слитка, в частности, с помощью электромагнитных сил

Учитывая особенности кристаллизации блюмовых и сортовых заготовок, сложный марочный сортамент отливаемых сталей и высокие требования, предъявляемые к качеству макроструктуры, было разработано оборудование с устройствами электромагнитного перемешивания (ЭМП) Для блюмовых машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) создано оборудование, позволяющее осуществлять перемешивание в кристаллизаторе, зоне вторичного охлаждения и зоне окончания затвердевания, а для сортовых МНЛЗ - на одном уровне в кристаллизаторе

В настоящей работе рассматриваются этапы разработки и исследования, а также результаты промышленного освоения оборудования с устройствами ЭМП для разливки высокоуглеродистых сталей на блюмовых МНЛЗ Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК) и сортовой МНЛЗ Молдавского металлургического завода (ММЗ)

Цель работы.

Целью работы является создание оборудования для блюмовых и сортовых МНЛЗ и разработка технологии непрерывной разливки высокоуглеродистых и легированных марок стали с применением электромагнитного перемешивания

Методы исследований.

Для исследования гидродинамики в жидкой фазе при электромагнитном перемешивании и влияния ЭМП на кинетику

кристаллизации использован метод математического моделирования Разработанные математические модели прошли проверку адекватности путем сравнения результатов моделирования с экспериментальными данными, полученными при разливке высокоуглеродистых марок стали на блюмовых МНЛЗ Оскольского электрометаллургического комбината и сортовой МНЛЗ Молдавского металлургического завода Для оценки качества макроструктуры применены методы металлографического исследования

На защиту выносится.

- конструкция кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя и электромагнитного перемешивателя для зоны окончания затвердевания блюмовой МНЛЗ,

- конструкция кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя для сортовой МНЛЗ,

- анализ гидродинамики в жидкой фазе кристаллизующегося непрерывнолитого слитка при электромагнитном перемешивании бегущим магнитным полем, в том числе влияние расположения индукторов на траекторию течения и скорости потоков металла в жидкой фазе

Научная новизна.

1 На базе математической модели изучена гидродинамика жидкой фазы кристаллизующегося блюмового слитка при перемешивании индуктором с бегущим магнитным полем Установлена связь между параметрами перемешивания, расположением индукторов и протяженностью зоны перемешивания, траекторией течения и скоростями потоков

2 Определено рациональное сочетание расположения индукторов и направления движения бегущего электромагнитного поля, позволяющее получить максимальную зону перемешивания с симметричным полем скоростей Разработанный способ перемешивания защищен патентом Российской Федерации

3 Изучено влияние многоуровневого электромагнитного перемешивания на кинетику кристаллизации и формирование макроструктуры непрерывной блюмовой заготовки Использование ЭМП приводит к уменьшению протяженности зоны транскристаллизации и увеличению зоны равноосных кристаллов, уменьшению толщины осей первого порядка и расстояния между осями второго порядка, рассредоточению пористости и уменьшению размера пор

Практическая значимость.

Научные разработки и технические решения диссертации направлены на создание оборудования с системой ЭМП для сортовых и блюмовых машин непрерывного литья заготовок, позволяющего улучшить технологию непрерывной разливки и повысить качество непрерывнолитых заготовок

Для блюмовых МНЛЗ разработан комплекс оборудования, позволяющего осуществить многоуровневое перемешивание, в том числе в кристаллизаторе, зоне вторичного охлаждения и зоне окончания затвердевания

По результатам экспериментальных исследований и опытно-

промышленной эксплуатации выданы исходные данные на проектирование промышленного оборудования систем ЭМП и рекомендации по расположению электромагнитных перемешпвателей по длине технологической линии МНЛЗ, которые использованы при оснащении 4-х ручьевой блюмовой машины непрерывного литья заготовок Оскольского электрометаллургического комбината системой электромагнитного перемешивания

Разработана конструкция, изготовлены и введены в эксплуатацию на сортовой машине непрерывного литья заготовок Молдавского металлургического завода кристаллизаторы-электромапштные

перемешиватели, что позволило впервые разработать и освоить технологию разливки высокоуглеродистой кордовой стали в сортовые заготовки

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на I Конгрессе сталеплавильщиков в г Москве в октябре 1992 г, VI Конгрессе сталеплавильщиков в г Череповце в октябре 2000 г, VII Конгрессе сталеплавильщиков в г Магнитогорске в октябре 2002 г, на IV Всероссийской научно-технической Конференции, посвященной 120-летию И П Бардина в г Череповце в 2003 г, на Всероссийской научно-технической Конференции, посвященной 100-летшо со дня рождения академика А И Целикова, в апреле 2004 г в МГТУ им Н Э Баумана в г Москве

Публикации.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 10 печатных работах, в том числе в журналах, рекомендованных ВАК России для публикации материалов, содержащихся в диссертационных работах Новизна предложенных технических решений защищена патентом Российской Федерации

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка использованных литературных источников из 149 наименований Общий объем работы составляет 173 стр , в том числе 4 таблицы, 60 рисунков и 2 приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследований и методы ее достижения

В первой главе проведен анализ современного состояния разливки стали на блюмовых и сортовых машинах непрерывного литья заготовок в России и за рубежом Был сделан вывод, что в последнее время металлургические заводы стремятся не только увеличить производительность блюмовых и сортовых МНЛЗ, но и расширить сортамент разливаемых сталей, в том числе за счет высокоуглеродистых и легированных, а также - повысить качество непрерывнолитых заготовок и проката Качество непрерывнолитых заготовок зависит от технологических параметров литья и конструктивных особенностей оборудования Однако есть дефекты макроструктуры непрерывнолитых заготовок, связанные с процессом кристаллизации, усадочными и ликвационными процессами, которые не могут быть устранены

даже при рациональных конструктивных параметрах оборудования и технологических условиях разливки

Предотвращение образования или подавление развития кристаллизационных, усадочных и ликвационных дефектов возможно за счет создания управляемого принудительного движения жидкой фазы кристаллизующегося слитка, в частности, с помощью электромагнитного перемешивания ЭМП представляет собой процесс перемешивания жидкой фазы кристаллизующегося слитка посредством электромагнитных сил, которые возникают при взаимодействии магнитного поля с электрическим током

Опубликованные результаты констатируют возможность улучшения макроструктуры при ЭМП, но не содержат сведений о необходимом количестве зон перемешивания, их рациональном сочетании и режимах перемешивания Также отсутствуют методики для расчета параметров перемешивателей и режимов ЭМП

Вторая глава посвящена теоретическому моделированию гидродинамических процессов в жидкой фазе и кинетике кристаллизации непрерывного слитка при перемешивании бегущим магнитным полем

Наиболее отработанным и хорошо согласующимся с экспериментальными данными методом, считается метод, основанный на совместном решении уравнений переноса импульса, кинетической энергии турбулентности и скорости диссипации

Для описания структуры турбулентного движения расплава в жидкой лунке кристаллизующегося непрерывного слитка использована концепция коэффициента турбулентной вязкости и осредненные уравнения неразрывности и Навье-Стокса, которые позволяют вычислить среднее

При таком подходе с вычислительной точки зрения турбулентное движение эквивалентно ламинарному течению с довольно сложной зависимостью для коэффициента вязкости В результате осредненные по времени уравнения для турбулентного течения имеют тот же вид, что и уравнения для ламинарного течения, с той лишь разницей, что коэффициент молекулярного обмена (коэффициент вязкости //) заменяется эффективным т е молекулярный // плюс турбулентный //,

В настоящей работе турбулентную вязкость определяли из двухпараметрической «А-е» модели турбулентности Определяющие уравнения записывались в трехмерной нестационарной форме, позволяющей реализовать метод одновременного расчета полей давления и компонент вектора скорости Основные уравнения модели включают - уравнение неразрывности

давление р и компоненты вектора средней скорости

/4/, =//+//,

-уравнение Навье-Стокса

р + р(иУ)и = [V • (^о)]- Ур + ¥,

где Б-(Уи + (Уи)Т),

-уравнение переноса кинетической энергии турбулентности

р — + р{о У)к = У д1

М,

V к

\

гк у

+ Ф -ре,

-уравнение переноса скорости диссипации кинетической энергии

Я ( \

р — + р{и-у)£ = V- //Ду«

д1 |Л е)

л

где Ф=---

дх]

Для замыкания системы уравнений применена «связка» Прандля-Колмогорова

С иРк2

м, = —-.

к к

основанная на локальной аналогии с теорией однородной и изотропной турбулентности Вблизи твердых поверхностей граничные условия задавались вне вязкого подслоя в виде закона стенки

В приведенных уравнениях р - плотность, t - время, Р - вектор

электромагнитных сил, С,,С2,С ,стк,<тЕ - стандартные параметры "к — е"

модели турбулентности Для численного решения системы уравнений, описывающих турбулентное движение вязкой несжимаемой жидкости, применяли метод конечных элементов

Изучена гидродинамика жидкой фазы непрерывнолитых блюмов при различных направлениях электромагнитного поля при перемешивании в зоне вторичного охлаждения одним или двумя индукторами (рис 1) Отличиями в структурах течения является образование одно- или двухвихревой циркуляции расплава По сравнению с перемешиванием одним индуктором, при перемешивании двумя индукторами со встречным направлением магнитных полей образующаяся одновихревая циркуляция расплава имеет симметричное поле скоростей

/ / /

/ / / / / / /

/ / / / / / ^-лии» V" / ^ / / / ✓

/ / — / /

: к ;

Рис 1 Траектория течения (а), поля вертикальной (б) и горизонтальной (с) скоростей потока при перемешивании одним индуктором (А), двумя индукторами со встречным (В) и однонаправленным (С) магнитным полем

Изучена возможность увеличения длины зоны активного перемешивания за счёт относительного смещения индукторов по технологической оси MHJ13 (рис 2), так как для изменения условий кристаллизации желательно иметь не только симметричное поле скоростей, но и как можно более протяженную зону активного перемешивания С одной стороны, слишком близкое расположение индукторов увеличивает их число, и, следовательно, затрачиваемую на перемешивание мощность, а, с другой стороны, чрезмерное удаление индукторов друг от друга может привести к разрыву общего циркуляционного потока и автономной работе каждого индуктора Показано, что при перемешивании двумя индукторами с разнонаправленным вектором бегущего электромагнитного поля одновихревая циркуляция расплава сохраняется, если относительное смещение индукторов Alt по технологической линии MHJI3 не превышает две длины индуктора Причем это соотношение выполняется лишь в том случае, когда направление электромагнитного поля верхнего индуктора совпадает с направлением вытягивания слитка (рис 2Б) В противном случае разрыв общего циркуляционного потока происходит при относительном смещении

/ р.

/ 1С \ 1 i

IV 1//

/ ✓

/ ✓

/ ✓

/ /

/ /

/ /

/ /

/ /

/ •ЛЯ? /

Рис 2 Влияние относительного смещения индукторов Alt на траекторию течения расплава и длину зоны перемешивания

А Б В

индукторов М на величину, равную одной длине индуктора (рис 2В) На базе проведенных исследований разработан способ электромагнитного перемешивания, защищенный патентом Российской Федерации

Учитывая, что электромагнитное перемешивание в зоне вторичного охлаждения сопровождается появлением "светлого контура", представляющего собой зону отрицательной ликвации, образующуюся из-за вымывающего действия потоков, была изучена динамика циркуляции жидкой фазы непрерывного слитка сечением 300x360 мм при электромагнитном перемешивании реверсивным магнитным полем (рис 3, 4), предполагая, что, исключив постоянное интенсивное движение расплава вдоль фронта кристаллизации, можно уменьшить вымывающее действие потоков расплава и подавить образование "светлого контура"

i т WI щ Щ

t-0c 0,3 0,6

Я Ш\ ¥ ж 1 щ

Рис 3 Структура течения жидкого ядра блюма (линии тока) при реверсировании бегущего поля индуктора Цифрами показано время с начала момента реверсирования

О,» 1,4 2,S

Как видно из рис 3, через 2,5 с устанавливается одновихревая структура течения с противоположным исходному направлением циркуляции расплава, а скорость перемешивания достигает своего максимального значения уже через 1,25 с после включения статора В процессе реверсирования модуль скорости становится минимальным через 0,5 с после переключения бегущего поля, а затем возрастает до первоначального значения Это позволило определить рациональный диапазон реверсирования (1,5 2 сек), что

соответствует частотам реверсирования в интервале 0,5...0,7 Гц. Результаты моделирования подтверждают предположение о турбулизации жидкого ядра в бегущем поле статора с образованием изменяющейся во времени многовихревой структурой циркуляции, что должно положительно влиять на макроструктуру непрерывнолитых заготовок.

.1,0 —-1—1— — ————

Рис. 4 Изменение во времени скорости перемешивания жидкого ядра блюма при включении индуктора (о < т < 2с) и реверсировании в момент т = 2с его бегущего поля: 1 - модуль максимальной скорости; 2 - скорость в точке а у фронта затвердевания

Изучено влияние электромагнитного перемешивания на глубину жидкой фазы ///,, границу выливаемости //„, глубину лунки и осевую протяженность двухфазной зоны ЛН = //л - //, (рис. 5), т.е. на те параметры от которых зависит образование таких дефектов макроструктуры как осевая ликвация и центральная пористость.

Рис. 5 Схема радиального непрерывного литья стальных

блюмов

Это позволило также определить рациональное расположение индукторов по технологической оси МНЛЗ и количество зон перемешивания. Полученные результаты свидетельствуют, что величины //,, //„, и максимальны при отключенных индукторах и уменьшаются по мере их включения, при этом они минимальны, когда включены оба статора, что обусловлено усилением теплоотвода при электромагнитном перемешивании.

При этом наиболее существенно влияние ЭМП на глубину жидкой

фазы и границы выливаемостн II,, причем, чем ближе верхний индуктор к мениску жидкого металла, тем больше это влияние (рис 6)

Бея ЭМП Верхний ЭМП Нижний ЭМП Об» ЭМП ахл

Верхний ЭМП Нияетй ЭМП Оба ЭМП ил

в г

Рис 6 Влияние электромагнитного перемешивания на глубину лунки (а), осевую протяженность двухфазной зоны (б), глубину жидкой фазы (в) и границу выливаемостн (г)

Результаты расчетов были использованы при проведении экспериментальных работ на МНЛЗ Оскольского электрометаллургического комбината для выбора частоты реверсирования электромагнитного поля и места расположения статоров по длине технологической оси МНЛЗ, а также при проектировании промышленных систем электромагнитного перемешивания для МНЛЗ Оскольского электрометаллургического комбината и Молдавского металлургического завода

Третья глава посвящена разработке оборудования для блюмовых машин непрерывного литья заготовок с устройствами электромагнитного перемешивания и проведению исследований на промышленных МНЛЗ Оскольского электрометаллургического комбината

Учитывая сложный марочный сортамент и высокие требования, предъявляемые к макроструктуре непрерывнолитых заготовок и прокату, для блюмовых машин непрерывного литья заготовок Оскольского электрометаллургического комбината было разработано оборудование с системой ЭМП, позволяющее осуществлять перемешивание на трех уровнях в кристаллизаторе, зоне вторичного охлаждения и зоне окончания затвердевания (рис 7) Для перемешивания в кристаллизаторе и в зоне окончания затвердевания в разрабатываемом оборудовании применили вращающееся магнитное поле, а для перемешивания в зоне вторичного охлаждения - бегущее магнитное поле

Рис. 7 Схема установки электромагнитных перемешивателей на блюмовой машине непрерывного литья заготовок Оскольского электрометаллургического комбината: 1 - кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель; 2, 3, 4 - устройства ЭМП в зоне вторичного охлаждения, 5 - устройство ЭМП в зоне окончания затвердевания

Кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель для литья блюмовых заготовок размером 300x360 мм (рис. 8) был спроектирован таким образом, чтобы его можно было устанавливать на машине непрерывного литья заготовок ОЭМК взамен применяемым на этих машинах кристаллизаторов без каких-либо переделок существующей рамы механизма качания и устройств подвода и отвода воды.

Рис. 8 Кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель для литья блюмовых заготовок сечением 300x360 мм

При разработке кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя в основу был положен принцип максимально возможного приближения полюсов статора к жидкой фазе слитка, что позволяет при одной и той же вводимой мощности получать большую скорость перемешивания. Это достигается, главным образом, за счёт того, что электромагнитное перемешивающее устройство, выполненное в виде шестиполюсного статора трехфазного исполнения и создающее вращающее магнитное поле, встроено в корпус кристаллизатора. Кроме того, была разработана конструкция медных плит кристаллизатора со щелевыми каналами охлаждения, что позволило уменьшить толщину медной плиты с 70 мм до 30 мм, и тем самым значительно снизить экранирующее действие медных стенок. По широким стенкам кристаллизатора установлено по два, а по узким - по одному полюсу статора, при этом корпус кристаллизатора, образованный четырьмя стенками, служит ярмом магнитопровода статора, так как при низкой частоте питающего

тока (рабочая частота Г=3 Гц) магнитопровод может быть нешихтованным Полюса статора устанавливаются в корпус кристаллизатора снаружи и крепятся к нему через уплотнительные прокладки болтами Такая конструкция позволяет легко производить ревизию и замену полюсов статора

Отличительной особенностью конструкции разработанного кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя является то, что охлаждение катушек полюсов статора осуществляется водой, предназначенной для охлаждения медных рабочих стенок кристаллизатора Это позволило существенно упростить схему охлаждения и отказаться от отдельной дорогостоящей системы охлаждения полюсов статора

Металлографические исследования непрерывнолитых заготовок из подшипниковых марок стали показали, что электромагнитное перемешивание в кристаллизаторе приводит к уменьшению протяженности зоны столбчатых кристаллов и размеров самих кристаллов, причем увеличение фазного тока усиливает указанный эффект При максимальном фазном токе столбчатые дендриты практически не выявляются Вследствие этого заметно возрастает протяженность зоны равноосных кристаллов В трубной заготовке диаметром 110 мм, прокатанной из блюма 300x360 мм, подусадочная ликвация на темплетах заготовок, отлитых с применением ЭМП, в 1,5 4,0 раза меньше, чем в контрольных Центральная пористость рассредоточена и занимает большую площадь, но поры при этом более мелкие Химический состав по сечению проката при электромагнитном перемешивании характеризуется более равномерным распределением углерода, хрома, серы и фосфора

С целью снижения центральной пористости и осевой химической неоднородности было разработано оборудование для электромагнитного перемешивания в , зоне вторичного охлаждения Исследования электромагнитного перемешивания в зоне вторичного охлаждения проводили на 3-м и 4-м ручьях МНЛЗ-З, оборудованных статорами ПСЭН 300x360 (рис 9)

Рис 9 Статор электромагнитного перемешивания для зоны вторичного охлаждения 1 - шихтованный магнитопровод, 2 - обмотка, 3 - стойка основания, 4 - медные токоподводящие шины, 5 - стенка корпуса, 6 - непрерывнолитая заготовка

Статоры электромагнитного перемешивания для зоны вторичного охлаждения были смонтированы на расстоянии 45 50 мм от поверхности блюма, причем статор верхнего уровня был установлен со стороны узкой грани слитка, а статор нижнего уровня - со стороны малого радиуса

(поз 2 и 4 рис 7) Расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до середины индуктора верхнего уровня составляло 4,0 м, до середины индуктора нижнего уровня - 8,0 м Основные технические и электрические параметры статоров для зоны вторичного охлаждения приведены в таблице 1

Таблица 1

Основные технические и электрические параметры статора электромагнитного перемешивания для зоны вторичного охлаждения

Охлаждение обмотки дистиллированная вода

Расход дистиллированной воды, м3/ч 1,3

Охлаждение кожуха статора техническая вода

Расход технической воды, м3/ч 8

Число полюсов 2

Число фаз ЭМП 3

Номинальный ток фазы, А 900

Номинальная частота, Гц 15

Напряжение фазное, В 125

Мощность статора полная, кВА 338

Металлографические исследования НЛЗ из подшипниковых марок стали показали, что применение системы электромагнитного перемешивания в зоне вторичного охлаждения только на верхнем уровне позволяет несколько снизить степень осевой ликвации, но это снижение недостаточно для получения рассредоточенной пористости и ликвации Это связано с вторичным ростом столбчатых кристаллов после прохождения слитком зоны перемешивания, которое приводит к образованию мостов В свою очередь, электромагнитное перемешивание только на нижнем уровне не приводит к заметному изменению макроструктуры непрерывнолитых блюмов, так как формирование структурных зон к моменту входа слитка в зону перемешивания на нижнем уровне практически заканчивается

Наиболее благоприятные результаты были достигнуты при перемешивании в зоне вторичного охлаждения на двух уровнях Такая схема электромагнитного перемешивания позволила получить макроструктуру непрерывнолитых блюмов из стали ШХ-15, в которой рост столбчатых кристаллов ограничен в зоне верхнего статора толщиной корки, практически отсутствуют "мосты", а пористость и ликвация рассредоточены в большом объеме В то же время, исследования показали, что перемешивание в зоне вторичного охлаждения сопровождается образованием ликвационной зоны, наблюдаемой на продольных темплетах в виде "светлой полосы", а на поперечных - в виде "светлого контура" Для уменьшения "светлой полосы" были разработаны и исследованы режимы электромагнитного перемешивания в зоне вторичного охлаждения с реверсированием направления электромагнитного поля Показано, что с увеличением частоты реверсирования яркость «светлой полосы» уменьшается Определен диапазон частот реверсирования (0,25 0,5 Гц), при котором сохраняется

положительный эффект от ЭМП, и "светлая полоса" не превышает 1,0 балла

Тем не менее, режим электромагнитного перемешивания на двух уровнях в зоне вторичного охлаждения позволяет при минимальной яркости «светлой полосы» (не более 1,0 балла) снизить максимальный балл подусадочной ликвации в прокате из стали ШХ-15 до 3,0 (против 5,0 балла в контрольном металле) Однако добиться существенного улучшения качества осевой зоны непрерывнолитых блюмов из подшипниковой стали при перемешивании только в зоне вторичного охлаждения без образования "светлой полосы" оказалось невозможным

Были проведены эксперименты по изучению влияния электромагнитного перемешивания на двух уровнях в зоне вторичного охлаждения на качество макроструктуры проката из конструкционных сталей Исследование макроструктуры проката плавок опытной партии показало, что при ЭМП на двух уровнях в зоне вторичного охлаждения достигается стабильное снижение осевой ликвации до 0,5 1,0 балла Балл центральной пористости на опытных темплетах оказался таким же, что и на контрольных, однако пористость рассредоточена на большей площади, а величина пор существенно меньше

Для изучения влияния электромагнитного перемешивания в зоне окончания затвердевания на качество макроструктуры непрерывнолитых блюмов был разработан статор-вращатель для зоны окончания затвердевания Статор-вращатель электромагнитного перемешивания для зоны окончания затвердевания (рис 10) был установлен в 4-й роликовой секции на расстоянии 10,5 м от мениска металла в кристаллизаторе Место установки перемешивателя в зоне окончания затвердевания определяли на основании результатов расчетов затвердевания слитка, считая, что статор-вращатель электромагнитного перемешивания должен быть установлен там, где соотношение жидкой фазы к твердой находится в интервале 0,3 0,5 В статоре-вращателе для зоны окончания затвердевания было установлено шесть полюсов с катушками Корпус перемешивателя водоохлаждаемый и выполнен из нержавеющей стали На внутренней поверхности наружных стенок корпуса закреплены секции шихтованного магнитопровода, образующие замкнутое ярмо электрической машины В средней части статора-вращателя имеется сквозная продольная полость прямоугольного сечения, сквозь которую проходит отливаемый слиток Полюса статора, так же как и в кристаллизаторе-электромагнитном перемешивателе, являются сменными элементами Отличие полюсов статора-вращателя электромагнитного перемешивания для зоны окончания затвердевания от полюсов кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя состоит в том, что они имеют большие размеры, их катушки имеют большее число ампер-витков, а сердечники катушек выполнены шихтованными Полюса крепятся к корпусу статора с помощью болтов и уплотнительных прокладок Охлаждение полюсов статора осуществляется технической водой последовательно с охлаждением обращенных к отливаемой заготовке рабочих поверхностей корпуса

Основные технические и электрические параметры кристаллизатора-

зоны окончания затвердевания блюмовых МНЛЗ

электромагнитного перемешивателя и статора-вращателя ЭМП для зоны окончания затвердевания приведены в таблице 2

Таблица 2

Основные сравнительные параметры кристаллизатора-электромагнитного

перемешивателя и статора-вращателя ЭМП для зоны окончания _затвердевания_

Кристаллизатор- Статор-вращатель

Характеристика электромаг- электромагнитного

нитный перемешивания

перемешиватель

Сечение отливаемых заготовок, мм 300x360

Расход охлаждающей воды, м3/ч * 80 100

Давление воды на входе, кгс/см2 6 8 3 4

Длина активной зоны, мм 400 400

Число полюсов, шт 6 6

Число фаз, шт 3 3

Частота питающего напряжения, Гц 1 7 1 10

Напряжение фазное, В 230 280

Номинальный ток фазы, А 150 200

Полная потребляемая мощность, кВА 104 (Г = 3 Гц) 168 (Г = 5 Гц)

Мощность статора активная, кВт 45 ^= 3 Гц) 46 (Г =5 Гц)

* используется вода, предназначенная для охлаждения кристаллизатора

Исследование макроструктуры заготовок из подшипниковых марок стали, отлитых с применением только статора-вращателя электромагнитного перемешивания для зоны окончания затвердевания показали, что электромагнитное перемешивание не оказывает заметного влияния на характер макроструктуры и величину дефектов Это происходит, по всей видимости, из-за того, что формирование структурных зон к моменту входа слитка в зону действия статора-вращателя ЭМП практически заканчивается

Полученные результаты послужили основой к созданию оборудования и разработки технологии непрерывного литья блюмов из подшипниковой стали с применением системы электромагнитного перемешивания на тех стадиях кристаллизации слитка, где электромагнитное воздействие не приводит к образованию "светлого контура", а именно в кристаллизаторе и зоне окончания затвердевания слитка Исследованиями макроструктуры непрерывнолитых заготовок подтверждено, что центральная пористость в металле, отлитом с электромагнитным перемешиванием, несколько выше, чем контрольном (рис. 11) Максимальный балл составляет 3,0 (в контрольном -2,5) При этом следует отметить, что поры в металле с ЭМП мельче, чем в контрольном, а площадь, занимаемая пористостью, в 2,0 2,5 раза больше, чем в контрольном металле Было отмечено снижение протяженности зоны столбчатых кристаллов и размеров кристаллов Анализ качества макроструктуры трубной заготовки показал, что применение систем электромагнитного перемешивания на двух уровнях (кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель и статор-вращатель ЭМП в зоне окончания затвердевания) позволяет снизить максимальный балл подусадочной ликвации с 5,0 до 2,0 (рис 11) Средний балл подусадочной ликвации в прокате с электромагнитным перемешиванием составляет 1,0, а в контрольном металле -2,1 При такой схеме перемешивания в макроструктуре литого металла с ЭМП и прокате из него отсутствуют «белые полосы»

3 5 3 25 2 1 5 1

05 0

О 80 110 135 Фазный ток, А

Я 2

X

о

11

ч

а о

О 80 111) 13! Фазный ток, А

О Максимальный

балл □ Средний балл

Рис 11 Влияние фазного тока кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя при перемешивании на двух уровнях на центральную пористость (левый рисунок) и подусадочную ликвацию (правый рисунок), значение «0» фазного тока соответствует режиму без ЭМП

Таким образом, в результате проведенных исследований было выявлено, что наиболее оптимальным способом электромагнитного перемешивания при разливке высокоуглеродистых марок стали на блюмовых машинах непрерывного литья заготовок является электромагнитное перемешивание на двух уровнях в кристаллизаторе и зоне окончания затвердевания Для получения качественной макроструктуры из конструкционных марок стали достаточно применять ЭМП только в кристаллизаторе или в зоне вторичного охлаждения на двух уровнях

Четвертая глава посвящена разработке оборудования гильзового кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя для сортовых машин непрерывного литья заготовок В ней представлены результаты исследований, проведенных на промышленной 6-ти ручьевой МНЛЗ Молдавского металлургического завода Была разработана конструкция, изготовлены и введены в эксплуатацию на Молдавском металлургическом заводе кристаллизаторы-электромагнитные перемешиватели (рис 12), являющиеся составной частью системы «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель», предназначенной для разливки на сортовой МНЛЗ различных марок стали, в том числе высокоуглеродистых

Рис 12 Кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель для разливки сортовых заютовок 1 - корпус кристаллизатора, 2 - патрубок для подвода воды, 3 - патрубок для отвода воды, 4 - обечайка, 5 - полюс сгатора, 6 - гильза кристаллизатора, 7 - сменная накладка

При разработке конструкции кристаллизатора-электромагиитного перемешивателя для сортовой машины непрерывного литья заготовок также был положен принцип максимального приближения полюсов статора к жидкой фазе слитка Кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель (рис 12) состоит из корпуса с торцевыми крышками (поз 1), медной гильзы, обечайки для охлаждающей воды, центрирующих роликов и четырех полюсов электромагнитного перемешивающего устройства с межполюсными соединениями и гибкими токоподводами В нижней полости корпуса кристаллизатора установлено электромагнитное перемешивающее устройство Устройство электромагнитного перемешивания в кристаллизаторе сортовой МНЛЗ представляет собой двухфазную электрическую машину с непосредственным охлаждением технической водой

Отличительной особенностью кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя для сортовой машины непрерывного литья заготовок является то, что, корпус кристаллизатора выполнен из нешихтованной ферромагнитной стали и использован в качестве ярма статора, а ротором является жидкая фаза кристаллизующегося слитка На корпусе кристаллизатора имеются патрубки для подвода и отвода охлаждающей воды Внутренняя водоохлаждаемая полость корпуса кристаллизатора разделена обечайкой таким образом, что вода, поступающая из патрубка для подвода воды с проложенными в нем

выводными концами от полюсов, проходит вначале через полость, занятую полюсами, охлаждая обмотку каждого полюса После этого вода поступает в каналы между обечайкой, изготовленной из немагнитной стали аустенитного класса с большим удельным сопротивлением, и медной гильзой и движется с высокой скоростью, охлаждая медную гильзу, в которой формируется заготовка Такое конструктивное решение позволило отказаться от дополнительного охлаждающего контура для обмоток статора

На промышленных МНЛЗ Молдавского металлургического завода были проведены исследования влияния опытной и промышленной систем «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель» на формирование структуры и качество непрерывнолитых сортовых заготовок из рядовых и качественных (в том числе высокоуглеродистых) марок стали Опытная система «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель» применялась для непрерывной разливки в сортовые заготовки сечением 135x135 мм из низкоуглеродистых марок стали Промышленная система «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель» применялась для непрерывной разливки в сортовые заготовки сечением 125x125 мм из углеродистых, высокоуглеродистых и легированных марок стали Основные сравнительные параметры систем «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель», использованных для разливки сортовых непрерывнолитых заготовок на МНЛЗ Молдавского металлургического завода приведены в таблице 3.

Таблица 3

Сравнительные параметры систем «кристаллизатор-электромагнитный

перемешиватель» для литья сортовых заготовок

Система «кристаллизатора-электро-магнитного перемешивателя» Опытная Промышленная

Сечение отливаемых заготовок, мм 135x135 125x125

Длина медной гильзы, мм 800 800, 1000

Толщина стенки медной гильзы,мм 9,4 11,5

Расход охлаждающей воды, м3/ч * *

Материал обечайки стеклопластик нержавеющая сталь

Число полюсов, шт 4

Число фаз ЭМП, шт 2

Длина активной зоны статора, мм 280 410

Номинальное напряжение, В 380

Диапазон регулирования тока, А 20 200

Ток фазы в рабочем режиме, А 150

Частота тока, Гц 3 10 3 10

Напряжение фазы в рабочем режиме при частоте 6 Гц, В 90 190

Индукция в рабочем режиме, Т 0,05 0,07

Мощность статора активная, кВт 15 25

* используется вода, предназначенная для охлаждения кристаллизатора

Металлографические исследования сортовых заготовок показали, что при использовании кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя существенно меняется соотношение структурных зон - зона столбчатых кристаллов уменьшается, а зона равноосных - увеличивается Причем даже при высоком перегреве над точкой ликвидус зона равноосного зерна составляет не менее 40% площади поперечного сечения слитка (рис 13)

Перегрев металла в промковше над точкой ликвид^ ФЭД С

♦ - с ЭМП □ - безЭМП

Рис 13 Зависимость протяженности зоны равноосных кристаллов (ЗРК) от перегрева металла над температурой ликвидус при разливке заготовок сечением 125x125 мм из высокоуглеродистых марок стали (одна точка соответствует одной плавке)

В кристаллической структуре заготовок, отлитых с электромагнитным перемешиванием, присутствует центральная пористость рассредоточенного характера в виде мелких пор, разбросанных по всему тепловому центру образцов и осевая ликвация в виде точек и пятен Максимальный балл по центральной пористости в заготовках с электромагнитным перемешиванием снизился с 4,0 до 2,5 балла, также снизилась пораженность трещинами по всему сечению, в т ч в осевой зоне

Исследованиями подтверждено, что применение кристаллизаторов-электромагнитных перемешивателей привело к увеличению выхода годного из рядового проката Средний выход проволоки класса "П" из заготовок с ЭМП составил 92,2% против 77,5% на серийном металле

В свою очередь, металлографические исследования высокоуглеродистого проката показали, что при применении

кристаллизаторов-электромагнитных перемешивателей отмечается снижение количества и размеров мартенситных участков Средняя протяженность мартенситных участков в высокоуглеродистой катанке с электромагнитным перемешиванием составляет не более 20 микрон, что соответствует требованиям заказчиков кордового металла Также выявлено, что применение

кристаллнзаторов-электромапштиых перемешивателей рассеивает в высокоуглероднстом прокате подусадочную ликвацию ширина ликвационных полосок увеличивается, а протяженность уменьшается.

Необходимо особо отметить, что освоение на Молдавском металлургическом заводе кристаллизаторов-электромагнитных

перемешивателей позволило впервые освоить технологию разливки в сортовые заготовки высокоуглеродистой пружинной, канатной и кордовой стали, а 6-летняя промышленная эксплуатация на Молдавском металлургическом заводе кристалл изаторов-электромагнитных

перемешивателей доказала их высокую работоспособность

В пятой главе работы представлены технико-экономические показатели эксплуатации системы «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель» в условиях Молдавского металлургического завода

Применение промышленной системы «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель» обеспечило существенное улучшение технико-экономических показателей эксплуатации МНЛЗ Молдавского металлургического завода Расширен марочный сортамент непрерывнолитых заготовок, включающий в настоящее время высокоуглеродистые и легированные марки стали После внедрения промышленной системы «кристаллизатор-электромагнитный перемешпвагель» производство непрерывнолитых заготовок из высокоуглеродистых сталей для производства пружин, канатной и кордовой проволоки возросло с 0,2% до 10 % от общей производительности МНЛЗ, достигающей в настоящее время 1 млн 50 тысяч тонн стали в год

Годовой экономический эффект от освоения технологии разливки высокоуглеродистой стали в сортовые кристаллизаторы-электромагнитные перемешиватели составил 70 млн рублей

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Наиболее важные теоретические и экспериментальные исследования, а также практические результаты, полученные в работе, заключаются в следующем

1 Для блюмовой машины непрерывного литья заготовок разработана первая отечественная конструкция кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя и электромагнитного перемешивателя для зоны окончания затвердевания

2 На базе математической модели изучена гидродинамика жидкой фазы кристаллизующейся непрерывнолитой заготовки при электромагнитном перемешивании бегущим магнитным полем Установлено влияние расположения индукторов на траекторию течения и скорости потоков металла в жидкой фазе

3 На промышленной блюмовой машины непрерывного литья заготовок Оскольского электрометаллургического комбината проведено исследование влияния ЭМП на трех уровнях - в кристаллизаторе, зоне

вторичного охлаждения и зоне окончания затвердевания на качество макроструктуры непрерывнолитых блюмов и проката из подшипниковой стали Установлено, что основное влияние на качество макроструктуры вносит электромагнитное перемешивание в кристаллизаторе и зоне окончания затвердевания

4 Разработаны и опробованы в промышленном масштабе режимы электромагнитного перемешивания в кристаллизаторе и зоне окончания затвердевания, позволяющие снизить максимальный балл подусадочной ликвации с 5,0 до 2,0 балла и получать из непрерывнолитой заготовки сечением 300x360 мм прокат диаметром 110 мм со средним баллом подусадочной ликвации 1,0

5 На базе проведенных исследований выданы исходные данные на проектирование промышленного оборудования систем электромагнитного перемешивания и рекомендации по расположению электромагнитных перемешивателей по длине технологической линии машины непрерывного литья заготовок, которые использованы при оснащении 4-х ручьевой блюмовой машины непрерывного литья заготовок Оскольского электрометаллургического комбината системой электромагнитного перемешивания,

6 Разработана конструкция, изготовлены и введены в эксплуатацию на машине непрерывного литья заготовок Молдавского металлургического завода кристаллизаторы-электромагнитные перемешиватели Это позволило впервые освоить технологию разливки в сортовые заготовки высокоуглеродистой пружинной, канатной и кордовой стали 6-летняя промышленная эксплуатация кристаллизаторов-электромагнитных перемешивателей доказала их высокую работоспособность

8 Годовой экономический эффект от внедрения оборудования и освоения технологии разливки высокоуглеродистой стали в сортовые кристаллизаторы-электромагнитные перемешиватели составил 70 млн рублей

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих источниках

1 Улучшение качества сортовых заготовок путем электромагнитного перемешивания металла в кристаллизаторе МНЛЗ /Шахов С И , Шифрин И Н , Чарный А X идр Сталь№4, 1993, стр 30-32

2 Электромагнитное перемешивание жидкой стали при непрерывной разливке слябовой, блюмовой и сортовой заготовки /Шахов С И, Шифрин И Н , Чарный АХ и др Тр первого конгресса сталеплавильщиков, г Москва, октябрь 1992, стр 290-293

3 Влияние электромагнитного перемешивания на качество непрерывнолитого металла /Шахов С И , Шифрин И Н , Грачев В Г и др Тр шестого конгресса сталеплавильщиков, г Череповец, октябрь, 2000, стр 530536

4 Промышленная система ЭМП в кристаллизаторе сортовых машин

1епрерывного литья заготовок /Шифрин И Н , Шахов С И , Ротенберг Л М и р Тяжелое машиностроение №5, 2002, стр 7-9

5 Промышленная система ЭМГ1 в кристаллизаторе сортовых машин шпрерывного литья заготовок /Шифрин И Н , Шахов С И , Ротенберг А М. и р Тр седьмого конгресса сталеплавильщиков, г Магнитогорск, октябрь 002, стр 560-563

6 Промышленная система ЭМП в кристаллизаторе сортовых машин непрерывного литья заготовок /Шифрин И Н , Шахов С И , Ротенберг А М и

р Тр международной научно-технической конференции «Современные проблемы металлургического производства», г Волгоград, октябрь 2002, стр 271-279

7 Промышленная система ЭМП в кристаллизаторе сортовых машин непрерывного литья заготовок /Шахов С И , Шифрин И Н , Деревянченко И В и др Тр IV международной научно-технической конференции, посвящбнной 120-летию И П Бардина, г Череповец, октябрь 2003, стр 76-82

8 Применение электромагнитного перемешивания в технологии непрерывной разливки стали /Шифрин И Н , Целиков А А , Шахов СИ и др Тр Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика А И Целикова, апрель 2004, МГТУ им Н Э Баумана г Москва, стр 18-23

9 Высокоскоростные сортовые кристаллизаторы ВНИИМЕТМАШ / Ганкин В Б, Николаев Г И, Шахов СИ и др Тр девятого конгресса сталеплавильщиков, г Старый Оскол, октябрь 2006, стр 650-655

10 Высокоскоростные сортовые кристаллизаторы ВНИИМЕТМАШ/ Ганкин В Б , Николаев Г И , Шахов СИ и др Черная металлургия Бюллетень «Черная металлургия» Черметинформация №7, 2007, стр 49-52

11 Патент на изобретение №2325970 «Способ электромагнитного перемешивания жидкой фазы непрерывнолитой заготовки индукторами с бегущим электромагнитным полем»

Размножено в ОАО АХК ВНИИМЕТМАШ Тираж 100 экз

Оглавление . стр.

Введение.

Глава Анализ современного состояния электромагнитного I перемешивания при разливке высокоуглеродистых марок стали на блюмовых и сортовых машинах непрерывного литья заготовок.

1.1. Состояние проблемы и задачи исследования причин образования и способов устранения основных дефектов поверхности и макроструктуры заготовок из высокоуглеродистых марок стали, отливаемых на блюмовых и сортовых машин непрерывного литья заготовок.

1.2. Схема кристаллизации непрерывнолитого слитка.

1.3. Макроликвация и центральная пористость.

1.4. Неметаллические включения.

1.5. Трещины.

1.6. Влияние электромагнитного перемешивания на ход структурообразования.

1.7. Постановка задачи.

Выводы к главе 1.

Глава II Моделирование процесса кристаллизации непрерывного слитка в бегущем магнитном поле.

2.1. Динамика циркуляции жидкого ядра кристаллизующегося непрерывного слитка в бегущем поле статора.

2.2. Кинетика кристаллизации стальных блюмов при электромагнитном перемешивании.

Выводы по главе II.

Глава III Исследования на промышленной машине непрерывного литья заготовок Оскольского электрометаллургического комбината.

3.1. Оборудование и организация экспериментов.

3.2. Исследование качества непрерывнолитых блюмов и проката.

Выводы по главе III.

Глава IV Исследования на промышленной машине непрерывного литья заготовок Молдавского металлургического завода.

4.1. Оборудование и организация экспериментов.

4.2. Исследование качества непрерывнолитых сортовых заготовок и проката.

Выводы по главе IV.

Глава V Технико-экономический эффект эксплуатации системы «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель» в условиях Молдавского металлургического завода.

Процесс непрерывного литья заготовок, бесспорно, является одним из крупнейших технологических достижений, позволивших вплотную подойти к практической реализации важнейшей задачи - получению металлопродукции за один рабочий цикл [1]. Технология непрерывного литья, несмотря на ее сравнительную молодость, относится к разряду классических и в настоящее время составляет основу производства на переделе «сталь-прокат». При этом непрерывное литье является уникальной технологией, которая стала необходимой для комбинатов полного цикла и прекрасно вписалась в технологические цепочки передельных мини-заводов. В 2003г. в России было произведено 62,7 млн. т стали, на машинах непрерывного литья заготовок (MHJI3) разливалось 57,7% от общего количества произведенной стали. Для сравнения в 2001г. на MHJI3 было разлито 30 млн. т или 50,9%, а в 1990г. - 20,7 млн. т или 23,1% [2, 3]. Как свидетельствует мировая практика непрерывного литья, доля блюмовых MHJI3 обычно составляет 26.30%, а сортовых - 43.47% [4]. Такая структура сложилась, главным образом, за счет опережающего развития мини-заводов, ориентированных на производство сортового проката, что отражает потребности современного рынка металлопродукции [4].

Преимущества непрерывного литья могут быть наиболее полно реализованы при наличии широкого сортамента изделий, получаемых из непрерывных заготовок. Обзор отечественных и зарубежных литературных данных показывает, что в настоящее время перечень изделий, получаемых из непрерывнолитых заготовок (HJI3), достаточно представителен. Из HJI3 производят как массовую прокатную продукцию в виде арматуры, проволоки и мелкого строительного профиля, так и качественные специальные виды проката: холоднокатаный прокат для машиностроения, кордовую, пружинную и канатную проволоку, подшипниковую сталь и др.

Качество HJ13 зависит от технологических параметров литья, конструктивных особенностей оборудования. Однако есть дефекты макроструктуры непрерывнолитых заготовок, связанные с процессом кристаллизации, усадочными и ликвационными процессами, которые не могут быть устранены даже при рациональных конструктивных параметрах оборудования и технологических условиях разливки. Так, например, в процессе кристаллизации высокоуглеродистых сталей, в частности подшипниковой, пружинной, канатной и стали для металлокорда, имеющих широкий температурный интервал кристаллизации и, соответственно, протяжённую двухфазную зону, в HJI3 образуется повышенная осевая ликвация, которая не устраняется в процессе горячей деформации и выявляется в прокате в виде подусадочной ликвации. Очевидно, что для получения высококачественной макроструктуры проката из непрерывнолитых заготовок высокоуглеродистых и других марок стали необходимо активное вмешательство в процесс кристаллизации непрерывного слитка непосредственно по ходу разливки с гарантированной возможностью управления процессом структурообразования. Возможность предотвращения образования или подавления развития кристаллизационных, усадочных и ликвационных дефектов многие исследователи связывают с созданием управляемого принудительного движения жидкой фазы кристаллизующегося слитка, в частности, с помощью электромагнитных сил. В этом случае исключается необходимость непосредственного контакта с жидким металлом и появляется возможность автоматического управления процессом структурообразования по всей длине жидкой лунки.

Учитывая особенности кристаллизации блюмовых и сортовых заготовок, сложный марочный сортамент отливаемых сталей и высокие требования, предъявляемые к качеству макроструктуры, во ВНИИМЕТМАШ, с непосредственным участием автора диссертации, было разработано оборудование с устройствами электромагнитного перемешивания (ЭМП).

Для блюмовых MHJ13 оборудование было разработано на трех уровнях: в кристаллизаторе, зоне вторичного охлаждения и зоне окончания затвердевания, а для сортовых MHJ13 на одном уровне - в кристаллизаторе.

В настоящей работе рассматриваются результаты применения в 1986.2001 годах оборудования MHJI3 с устройствами ЭМП при разливке высокоуглеродистых сталей на промышленных MHJ13 Оскольского электрометаллургического комбината и Молдавского металлургического завода.

После проведения теоретических и экспериментальных исследований, с непосредственным участием автора диссертации, была разработана технология непрерывного литья блюмовых и сортовых заготовок из высокоуглеродистых марок стали, в частности для производства подшипников, пружин, канатов и металлокорда, с применением ЭМП.

По результатам работы блюмовая MHJI3 Оскольского электрометаллургического комбината и сортовая MHJ13 Молдавского металлургического завода оснащены промышленными системами ЭМП.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Для блюмовой МНЛЗ разработана первая отечественная конструкция кристаллизатора-электромагнитного перемешивателя и электромагнитного перемешивателя для зоны окончания затвердевания.

2. На базе математической модели исследовали гидродинамику жидкой фазы кристаллизующегося блюмового слитка при перемешивании индуктором с бегущим магнитным полем. Установлено влияние расположения индукторов на траекторию течения и скорости потоков металла в жидкой фазе.

3. На промышленной блюмовой МНЛЗ ОЭМК проведено исследование влияния ЭМП на трех уровнях - в кристаллизаторе, зоне вторичного охлаждения и зоне окончания затвердевания - на качество макроструктуры непрерывнолитых блюмов и проката из подшипниковой стали. Установлено, что основное влияние на качество макроструктуры оказывает ЭМП; установленное в кристаллизаторе и зоне окончания затвердевания.

4. Разработаны и опробованы в промышленном масштабе режимы электромагнитного перемешивания в кристаллизаторе и зоне окончания затвердевания, позволяющие снизить максимальный балл подусадочной ликвации с 5,0 до 2,0 балла и получать из непрерывнолитой заготовки сечением 300x360 мм прокат диаметром 110 мм со средним баллом подусадочной ликвации 1,0.

5. На базе проведённых исследований выданы исходные данные на проектирование промышленного оборудования систем ЭМП и рекомендации по расположению электромагнитных перемешивателей по длине технологической линии МНЛЗ, которые использованы при оснащении 4-х ручьевой блюмовой МНЛЗ ОЭМК системой ЭМП.

6. Разработана конструкция, изготовлены и введены в эксплуатацию на МНЛЗ Молдавского металлургического завода кристаллизаторы с электромагнитным перемешиванием, что позволило впервые освоить технологию разливки в сортовые заготовки высокоуглеродистой пружинной, канатной и кордовой стали. 7. 6-летняя промышленная эксплуатация системы «кристаллизатор-электромагнитный перемешиватель» в условиях Молдавского металлургического завода доказала её высокую работоспособность.

8. Годовой экономический эффект от освоения технологии разливки высокоуглеродистых марок стали в сортовые кристаллизаторы с электромагнитным перемешиванием составил 70 млн. рублей.

1. Бойченко М.С.,Рутес В.С.,Фульмахт В.В. Непрерывная разливка стали. М., Металлургиздат, 1961, 265 с.

2. Афонин С.З. Сталеплавильное производство России и конкурентоспособность металлопродукции. Материалы 7 конгресса сталеплавильщиков. Магнитогорск. 2002 г.

3. Некрасов В.М. Достижения российской черной металлургии в 2003 году. М.: Электрометаллургия. №4, 2004. стр. 3-9.

4. Паршин В.П. Литье и прокат в одном переделе. ГНЦ РФ <<ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», Металлы Евразии, 2000, № 4.

5. Kawamoto М., Yamada К. Advanced continuous casting process for high-carbon steel. Wire Journal, 1977. vol. 10, №7, p.p. 64-70.

6. ТУ У 14-4-470-2000 «Катанка сорбитизированная для металлокорда».

7. Kato Т., Matsumura Т. High quality bars and wire rods produced by continuous casting. Wire Journal International, 1982. 11, p.p. 58-65.

8. Гуляев А.П. Металловедение. M.: Металлургия, 1986. стр. 47-48.

9. Сычков А. Б., Парусов О. В., Жигарев М. А. Сравнительный анализ нормируемых качественных показателей проволоки и проволочных изделий из высокоуглеродистой стали. ИЧМ НАН Украины и СП АОЗТ Молдавский металлургический завод.

10. ДСТУ 3683-98 «Катанка стальная канатная».

11. Birat J.P., Chone J. Electromagnetic stirring on billet, bloom, and slab continuous casters: state of the art in 1982. Ironmaking and Steelmaking, 1983, Vol. 10, No.6.

12. Самойлович Ю.А. Кристаллизация слитка в электромагнитном поле. М.: Металлургия, 1986. 168 с.

13. Тагеев A.M. Неоднородность строения стальных слитков и отливок. В сб. «Труды 1 Всесоюзной конференции по стальному слитку», М.: Металлургиздат, 1952. стр. 34-39.

14. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали, М.: Металлургия, 1976. 551 с.

15. Чигринов М.Г., Чигринов A.M. Пруцков М.Е. Производство мелких непрерывнолитых заготовок, «СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ» Москва, 1998.

16. Yoshiharu I., Hiroshi О. Continuous casting of high quality steels for bars, wire rods and seamless tubes. 61 Nat.Open Hearth and basic Oxygen Steel Proc. Vol. 61. Chicago Meeting, 1978.

17. Гуляев А.П. Металловедение. M.: Металлургия. 1977, 647 с.

18. Парусов В.В., Луценко В.А., Бабич В.К. и др. Влияние режимов двустадийного охлаждения на качественные характеристики углеродистой катанки. М.: Сталь, 1992, № 4, стр. 66-68.

19. Отчет о технико-технологических возможностях реконструированной линии Stelmor двуниточного мелкосортно-проволочного стана 320/150 АОЗТ "Молдавский металлургический завод". Рыбница, 2000, 67 с.

20. Сладкоштеев В.Т., Ахтырский В.И., Потанин Р.В. Качество стали при непрерывной разливке, М.: Металлургиздат, 1963. стр. 172.

21. Бойченко М.С., Рутес B.C., Николаев Н.А. Непрерывная разливка стали. М.: Сталь, 1956. № 6, стр. 41.

22. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М.: Металлургия, 1976. 551 с.

23. Elektromagnetic Stirring for Continuous Casting of Billets and Blooms. "Rotelec" prospect. Printed in France by IMPACT GRAPHIC SA, September 1988.

24. Chapellier P., Jacquot J-L. Twin-bloom casting of high carbon steels at sollac: 4 years of continuous improvement. 3rd European Conference of continuous casting, October 20-23, 1998, p.p. 583-593.

25. Diserens M., Hatonen Т., Ristimaki E. and Tukiainen M. Experiences on Continuously Cast Billets Influenced by Electromagnetic Stirring Below Mould Concast AG, Zurich. Switzerland, Ovako Oy AB, Imatra/Finland, Ovako Oy AB, Koverhar /Finland/.

26. Nakashima J., Uchimura M., Ogibayashi S. Macrosegregation-free bloom casting for high carbon steel by soft reduction. Continuous casting conference, Dusseldorf., 1995, p.p. 135-155.

27. Chen Y-K, Feng F-A. Improvement of center segregation for high steel bloom. Steelmaking Conference proceedings, 1996, p.p. 505-512.

28. Oh K. S. Development of soft reduction technology for the bloom caster of Pohang works of Posco, Steelmaking Conference proceedings, 1995, p. 301-308.

29. Спектор А.Г., Зельбет Б.М.,Киселева С.А. Структура и свойства подшипниковых сталей. М.: Металлургия, 1980. 254 с.

30. Голиков И.Н. Дендритная ликвация стали. М.: Металлургиздат, 1958. 206 с.

31. Ипатов И.К., Айзеншток И.Я., Коссовский Л.Д. М.: Сталь, 1955, №8, стр. 89.

32. Kollberg S., Contribution to the theory and experience of electromagnetic stirring in continuous casting. ASEA AB, Vasteras, Sweden. Association of Iron and Steel Engineers.

33. Людковский B.M., Кондратюк A.M. и др. Особенности макро- и микроструктуры непрерывнолитой подшипниковой стали. В сб. «Прогрессивные способы получения стальных слитков», Киев, ИП, 1980, стр. 94-97.

34. Рутес B.C., Евтеев Д.П., Генкин В.Я. Теория непрерывной разливки. М.: Металлургия, 1971. стр. 224-234.

35. Frober J., Stahl und Eisen, 1978, 98, №21, p.p. 1092-1098.

36. Yamanaka A., Okamura K., Kumakura S., Kanazawa Т., Tamura A. New design to prevent internal cracking in continuous casting. 3 rd European Conference on Continuous Casting. October 20-23, 1998, p.p. 415-424.

37. Терчелли К., Чиоатто Дж. Машина для непрерывного литья блюмов из качественных сталей фирмы «Даниэли» на заводе Сареццо фирмы «Луккини», стр. 208-211.

38. Andre В., Sieben N., Sowka Е. Bloom casting with soft reduction. Continuous casting conference, Dusseldorf, 1995, p.p. 173-193.

39. Шейнфельд И.И., Ларин A.B., Клак В.П. (ГНЦ ЦНИИчермет). Применение метода ЭМП при непрерывной разливки стали; 5 конгресс Сталеплавильщиков 1999г. г. Рыбница.

40. Разработка технологии выплавки, непрерывной разливки и прокатки подшипниковой стали, предназначенной для получения трубной заготовки и сортового проката на ОЭМК. Отчет ЦНИИЧМ. М., 1977, Г.Р. №77008187.

41. Чепарев Р.И., Фаворский Б.А., Архиреев О.А. и др. Тепловые процессы и затвердевание слитков при вибрации кристаллизаторов МНЛЗ. В сб. "Непрерывное литье стали". М., 1979, №6, стр.42.

42. Еланский Г.Н., Гончаревич И.Ф., Косырев А.И., Перевалов Н.Н., Кейсарова Н.Ю., Шлепаков В.И. Вибрационная обработка кристаллизующихся расплавов. Московский государственный вечерний металлургический институт, Россия.

43. Денисов В.А., Беседин А.С., Заславский Г.З., Федоров Л.К., Барышникова С.В. УралНИИчермет и Нижнетагильский металлургический комбинат. Виброобработка стали в кристаллизаторе МНЛЗ — перспективный способ улучшения качества заготовок, Сталь, 1993, № 4.

44. Кристаллизация и структурообразование стальных слитков в условиях вибрационного воздействия./Таранов Е.Д., Нуралинов А.С., Кондратюк С.Е. и др. М.: Процессы литья, 1998. № 3^1, стр. 84-90.

45. Vibromold billet mould with integrated hydraulic oscillation./Kaell N., Lonardi E., Petry R. и др. Continous Cast. Suppl., 1998, SEPT., с 20.

46. Смирнов A. H., Редько Г.А., Орлов И.А. Особенности применения физического моделирования в процессе исследования затвердевания слитков и отливок при виброимпульсной обработке, Процессы литья, 2000, № 1, стр. 23-32.

47. Либерман А.Л., Кулешов В.Д., Буланкин В.Е. Обработка металла газом в процессе непрерывного литья. В сб. "Непрерывное литье стали". М., 1979, №6, стр. 58.

48. Непрерывная разливка стали в сортовые заготовки с продувкой металла в кристаллизаторе инертными газами./Бак И.Н., Дубов М.Ф., Коновалов Г.Ф. и др. В сб. "Проблемы стального слитка". 1974, №5, стр. 697.

49. Поисковая разработка и исследование средств физических методов воздействия на кристаллизующийся слиток. Выдача рекомендаций для проектирования. Отчет , 1979.

50. Борисов В. И., Марков А. В. Формирование дендритной структуры непрерывного слитка в кристаллизаторе при воздействии докавитационного ультразвукового поля, Металлы, 1995 , № 4, стр. 32-35.

51. Эффект закручивания потока в погружном стакане и перенос тепла в сортовом кристаллизаторе при непрерывной разливке./Shinichiro Y., Sigeo Т., Manabu I. и др. ISIJ Int., 1998, 38, № 8, стр. 827-833.

52. Влияние внешних воздействий на структурообразование и неметаллические включения при кристаллизации стали./Ефимов В. А., Эльдарханов А. С., Таранов Е. Д. и др. Сталь, 1999, № 7, стр. 27-30.

53. Yokoya S., Tokagi S., Igushi M. et al. Swirling effect in immergion nozzle on flow and heat transport in billet continuous casting mould, ISIJ Intern., 1998, V.38, №8, p.p. 827-833.

54. Еланский Г.Н., Гончаревич И.Ф., Косырев А.И. Работы МГВМИ в области исследования вибрационной обработки непрерывнолитых заготовок на стадии кристаллизации. Тр. VI Конгресса сталеплавильщиков. М. 2001. стр. 536-538.

55. Использование безнапорных погружных стаканов при разливке колесобондажного металла./Фёдоров JI.K., Шеховцов Е.В., Ильин В.И. и др. Сталь, 2003, №2, стр. 48.

56. Снижение осевой ликвации в стали при турболизированной подаче металла в кристаллизатор МНЛЗ./Дюдкин Д.А., Писарский С.Н., Овчинников Н.А. и др. М: Металлургия, 2000. №4. стр.30-31.

57. Управление потоками стали в кристаллизаторе УНРС с помощью разливочных стаканов./Ильин В.И., Фёдоров JI.K., Коротков В.А. и др. М: Электрометаллургия. 2002, №7, стр. 18-21.

58. Вращение металла с помощью погружных стаканов в кристаллизаторе сортовой УНРС./Сургаева Е.В., Галкин М.П., Егоров В.В. и др. М: Электрометаллургия, 2004. №10.

59. Yong Т., Jianzhong W., Daging С. Electro-pulse on improving steel ingot solidification structure. J.Univ.Sci. and Technol.Beijing. 1999.6. №2. p.p. 94-96.

60. Влияние электромагнитного перемешивания на качество непрерывнолитого металла./Шахов С.И., Шифрин И.Н. и др. Тр. шестого конгресса сталеплавильщиков, г. Череповец, 17—19 октября 2000 г.

61. Применение метода ЭМП при непрерывной разливке стали./ Шейнфельд И.И, Ларин А.В., Клак В.П. Тр. 5-го Конгр. сталеплавильщиков, Москва, 7-10 окт., 1996, М., 1999. стр. 422-423.

62. Bonilla С., Sidorenko D., Kamal J. Factors influencing the formation of bleeds in the continuous casting of steel billets/ Steelmaking Conference Proceedings. 1999. стр. 35-43.

63. Оптимальная конструкция статоров ЭМП для сортовых и блюмовых МНЛЗ./Грачев В.Г., Солодовник Ф.С., Кузьмина Л.И. и др. Тр. шестого конгресса сталеплавильщиков, г. Череповец, 17-19 октября 2000 г.

64. Zhou Y., Sassa К., Asai S. Evaluation of basic parameters in a mold oscillationless electromagnetic casting. Tetsu-to-hagane = Journal of the Iron and Steel Institute of Japan. 2000. 86. № 7. p.p. 446-451.

65. Hoshikawa I., Saito Т., Kimura M., Tanikawa K., Fukumoto H. and Ayata K. Kobe Steel, LTD. Development of an In-Mold Electromagnetic Stirring Technique at Kobe Steel. April 1991, I&SM-45.

66. Technical informations on kosmostir-magnetogyr process. Kobe Steel, LTD. Japan; 2-я европейская конференция по непрерывной разливке (Дюссельдорф,19.23 июня 1994 г. Ayed P., Jolivet J., Birat J. Rev. met. (Fr.), 1995, 92, № 1, p.p. 36-55.

67. Kunstreich S., Nove M., Yves D. Metallurgical process of electromagnetic stirring in billet and bloom casters and basic criteria for good design. Danieli Rotelec.

68. Смирнов A.H. Эффективность электромагнитного перемешивания при затвердевании непрерывнолитых заготовок. Донецкий государственный университет, Металлургическая и горнорудная промышленность, 2001, №. 5.

69. Бейтельман JI. Фирма JME, Онтарио, Канада. «Улучшение качества сортовых заготовок путем электромагнитного перемешивания стали в кристаллизаторе». Из материалов 4 конгресса сталеплавильщиков. ISSN 0038-920Х. Сталь, 1997, №4.

70. Beitelman L. Effect of mold EMS design on billet casting productivity and product quality: Abstr. High Speed Billet Calgary, 1998. Can. Met. Quart. 1999. 38. №5, p.p. 301-309.

71. Хакль X., Кольберг С. и Талбак Г. Установки электромагнитного перемешивания второго поколения, Steel Times Int. 1995 июнь.

72. Перемешивание электромагнитного перемешивания на МНЛЗ./ Воровски А., Сарторис Й., Юргенс Р. И др. Черные металлы, июнь 1998.

73. Влияние электромагнитного перемешивания на сегрегацию примесей и центральную пористость при непрерывной разливке высокоуглеродистых сталей. ISIY International, 1995, V. 35, № 7, p.p. 866-875.

74. Фавр Е., Кунстрайх С., Нове М.С. Механизм электромагнитного перемешивания в кристаллизаторе, Steel Times Int. 1998.

75. Hackl H. The use of electromagnetic stirring for the continuous casting of steel. Bergsmannen. 1993, № 3, p.p. 6-7, 9.

76. Hackl Helmut, Hanley Patrick J. Основные характеристики и результаты использования ЭМП на УНРС. MPT: met. Plant and Technol. 1993, 16, № 3, стр. 74, 76, 78, 81-82.

77. Электромагнитное управление началом затвердевания при непрерывной разливке стали наложения низкочастотного переменного магнитного поля./Toh Takehiko, Takeuchi Eiichi, Hojo Masatake и др. ISIJ Int., 1997, 37, № 11, стр. 1112-1119.

78. Varga Bela, Varga Iosif. Сравнение качества слитков и заготовок для передела отлитых в электромагнитном кристаллизаторе, Metalurgia. 2001, 53, № 1, стр. 22-27.

79. Современное состояние анализа электромагнитных полей и его применение для управления потоками в кристаллизаторе УНРС./Umetsu К., Wajima К., Sawada К. и др. Nippon Steel Techn. Rept. 1995. № 67. стр. 13-19.

80. Применение электромагнитного перемешивания в процессах сталеплавильного производства. Nippon Steel Techn./Fujisaki Keisuke, Wajima Kiyoshi, Sawada Kenzou и др. Rept. 1997, № 74, стр. 23-35.

81. Alvarez de Toledo G., Campo O., Lainez E. Электромагнитное перемешивание при непрерывной разливке стали. Rev. met. CENIM, 1995, 31, № 1, стр. 23-29.

82. Starck A., Gerbig Н-Е. К вопросу электромагнитного перемешивания в УНРС. Elektrowarme Int. 1992, 50, № 4, стр. 317-321.

83. Разливка с незначительным перегревом при электромагнитном перемешивании./Ayate Kenzo, Mori Hideo, Taniguchi Kazuyuki и др. ISIJ Int., 1995, 35, № 6, стр. 680-685.

84. ММЗ Отчёт о формировании перлитной структуры в высокоуглеродистой катанке. 2003г.

85. С. Marchionni, М. Bobadilla. Formation mechanisms of microstructures in the chill zone of continuously cast steels. 3rd European conference on continuous casting. Oct. 20-23, 1998.

86. Электромагнитная индукция перемешивает жидкую сталь. Steel Times Int., сент. 1996.

87. Разработка перспективных направлений развития отечественных ЭМП жидкой сердцевины заготовок на МНЛЗ./Храпченков O.K., Филатов С.А., Солодовник Ф.С и др. Отчёт о НИР. АХК ВНИМЕТМАШ.

88. Kolberg S. Contribution to the theory and experience of elektromagnetic stirring in continuous casting, Iron and Steel Eng., 1980, 57, №3, p.p. 46—54.

89. Takeyru X., Ikehara J. Quality improvement of continuously cast stainless steel blooms through elektromagnetic stirring, J. Iron and Steel Inst, of Japan, 1977, №8, p.p. 59-68.

90. Marr H.S. Elektromagnetic stirring stepping stone to improved continuously cast products. Iron and Steel Eng., 1979, 11, 52, №1, p.p. 29-^10.

91. Непрерывное литье стали. Тр. международной конференции. М.: Металлургия, 1982.

92. Forster E., Rudolf G., Stercken K. Einsats electromagnetischer Ruhrer in der sekunderkuhlsone einer Knuppelstranggibanlfge, Stahl und Eisen, 1982, 102, №25, p. 26.

93. Shah N., Moore I. Areview of the effects of elektromagnetic stirring (EMS) in continuously cast steel, Iron and Steelmaker, 1982, 9, №10, p.p. 31-36.

94. Якоби X., Штеффен P. Электромагнитное перемешивание на МНЛЗ, Черные металлы. М.: Металлургия, 1978. №22, стр. 36-47.

95. Сираива Т. Применение метода электромагнитного перемешивания на установках непрерывной разливки. J. Iron and Steel Inst, of Japan, 1978, 64, №11, p. 194.

96. Кидо К. Улучшение структуры непрерывнолитых заготовок из высокоутлеродистой стали путем электромагнитного перемешивания. J. Iron and Steel Inst, of Japan, 1981, 67, №4, p. 212.

97. Каменская Н.П., Колесникова О.Д., Шифрин И.Н. Применение электромагнитного перемешивания при непрерывной разливке. М.: Черметинформация, 1982, вып. 2, 27 с.

98. Исследование качества и свойств стали ШХ-15, отлитой на УПНРС при воздействии электромагнитного перемешивания./Пчелкина В.М., Качанов Н.Н., Петухов С.А. и др. В сб. "Проблемы стального слитка", 1974, №5, стр. 616.

99. Widdowson R., Marr H.S. Metallurgical aspects of elektromagnetic stirring during the solidification of low carbon steels. Sheffild Int. Conf. Solidific. and Cast., 1977, v.3, p.p. 1-22.

100. Применение электромагнитного смесителя к непрерывной разливке стали./Цунои М., Фурукава X., Кавада Н. и др. "Мицубиси Дзюко Гихо", 1979, т. 6, №3, стр. 40-49.

101. Достижения в области непрерывной разливки стали. Материалы международного конгресса. М.: Металлургия. 1985.

102. Вюнненберг К., Якоби X. Вопросы электромагнитного перемешивания стали. Черные металлы, 1984, №9, стр. 3-9.

103. Электромагнитное перемешивание в зоне вторичного охлаждения на блумовых и сортовых МНЛЗ./Яух Р., Курте В., Хентрих Р. и др. Черные металлы, 1984, №9, стр. 9-15.

104. Haeker A., Lipton I. Erfahrungen bein Elektromagnetischen Ruhren in der Sekundarkuhl-zone von Brammen Straggir Banlagen. Einfub der Stahlzusanmentetzung-Fachber. Huttepax. Metallweitervararb, 1981, 19, №10, p.p. 824-828.

105. Судзуки M. Электромагнитное перемешивание при разливке блумов. Увеличение равноосной зоны (РЗ) с помощью двухступенчатого перемешивания в зоне вторичного охлаждения. J. Iron and Steel Inst, of Japan, 1982, v.68, №11, p.873.

106. Способ непрерывного литья металлов./Целиков А.И., Дружинин Н.Н., Майоров А.И. и др. А.с. №839664 (СССР). Опубл. Б.И., 1981, №23.

107. Лякишев Н.П., Шалимов А.Г. Развитие технологии непрерывной разливки. М.: «Элиз», 2002. 208 с.

108. Кадои М., Когава Н. Применение электромагнитного перемешивания при непрерывной разливке подшипниковой стали. J. Iron and Steel Inst, of Japan, 1978, 64, №11, p.p. 196.

109. Шмидт П.Г. Влияние механического перемещения жидкой стали на процесс кристаллизации непрерывного слитка. Изв. вузов., Черная металлургия, 1977, №4, стр. 35—38.

110. Улучшение качества непрерывнолитого слитка методом электромагнитного перемешивания./ Дружинин Н.Н., Целиков А.А., Солодовник Ф.С. и др. Сталь, 1983, №9, стр. 28-30.

111. Остроумов Г.А. Физоко-математические основы магнитного перемешивания расплавов. М., Металлургия, 1960. 64 с.

112. О расчете затвердевания плоского слитка в бегущем магнитном поле./ Берзинь В.А., Клявинь Я.Я., Бугров Н.С. и др. В сб. "Седьмое Рижское совещание по магнитной гидродинамике", Рига, Зинатне, 1972. стр. 56-58.

113. Гецелев З.Н., Мартынов Г.И. Расчет поля скоростей, возникающего в жидкой фазе слитка под действием электромагнитных сил. Магнитная гидродинамика, 1975. №2, стр. 106-111.

114. Szekely B.I., Asai S. The General Mathematical Statement of Turbulent Recircularotoiy Flows. Transactions of the Iron and Steel Inst, of Japan, 1975. v.5, p.p. 270-275.

115. Szekely B.I., Asai S. Practical Application of the Mathematical Representation for Turbulent Recirculatoiy Flows. Transactions of the Iron and Steel Inst, of Japan, 1975. v.15, №1, p.p. 276-285.

116. Самойлович Ю.А., Ясницкий JI.H., Кабаков З.К. Гидродинамические явления при затвердевании непрерывного слитка в условиях индуктивного МГД-воздействия. Магнитная гидродинамика, 1983. №4, стр. 123-130.

117. Цаплин А.И., Галягин К.С. Исследование затвердевания непрерывного слитка при электромагнитном перемешивании. Отчет Пермского политехнического института. Пермь, 1983, Г.Р. N01821050901.

118. Харша П. Модели переноса кинетической энергии. Турбулентность Принципы и применения. М.: Мир, 1980. стр. 207-261.

119. Курбацкий А.Ф., Яковенко С.Н. Численное исследование турбулентного течения вокруг двумерного препятствия в пограничном слое. Теплофизика и аэромеханика. 1996. т.З. №2. стр. 145-163.

120. Лиелпетер Я.Я. Жидкометаллические индукционные МГД-машины. Рига, Зинатне, 1969. 246 с.

121. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. М.,Л.: Энергия, 1965. 704 с.

122. Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л.: Энергия, 1970. 272 с.

123. Самойлович Ю.А. Системный анализ кристаллизации слитка. Киев, Наукова думка, 1983. 248 с.

124. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М., Наука, 1978. 736 с.

125. Флеминге М. Процессы затвердевания. М.: Мир, 1977. 423 с.

126. Чалмерс Б. Теория затвердевания. М.: Металлургия, 1968. 160 с.

127. Шифрин И.Н. Разработка параметров блумовых машин непрерывного литья с электромагнитным перемешиванием для производства заготовок из высококачественных сталей. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 1984, 153 с.

128. Улучшение качества сортовых заготовок путём электромагнитного перемешивания металла в кристаллизаторе МНЛЗ./Шахов С.И., Шифрин И.Н., Чарный А.Х. и др. Сталь. 1993г, №4, стр.30-32.

129. Электромагнитное перемешивание жидкой стали при непрерывной разливке слябовой, блюмовой и сортовой заготовок./Шахов С.И., Шифрин И.Н., Чарный А.Х. и др. Тр. первого конгресса сталеплавильщиков, г. Москва, октябрь, 1992г, стр. 290-294.

130. Улучшение качества поверхности непрерывного слитка путем применения кристаллизатора с магнитным полем./Наката X., Кокита М., Морисита М. и др. Тэцу то хаганэ, 1994, Т.80, № 9, стр.711-716.

131. Li Ting-ju, Jin Jun-ze Развитие электромагнитной непрерывной разливки для улучшения качества поверхности заготовок. J. Dalian Univ. Technol., 2000, 40, № 1, стр. 80-82.

132. Улучшение качества поверхности непрерывнолитого слитка путем применения кристаллизатора с магнитным полем, Новости чер. металлургии за рубежом, 1995. № 3, стр. 79-80.

133. Влияние электромагнитного перемешивания на качество непрерывнолитого металла./Шахов С.И., Шифрин И.Н., Солодовник Ф.С. и др. Тр. шестого конгресса сталеплавильщиков, г. Череповец, октябрь 2000г. стр. 530-536.

134. Кидо К. Улучшение структуры непрерывнолитых заготовок из высокоуглеродистой стали путем электромагнитного перемешивания. J. Iron and Steel Inst, of Japan, 1981, 67, №4, p. 212.

135. J. Limoges Ispat Sidbec Int., L. Beitelman, J. Mulcahy Enterprises. Continuous Casting of High Carbon Billets With In-Mold Dual-Coil Electromagnetic Stirring System. November 1997 Feature.

136. M. Kawamoto, К. Yamada, Т. Fuyita. Advanced continuous casting process for highcarbon steel// "Wire Yournal", 1977, vol 10, № 7, pp. 64-70.

137. Начальник технического отдела СЗАО «ММЗ»1. В. Деревянченко7

138. Главный электрик СЗАО «ММЗ»1. В.И. 11лантус1. ФГУ-ФУ1ПС1. РОСПАТЕНТ /"""Л пси

139. Федеральное государственное учреждений П 1 ДЬН 200/- ' * «Федеральный институт / -i-rпромышленной собственности ДЕЛ 02

140. Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам» С 3(74)

141. ФГУ ФИПС) Бережковская наб., 30, корп. 1, Москва, Г-59, ГСП-5,123995 Телефон (8-499) 240- 60-15. Факс (8-495) 234- 30- 581. Форма № 01ИЗ-2007 101. Г,1. На № от

142. Наш № 2007118189/02(019810)

143. При переписке просим ссылаться на номер заявки и сообщить дату получения данной корреспонденции109428, Москва, Рязанский пр-кт, 8а, ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ", ИРО, Леликовой Е.П.L1. РЕШЕНИЕ О ВЫДАЧЕ

144. ПАТЕНТА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ (21) Заявка № 2007118189/02(019810) (22) Дата подачи заявки 16.05.2007

145. Дата начала отсчета срока действия патента 16.05.2007

146. ПРИОРИТЕТ УСТАНОВЛЕН ПО ДАТЕ22. подачи заявки 16.05.2007

147. Автор(ы) Шифрин И.Н. Шахов С.И , Смоляков А С., Грачев В.Г. Цаплин А.И., RU

148. Патентообладателен) Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ"), RU

149. Название изобретения СПОСОБ ЭЛЕКТРОК1АГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ НЕПРЕРЫВНОЛИ'ГОЙ ЗАГОТОВКИ ИНДУКТОРАМИ С БЕГУЩИМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ01 %121 10 12.2007020801it '( J J ) ntUL ,