автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка конструкции и исследование процесса получения непрерывнолитых деформированных заготовок на литейно-ковочном модуле

На правах рукописи

Черномас Вадим Владимирович

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЬШНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК НА ЛИТЕЙНО-КОВОЧНОМ МОДУЛЕ

05 03 05 — технологии и машины обработки давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

--— юи452

Владивосток - 2007

003160452

Работа выполнена в Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Одиноков Валерий Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Каплунов Борис Григорьевич, доктор технических наук, профессор

Лаврушин Геннадий Алексеевич, доктор технических наук, профессор Ким Владимир Алексеевич

Ведущая организация Научно-инженерный Центр «Надежность и ресурс больших систем машин» Уральского отделения РАН (г Екатеринбург)

Защита состоится « 9 » ноября 2007 года в 13 00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 005 007 02 в Институте автоматики и процессов управления ДВО РАН по адресу 690041, г Владивосток, ул Радио, 5, аудитория 510, e-mail dm00500702@iacp dvo ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института автоматики и процессов управления ДВО РАН

Автореферат разослан «26» сентября 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета к ф -м н

Дудко О В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Повышение требований к продукции машиностроения вызывает необходимость решения проблемы повышения качества заготовок и устойчивости технологических процессов их производства Это в значительной мере определяется технологическими возможностями комплексов оборудования, на которых они реализуются В качестве базового метода был принят метод получения непрерывнолитых деформированных заготовок (НЛДЗ) с применением литейно-ковочного модуля (ЛКМ) При всех своих преимуществах, отраженных в работах В В Одинокова, В В Стулова, Б И Проскурякова и др , данный технологический процесс обладает низкой устойчивостью, а комплекс оборудования для его реализации требует конструктивных доработок Это связано, прежде всего, с отсутствием адекватной математической модели процесса формирования НЛДЗ Нет четкого кинематического описания движения различных частей подвижного кристаллизатора и находящейся в нем НЛДЗ, что в конечном итоге приводит к аварийным режимам работы ЛКМ в целом Не выявлены основные факторы, оказывающие влияние на технологический процесс производства НЛДЗ и, как следствие, не определена последовательность действий и расчетов, необходимых для проектирования технологических операций и отдельных узлов конструкций ЛКМ

Повышение устойчивости технологического процесса изготовления НЛДЗ с применением ЛКМ за счет управления технологическими параметрами процесса, а также модернизация комплекса оборудования на основе их взаимосвязи позволит прогнозировать и управлять качеством НЛДЗ еще на стадиях проектирования технологического процесса их производства

Таким образом, актуальным направлением исследования является повышение качества НЛДЗ за счет управления технологическими параметрами процесса их формирования и совершенствования комплекса оборудования с целью увеличения его надежности и производительности

Целью работы является разработка технологии и исследование закономерностей формирования НЛДЗ на основе изучения влияния технологических режимов их изготовления, а также совершенствование комплекса оборудования для реализации устойчивого технологического процесса получения НЛДЗ из цветных и черных сплавов

Научная новизна обуславливается следующими положениями

- проведено теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния непрерывнолитых деформированных заготовок в процессе их изготовления (плоская задача),

- разработана математическая модель тепловых процессов, протекающих в литейно-ковочном модуле при изготовлении непрерывнолитых деформированных заготовок (пространственная задача),

- установлена связь диаграмм состояния заливаемых расплавов с основными технологическими параметрами процесса получения заготовок,

- установлены закономерности изменения температуры участков кристаллизатора литейно-ковочного модуля в зависимости от параметров предварительного, рабочего и установившегося его прогревов,

- разработана методика определения рациональных параметров устойчивого процесса формирования заготовок из различных типов сплавов

Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов диссертации основывается на использовании фундаментальных уравнений механики деформируемого твердого тела, уравнений математической физики, апробированного численного метода расчета, подтверждается соответствием теоретических результатов экспериментальным данным, полученным с помощью поверенного комплекса контрольно-измерительного оборудования

Практическая значимость Результаты, полученные в работе, позволили

- усовершенствовать конструкцию ЛКМ с горизонтальным расположением кристаллизатора и двухсторонним направлением выхода заготовки, в состав которой включены устройства, исключающие возникновение «застойных» зон расплава в центральной части кристаллизатора ЛКМ (патенты РФ № 2225772, 2225774), и систему гидравлической компенсации упругой деформации приводных валов ЛКМ (патент РФ № 2227082),

- усовершенствовать конструкцию привода подвижных стенок кристаллизатора ЛКМ вертикального типа, что позволило повысить надежность ЛКМ в целом,

- получить данные и провести анализ структуры и размерно-геометрической точности образцов НЛДЗ

Апробация работы Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на всероссийской научно-технической конференции «Российская школа по проблемам науки и технологий» (Миасс, 2002, 2003, 2006), международной научно-технической конференции «Современные проблемы металлургического производства» (Волгоград, 2002), международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов» (Хабаровск, 2002, 2006), XXVIII Дальневосточной школе-семинаре им академика Е В Золотова (Владивосток, 2003), всероссийской научно-технической конференции «Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения» (Комсомольск-на-Амуре, 2003, 2005), всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные вопросы механики», посвященной 70-летию со дня рождения акад В П Мясникова (Владивосток, 2006)

По теме диссертации опубликовано 28 работ и получено 6 патентов РФ Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы (147 наименований) и приложений Общий объем работы - 198 страниц, в том числе 96 рисунков и 8 таблиц, включенных в текст

Личный вклад автора В работах [1-6, 8-34] автор провел теоретические и экспериментальные исследования, разработал методики и устройства для проведения экспериментальных исследований, обработал полученные резуль-

таты, а также сформулировал выводы, принял участие в проектировании конструктивных устройств, повышающих устойчивость технологического процесса изготовления НЛДЗ и надежность ЛКМ Работа [7] выполнена автором лично В расчетах кинематики и проектировании конструкции ЛКМ большой вклад внес к т н Б И Проскуряков, в численных расчетах третьей главы диссертации принимал участие к ф -м н НС Ловизин, за что автор выражает им искреннюю благодарность

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении проанализированы технологические варианты изготовления НЛДЗ с применением ЛКМ Обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель и определены задачи, решаемые в диссертации, а также представлены основные положения, выносимые на защиту

В первой главе работы рассмотрены и описаны два варианта конструкции ЛКМ - с вертикальным (ЛКМВ) и с горизонтальным (ЛКМГ) расположением кристаллизатора Проведен анализ кинематической схемы ЛКМ двух типов, исходя из которого получены законы движения подвижных частей кристаллизатора и заготовки Выявлены особенности технологического процесса изготовления НЛДЗ, которые позволили определить требуемые условия теплообмена затвердевающего металла со стенками кристаллизатора

На рис 1 представлена схема ЛКМГ Он включает водоохлаждаемый кристаллизатор, состоящий из четырех частей двух боковых стенок 1, верхней и нижней стенок 5 Каждая из боковых стенок закреплена в суппорте 2 и приводится в движение двумя приводными эксцентриковыми валами 3 Валы 3 установлены в подшипниках верхней и нижней крышки 4, и их вращение происходит навстречу друг другу Верхняя и нижняя стенки 5 приводятся в движение (в горизонтальной плоскости) с помощью одной из пар приводных эксцентриковых валов 3 посредством эксцентриковых втулок 6 Верхняя и

нижняя стенки плотно прижимаются к боковым стенкам 1 нажимными уст ройствами 7, установленными в крышках 4 через плоский подшипник 8 с ша риками Боковые стенки 1 имеют наклонные и прямые участки Верхняя стенка 5 имеет окно для установки разливочного стакана Такое же окно имеет и верхняя крышка 4 Эксцентриковые валы имеют три участка Средний участок имеет эксцентриситет в] и приводит в движение боковые стенки 1 Верхний и нижний участки вала 3 имеют эксцентриситет е2 и приводят в движение стенки 5 через систему б (е, < ег) С правой стороны суппорты 2 крепятся на эксцентриковых валах 3 с помощью устройства, позволяющего перемещаться суппорту 2 относительно осей валов 3 по подшипникам скольжения Работа устройства осуществляется следующим образом При установившейся работе жидкий металл через разливочный стакан, установленный в окнах крышки 4 и верхней стенки 5, заливается в сборный кристаллизатор, образующий бункер, где происходит кристаллизация металла При вращении приводных эксцентриковых валов боковые стенки кристаллизатора совершают навстречу друг другу сложное движение в горизонтальной плоскости по замкнутой траектории Это движение определяется величиной эксцентриков, их ориентацией относительно друг друга и направлением вращения валов в каждой боковой стенке Такое движение боковых стенок способствует деформации закристаллизовавшегося металла и попеременную выдачу заготовки Верхняя и нижняя стенки кристаллизатора, связанные только с эксцентриковыми валами, совершают в процессе вращения валов 3 возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости, способствуя попеременному продвижению закристаллизовавшегося металла (самоподачу) выхода заготовки Движение стенок 5 осуществляется через эксцентрики 10, расположенные на крайних участках валов 3 Они повернуты относительно эксцентрика среднего участка 9, на котором крепится суппорт 1, на 90° Для предотвращения размывания нижней стенки кристаллизатора она выполняется со вставкой 11 из жаропрочного материала

Вторая глава диссертации посвящена теоретическому исследованию процесса деформирования НЛДЗ на JIKM вертикального типа Рассмотрены инженерная и математическая постановка задачи, а также приведены результаты решения

Рассмотрен сложный процесс кристаллизации металла при одновременной его деформации Конфигурация области деформирования определяется геометрическими параметрами ЛКМ (рис 2) Процесс деформирования НЛДЗ цикличный, причем каждый боек кристаллизатора приводится в движение от двух эксцентриковых валов При одном повороте валов контакт бойка с НЛДЗ осуществляется только на половине цикла 180° В дальнейшем бойки расходятся, и происходит перемещение НЛДЗ вдоль оси кристаллизатора за счет боковых стенок, которые работают в противофазе с основными бойками

а б

Рис 2 Схема деформации металла на литейно-ковочном модуле а -общая схема процесса 1 - жидкий металл, 2 - закристаллизовавшийся металл, 3 - боек, б - формализованная расчетная схема, в - схема разбиения области на зоны ортогональной конфигурации

Рассматривалась задача о плоской упругопластической деформации двухкомпонентной области (и3 =0, ст23 = о13 = 0) Область деформирования

(рис 2, б) состоит из зон I, II, III, IV, V - пластической деформации закристаллизовавшегося металла, и зон VI, VII, VIII - упругой деформации бойков Ступенчатый характер бойка (поверхности S3, S4, S5, S6, S10, Si3, S14) отражает пазы его стыковки с суппортом, крепящимся на эксцентриковом вале Штриховкой обозначены поверхности контакта бойка с суппортом Толщина затвердевающей корочки до смыкания определялась из решения уравнения межфазового перехода с учетом того, что температура в твердой фазе изменяется по линейному закону, а градиент температуры в жидкой фазе равен нулю Процесс деформирования рассматривался по шагам в 30° при повороте эксцентрикового вала от 0° до 150° с учетом накопления деформаций Геомет-

рия области изменялась по мере обжатия корочки затвердевающего расплава Используя эйлерову систему координат, записывалась система уравнений на малом шаге перемещения бойка кристаллизатора

/ , ,40,5 Гог, Т < т,

в-е„, г-(2.А) .Т = |т(_в>н)тгт_,

~ г/ \ ГЗкст, Т<т.

где в - модуль сдвига, МПа, ё - накопленная пластическая деформация к моменту расчетного шага, к - коэффициент объемного сжатия, МПа"1, а-гидростатическое давление, МПа, 0- температура, °С, т - предел текучести при сдвиге, МПа, Н - интенсивность скоростей деформаций сдвига, с"1, Т -интенсивность касательных напряжений, МПа, Г- интенсивность сдвиговых деформаций

Температурное поле в двухкомпонентной области определялось из решения уравнений теплопроводности

В теле бойка при установившемся тепловом режиме уравнение теплопроводности имеет вид

ох, дк2

В деформируемом металле

дв , — = а дт

д2в д2в

ах^ +8Х22)' (^

где а* - коэффициент температуропроводности, м2/с

Для решения уравнения теплопроводности использовался апробированный численный метод, разработанный В И Одиноковым Исследуемая область разбивалась на конечное число элементов Для каждого элемента в плоском случае записывалось уравнение теплопроводности в разностном виде Начальное приближение в пластической области находилось из условия стационарности распределения температур в движущейся среде Для движущейся среды при х 3 = 0 имеем

сШ . Л7 дв „ 39

— = 8 + %-+ У2-,

<1т Эх, Эх2

где V,, У2 - компоненты вектора скорости материальной точки, м/с

Яй ДА

Учитывая, что у «V

дх} дх2

режиме 0 = 0, получим d0 6к - 0;

Ах2 vvw

и что в стационарном

с1т Дтк

где Дтк- время прохождения материальной точки через элемент к, 0к— температура в к-том элементе в конце временного шага Дтк, 02 - температура в элементе, следующем за элементом «к» в направлении х2 Таким образом, начальное приближение в пластической области определялось из уравнения

Дт,,

д2в д2в + •

9xj дх

(4)

2 /

С учетом симметрии рассматривалась половина области деформации (рис 2, б), граничные условия для системы (1) принимают вид U[|s =0, u,|s =-R.[cosa-cos(oc +Да)], 1 = 3,5,6,

u2|s =2Rcos(a+-y-jsin^p 1 = 12,13,14,

i _ f Да4) Да u.L =-2Rsin а-ун--sin-,

lls'° l, 2 J 2

2|s,

J21|S,

: -R cos^a - y = 0, 1 = 4,12,

Да ^ Да - sin-.

2 J 2 '

U1 _n=0' MXi=0

= 0, i = B,ll,

(5)

^22 |Sj =ü2l|Si =0,

1=2,7, <^=0, 1=1Л5,6,

а12| =0, 0| = 1450°С , 0|8 =20°С, 1 = 3,4,5,6, 10,11,12,13, 14,

где R — радиус эксцентрика, Да - угол поворота эксцентрика при одном временном шаге, а — угол, определяющий местоположение эксцентрика на момент времени т

На поверхностях 83, Б4, 85, 86, 810, 812, 813, 814 предусматривалась возможность отхода металла НЛДЗ от бойка кристаллизатора, те решалась контактная задача На поверхности контакта корочки затвердевающего металла с бойком (89) принималось скольжение Закон трения на этой поверхности задавался в виде

cos(n,,x,),

(6)

где УС!! - скорость скольжения металла НЛДЗ относительно бойка кристаллизатора, м/с, V*— скорость вращения приводного вала, с"1, п1 - нормаль к по-

верхности контакта металла НЛДЗ с бойком кристаллизатора по координате х, , у ■ коэффициент трения

Для решения системы (1) с граничными условиями (5) также использовался численный метод, разработанный В И Одиноковым, при этом дифференциальные соотношения представлялись в конечно-разностном виде Вся область деформирования (рис 2,6)- корочка и боек - разбивается на ортогональные элементы, причем в различных зонах для удобства описания геометрии приняты различные системы координат (рис 2, е)

В I, VI и VIII — прямоугольная, во II, III, IV - биполярная, в V и VII -полярная системы координат Конечно-разностные соотношения записываются через значения напряжений и перемещений на гранях ортогональных элементов В системе уравнений (1) в зонах пластических деформаций (в корочке затвердевающего металла) использована модель изотропно упрочняющейся среды

Здесь а,, а2, а3, Ь0 — коэффициенты, зависящие от марки заливаемого сплава, для стали СтЗ = 82 МПа, а2 = 33,8 МПа, а3 = 2,19, Ь0 = 0,406, Ат — время одного шага, 0 0 = 1000°С

Результатом решения задачи являлось напряженно-деформированное состояние в области деформирования При исследовании процесса рассматривались варианты с разной конечной толщиной полосы 5 = {1,2,4} мм при постоянном параметре R = 5 мм На рис 3 приведены соответственно эпюры перемещений и напряжений для случая 6 = 4 мм Эпюры приведены только в области значительных деформаций, когда корочки затвердевающей НЛДЗ сомкнулись В другой части области, как видно из эпюр, идет стремительное затухание напряжений Результаты решения приведены по шагам I, III, V

Из эпюр напряжений на рис 3, б видно, что в корочке затвердевающего металла отсутствуют растягивающие напряжения, что способствует формированию плотной, бездефектной структуры металла По эпюре касательных напряжений «-с» на границе «корочка затвердевающей НЛДЗ - боек кристаллизатора» можно судить о положении нейтрального сечения Для сравнения был проведен расчет для случая двух приводных нижних валов Из его анализа был сделан вывод о том, что работа ЛКМ с четырьмя приводными валами предпочтительнее с точки зрения распределения усилий в конструкции бойков, и, как следствие, способствует повышению надежности ЛКМ в целом Решение тепловой задачи (4) позволило учесть температурные деформации бойков кристаллизатора и тем самым предопределило возможность выбора материалов бойков кристаллизатора в зависимости от типа заливаемого

(7)

Рис 3 Эпюры перемещений (а) и напряжений (б) для процесса формирования непрерывнолитых деформированных заготовок для случая 5 = 4 мм цифрами обозначены наибольшие числовые значения нормальных напряжений сг,, и о„

расплава еще на стадии проектирования технологического процесса изготовления НЛДЗ

Третья глава посвящена математическому моделированию тепловых процессов, протекающих в ЛКМ при изготовлении НЛДЗ

В виду симметрии области, в которой протекает данный процесс, относительно плоскостей \|Х2 и х,хз, рассматривается одна четвертая ее часть (рис 4) Исследуемая область включает в себя зону расплавленного металла 1, зону затвердевшего металла 2, а также водоохлаждаемые стенки кристаллизатора 3 и 4 Поскольку процесс цикличный, то геометрические размеры зоны 2 будут меняться с поворотом эксцентрикового вала Когда эксцентрик находится в положении т 1 (рис 4, а), соответствующем начальному положению, то т I _ Ьр - Ь, - е (1 + созу) /оч

Рис 4 Расчетная схема процесса формирования заготовки

где у - угол наклона бойков 3 к плоскости симметрии, е - величина эксцентрика привода стенок 3, м, hQ- половина ширины окна кристаллизатора (постоянная величина), м, 2 h, - текущая величина раскрытия стенок 3, м При повороте эксцентрика на угол а отт 1 к т 2, имеем

L =ho~h'-e 0 + c°s(a-Y))> h]=h-e (,TCos(a-y)); (9)

° sin y

где 2 h¡~ - конечная высота выходящей заготовки, м

Длина участка заготовки, поступающего в калибрующий участок 1к, также зависит от угла поворота эксцентрика

о ^ а

2 е sin —

=-(10)

sin у

Температурное поле трехкомпонентной области описывается системой уравнений теплопроводности

Считается, что температура в инструменте (стенки 3 и 4) не зависит от времени, то есть рассматривается установившийся процесс Тогда в теле стенок 3,4 уравнение теплопроводности имеет вид

= 0 (П)

Эх, дкг йХз

В деформируемом металле (зоны 1 и 2 на рис 4, а) выполняется усло-

вие

99 д ( . 50 — =— а — Эг Эх, ^ Эх,

^ = '. эе

э

+— Эх2

а

Эх2У

Э

+— ЭХз

а — | (12)

. 5хз,

Для решения уравнения теплопроводности при наличии граничных условий применялся тот же численный метод, что и для решении аналогичной задачи в главе 2 С использованием данной математической модели был произведен расчет поля температур заготовки, получаемой из стали Ст 3, и инструмента (стенок кристаллизатора)

При решения задачи рассматривались два варианта системы охлаждения кристаллизатора ЛКМ В первом варианте охлаждались все стенки кристаллизатора (стенки 3 и 4), во втором варианте - охлаждались только бойки (стенки 3) Для оценки влияния способа охлаждения бойка на температурный режим получаемой заготовки был промоделирован процесс его охлаждения с помощью одного канала прямоугольного поперечного сечения с размерами 20 X 5мм и двух каналов с размерами поперечного сечения 5 X 5мм Задача решалась при различных геометрических соотношениях кристаллизатора ЛКМ

На рис 5 и рис 7 представлены результаты решения для первого и второго вариантов охлаждения кристаллизатора ЛКМ в виде изолиний температур в плоскости симметрии \,х3, в середине рассматриваемой области и вблизи поверхности бойка (инструмента) на 5-ом шаге поворота эксцентрикового вала Этот шаг соответствует значению угла поворота а , равному 150° (окончание цикла обжатия НЛДЗ) Расчеты проводили при следующих геометрических параметрах Ь0=25мм, hj1 =7,5мм, у =71/18

Для первого варианта охлаждения кристаллизатора температурные поля в центральной части заготовки (рис 5 а) и в середине рассматриваемой области (рис 5, б) остаются практически неизменными по сравнению с предыдущими фазами цикла обжатия заготовки

Распределение температуры вблизи поверхности бойка (рис 5 в) изменяется, увеличивается градиент температуры по высоте заготовки, который достигает 1000°С Максимальная температура, которая соответствует верхней части кристаллизатора (зона подвода расплава), равна 1400°С Минимальная температура, которая соответствует нижней части кристаллизатора (зона калибрования), равна 400°С Снижение температуры до 400°С объясняется близостью каналов охлаждения бойков и стенок к рассматриваемому сечению Как видно из результатов, несмотря на то, что геометрия области значительно изменяется, распределение температур по шагам мало отличается друг от

О 17.84 35.68 53.52 71 5Й е93 107.04 124.07 1« 71 16С.11 178.35 196.23 ЛШ

б;

О 17.9 55 В1 53 71 71Я 89.53 107 43 12533 143,24 161 14 179.05 19695 Х' М**

О 1757 3554 53 91 71.6Ё 89 8* 107 81 125 78 143 75 16X72 179.69 197.66 X/, ММ

Рис 5 Распределение значений температурных полей (°С) кристаллизатора ЛКМ при угле поворота эксцентрикового вала а=5л/6 в сечении а) - по плоскости симметрии х^з, б) - в середине рассматриваемой области, в) -вблизи поверхности бойка

друга Это можно объяснить малостью интервала времени от 1-го до 5-го шага, который составляет 0,3с На рис 6 схематично представлена конфигурация жидкой фазы в закристаллизовавшемся металле в конце цикла обжатия заготовки

Рис 6 Конфигурация жидкой фазы (1) в закристаллизовавшемся металле (2)

ИМ ЭЗМ ЯЛ 7136 69.2 107-0+ ШЯ7 142 71 1М17830 1*5:33 Х> ММ

15 35.81 53 71 71 63 89.52 10743 125.33 143.24 161 14 179 05 156Л5 х! ММ

Рис 7 Распределение значений температурных полей (°С) кристаллизатора ЛКМ при угле поворота эксцентрикового вала а=5п/6 в сечении а) — по плоскости симметрии Х1Х3, б) - в середине рассматриваемой области, в) - вблизи поверхности бойка

На рис 6 видно, что жидкая фаза имеет форму изолированной по боковой поверхности лунки Глубина проникновения жидкой фазы не превышает 0,35 высоты кристаллизатора Толщины корочек затвердевшего металла на внутренней поверхности в верхней части кристаллизатора значительны и составляют 0,15-0,2 толщины заготовки Очевидно, что при такой конфигурации и соотношении количества жидкой и твердой фаз значительно повышаются усилия, которые необходимы для деформации заготовки в конце цикла ее обжатия Это приводит к дополнительной нагрузке на приводные валы ЛКМ Для второго варианта охлаждения кристаллизатора температурные поля в центральной части заготовки (рис 7, а) ив вблизи поверхности бойка (рис 7, в) остаются практически неизменными по сравнению с предыдущими фазами цикла обжатия заготовки Распределение температуры изменяется в середине рассматриваемой области (рис 7, б), уменьшается температура в зоне калибрования заготовки до 700°С

При этом максимальная температура, которая соответствует верхней части кристаллизатора (зона подвода расплава), равна 1500°С

Анализ температурных полей различных сечений заготовки, которая формируется в кристаллизаторе ЛКМ, позволяет утверждать, что наиболее

III II -16-I 1 II ш

ч- 1 1 1 • ' ( -ь

__ -+ 1 1 1 \ 3 -1-

Рис 8 Схема расположения участков кристаллизатора I - участок пассивного охлаждения, II - участок активно-пассивного охлаждения, III - участок активного охлаждения, 1 - водоохлаждаемые бойки парных боковых стенок, 2 - суппорты парных боковых стенок, 3 - водоохлаждаемые контуры верхней и нижней горизонтальных стенок

рациональными условиями ее изготовления являются условия, при которых охлаждаются только бойки кристаллизатора

В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования процесса формирования НЛДЗ из цветных сплавов на ЛКМГ Исходя из конструктивно-технологических особенностей горизонтального составного кристаллизатора, его условно разделили на три основных участка, отличающихся различными условиями теплообмена затвердевающего металла со стенками кристаллизатора (рис 8)

Для исследования процессов формирования НЛДЗ определяли тепловые режимы работы кристаллизатора на трех основных этапах 1 — этап предварительного прогрева (распределение температур по участкам кристаллизатора перед заполнением его металлом), 2 — этап рабочего прогрева (распределение температур по участкам кристаллизатора с момента его заполнения металлом и до момента выхода кристаллизатора на установившийся режим при непрерывной разливке металла заданной температуры), 3 — этап установившегося прогрева (распределение температур по участкам кристаллизатора при установившемся режиме разливки металла заданной температуры и заданном цикле работы ЛКМГ) Для определения взаимного влияния технологических параметров предварительного прогрева различных участков кристаллизатора на его температуру был реализован полный факторный эксперимент типа 2х для двух независимых переменных, в качестве которых были выбраны температура пламени горелки для предварительного прогрева кристаллизатора и номинальное давление в системе охлаждения кристаллизатора Откликом являлась температура участков кристаллизатора После обработки результатов эксперимента были получены уравнения регрессии, описывающие температуру на различных участках кристаллизатора

Исходя из проведенных исследований рабочего прогрева кристаллизатора, был сделан вывод, что его продолжительность, определяемая из условия требуемого распределения температур по участкам кристаллизатора, описывается неравенством

ТШ<Т <ти1

(13)

сплава 1-го и 11-го участков кристаллизатора, мин,; т™ - продолжительность затвердевания металла в Ш-м участке кристаллизатора, мин.; т^ - продолжительность рабочего прогрева, мин.

Пятая глава посвящена исследованию структуры и свойств образцов НЛДЗ, изготовленных из цветных и железоуглеродистых сплавов. На рис. 9 представлен внешний вид образцов НЛДЗ из медного и железоуглеродистого сплава. Структуру образцов НЛДЗ сравнивали со структурой образцов заготовок, полученных методом литья в металлическую форму (кокиль). Тепловые ycnc.avi» изготовления литых образцов (тест-обра!цоа), а также их конструктивные и геометрические параметры были аналогичны параметрам изготовления НЛДЗ. При исследовании микроструктуры тест-образцов выявлено, что из-за наличия примесей в технической меди кристаллизация металла образцов происходит, как кристаллизация некоторого сплава (рис. 10, а).

Металл образца имеет раз нозерн истую структуру, присутствуют зерна (кристаллиты) с размером хорд от 0,057мм до 0,54мм и единичные зерна с размерами хорд до 0.87мм,

В микроструктуре образцов НЛДЗ так же наблюдаются две структурные составляющие — твердый раствор меди с растворяющимися в ней примесями, закристаллизовавшийся в виде мелких зерен, и легкоплавкая эвтектика, которая располагается и по границам зерен и в виде скоалвизировавшихся участков (рис. 10, б). Металл имеет однородную по размеру зерна структуру с размерами хорд 0,019-0,026мм. Железоуглеродистый сплав по химическому составу соответствовал углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества марки Ст.З ГОСТ 380-94, При анализе макроструктуры образцов выявлено, что в структуре тест-образцов имеются крупные газовые поры размером до 15*3мм и шлаковые включения размером до 3* 1,5мм. В макроструктуре образца НЛДЗ шлаковых включений и газовых пор не обнаружено. Микроструктуру образцов исследовали в двух сечениях — продольном (осе-

Рис. Я. Внешний вид образцов НЛДЗ из медного (а) и железоуглеродистого (б) сплавов.

Рис, 10. Микроструктура медных образцов.

вом) и поперечном. В поперечной сечении тест-образца наблюдаются крупные зерна, которые оторочены ферритной составляющей (рис. 11, а). В структуре присутствуют зерна с размером хорд от 0,0575мм до 3,91мм. В продольном сечении тест-образца присутствуют зерна с размером хорд от 0,0575мм до 2,024мм.

Микроструктура образцов НЛДЗ в продольном и поперечном сечениях практически не отличается и имеет более мелкое зерно и более однородную микроструктуру с равномерным распределением ферритных и перлитных составляющих по сравнению со структурой тест-образца {рис. 11, б). Размер зерна имеет средний условным диаметр от 0,0138мм до 0,0267мм. При исследовании микротвердости образцов установлено, что числа микротвердости для образцов НЛДЗ изменяются по сравнению с тест-образцами: для ферритной составляющей со ! 07 ло 85,1; для перлитной составляющей со 154до210;для ферритно-перлитной составляющей с 183 до 118. Числа микротвердости перлитной зоны в поверхностном слое образца НЛДЗ составили 257 - 362.

Размерно-геометрическую точность образцов НЛДЗ типа полосы размерами 60х 18мм (для стальных образцов) и 30*6мм (для медных образцов), оценивали по отклонениям ее толщины от номинальных размеров оснастки. В качестве номинального размера оснастки был выбран размер калибрующей части подвижного кристаллизатора ЛКМ, Измерения производили вдоль осевой линии заготовки с шагом измерений в 20мм.

8.мкм

Рис, 11. Микроструктура стальных образцов.

Количество точек измерений составляло не менее 20 по одному образцу После статистической обработки результатов измерений среднее абсолютное отклонение от номинального размера составило 0,11мм (для медных образцов) и 0,18мм (для стальных образцов) при доверительной вероятности 0,95 Это отклонение соответствует 3 классу точности по ГОСТ 26645-85 и является характерным для заготовок аналогичного типоразмера, которые изготавливаются специальными способами литья (литье под давлением, жидкая штамповка)

В шестой главе рассматриваются оригинальные технические решения, связанные с модернизацией конструкции ЛКМ Проведенные теоретические и экспериментальные исследования выявили ряд конструктивных и технологических несовершенств ЛКМ В данной главе представлены результаты по модернизации ЛКМ, которые позволили снизить или исключить влияние указанных несовершенств на качество получаемых НЛДЗ и повысить надежность работы ЛКМ в целом Оригинальность принятых технических решений подтверждена наличием патентов РФ (патенты РФ № 2225770, № 2225771, № 2225772, № 2225773, № 2225774 и № 2227082), а также дипломом I степени (с вручением медали) выставки-конгресса «Высокие технологии Инновации Инвестиции» (г Санкт-Петербург, 2003) и дипломом Всероссийского выставочного центра (диплом № 422 от 12 08 2004 г )

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1 Проведено теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния непрерывнолитых деформированных заготовок в процессе их изготовления (плоская задача) Результаты расчетов легли в основу выбора оптимальной кинематической схемы ЛКМ, а также выбора основных физико-механических характеристик материалов для изготовления кристаллизатора ЛКМ Они предопределили ряд усовершенствований для модернизации ЛКМ

2 Разработана математическая модель тепловых процессов, протекающих в лигейно-ковочном модуле при изготовлении непрерывнолитых деформированных заготовок (пространственная задача) Анализ температурных полей различных сечений формирующейся в кристаллизаторе ЛКМ заготовки позволяет утверждать, что наиболее рациональными условиями ее изготовления являются условия, при которых охлаждаются только бойки кристаллизатора

3 На основе анализа диаграмм состояния заливаемых сплавов предложены расчетные зависимости для определения температур различных участков кристаллизатора при его рабочем прогреве

4 Установлена зависимость температур участков кристаллизатора при установившемся прогреве от основных технологических параметров процесса

5 Разработан алгоритм выбора рациональных параметров для реализации устойчивого технологического процесса изготовления НЛДЗ

6 Произведен расчет кинематики подвижных частей кристаллизатора ЛКМ и деформируемой заготовки, результаты которого позволили установить режимы непрерывности процесса изготовления НЛДЗ, а также определить основные геометрические соотношения кристаллизатора ЛКМ

7 Получены данные и проведен анализ структуры НЛДЗ Установлено, что микроструктура образцов НЛДЗ имеет более мелкое и равномерно распределенное по всем сечениям зерно по сравнению со структурой тест-образцов Значения чисел микротвердости образцов НЛДЗ выше, чем у тест-образцов

8 Получены данные и проведен анализ размерно-геометрической точности образцов НЛДЗ Установлено, что отклонения линейных размеров образцов НЛДЗ из цветных и черных сплавов не превышают 3-го класса точности по ГОСТ 26645-85

9 В ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований были найдены оригинальные технические решения по модернизации ЛКМ, что подтверждается полученными патентами РФ № 2225770, № 2225771, № 2225772, № 2225773, № 2225774 и № 2227082

10 Разработанный комплекс технологического оборудования принимал участие на международных и всероссийских выставках и был награжден дипломом I степени (с вручением медали) выставки-конгресса «Высокие технологии Инновации Инвестиции» (Санкт-Петербург, 2003) и дипломом Всероссийского выставочного центра (Москва, 2004)

ПУБЛИКАЦИИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1 Одиноков В И, Проскуряков Б И, Черномас В В Теоретическое и экспериментальное исследование непрерывного процесса кристаллизации металла при одновременном его деформировании М «Наука», 2006 111 с

2 Одиноков В И, Черномас В В , Зайцев А В , Соболев М Б Получение непрерывнолитых деформированных заготовок с использованием литейно-ковочного модуля // Проблемы машиностроения и надежности машин 2004 №3 С 82-84

3 Одиноков В И, Черномас В В , Зайцев А В , Соболев М Б Связь диаграмм состояния заливаемых в кристаллизатор сплавов с его тепловыми режимами // Проблемы машиностроения и надежности машин 2004 № 6 С 3742

4 Одиноков В И, Черномас В В , Зайцев А В , Соболев М Б Производство длинномерных заготовок с использованием литейно-ковочного модуля // Кузнечно-штамповочное производство Обработка материалов давлением 2004 № 11 С 37-39

5 Одиноков В И, Проскуряков Б И , Черномас В В Математическое моделирование процесса получения непрерывнолитой деформированной заготовки на литейно-ковочном модуле // Металлы 2006 № 1 С 25-30

6 Odinokov V V , Proskurykov В I, Chemomas V V Mathematical simulation of the production of a continuously cast deformed billet in a casting-forging module // Russian Metallurgy (Metally) Vol 2006 No 1 P 20-24

7 Черномас В В Структура и размерно-геометрическая точность стальных непрерывнолитых деформированных заготовок // Кузнечно-штамповоч-ное производство Обработка материалов давлением 2007 №3 С 16-19

8 Черномас В В , Коломин В А О формировании непрерывнолитых деформированных заготовок в литейно-ковочном модуле // Металлургия машиностроения 2006 №4 С 35-36

9 Черномас В В , Коломин В А Температурные поля кристаллизатора ли-тейно-ковочного модуля // Металлургия машиностроения 2006 № 4 С 37-39

10 Одиноков В И, Черномас В В Получение непрерывнолитых деформированных заготовок с использованием литейно-ковочного модуля // XXII Российская школа по проблемам науки и технологий Материалы всероссийской научно-технической конференции Миасс МНУЦ, 2002 С 64

11 Одиноков В И , Черномас В В Получение непрерывнолитых деформированных заготовок с использованием литейно-ковочного модуля // XXII Российская школа по проблемам науки и технологий Сб кратких сообщений всероссийской научно-технической конференции Екатеринбург УрО РАН, 2002 С 64-67

12 Одиноков В И , Черномас В В , Зайцев А В , Соболев М Б Исследование температурных полей горизонтального составного кристаллизатора литейно-ковочного модуля // Современные проблемы металлургического производства Материалы междунар научно-технической конференции Волгоград ВГТУ, 2002 С 93-94

13 Одиноков В И, Черномас В В , Зайцев А В , Соболев М Б Исследование теплового режима горизонтального литейно-ковочного модуля // Принципы и процессы создания неорганических материалов Вторые Самсоновские чтения Материалы международного симпозиума Хабаровск ХНЦ ДВО РАН, 2002 С 27-28

14 Черномас В В , Зайцев А В , Соболев М Б Тепловые участки кристаллизатора литейно-ковочного модуля горизонтального типа // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения Сб докладов второй всероссийской конференции Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2003 С 134-135

15 Черномас В В , Зайцев А В , Соболев М Б Исследование тепловых режимов при предварительном прогреве кристаллизатора литейно-ковочного модуля горизонтального типа // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения Сб докладов второй всероссийской конференции Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2003 С 136144

16 Черномас В В , Зайцев А В , Соболев М Б Исследование тепловых режимов при рабочем прогреве кристаллизатора // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения Сб докладов вто-

рой всероссийской конференции Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2003 С 145-152

17 Проскуряков Б И, Черномас В В , Зайцев А В , Соболев M Б Кинематика установки литейно-ковочного модуля горизонтального типа // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения Сб докладов второй всероссийской конференции Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2003 С 158-163

18 Проскуряков Б И, Черномас В В , Зайцев А В , Соболев M Б Кинематика подвижной системы литейно-ковочного модуля горизонтального типа // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения Сб докладов второй всероссийской конференции Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2003 С 163-165

19 Одиноков В И, Черномас В В , Зайцев А В , Соболев M Б Исследование тепловых режимов при рабочем прогреве кристаллизатора // XXIII Российская школа по проблемам науки и технологии Краткие сообщения Екатеринбург УрО РАН, 2003 С 251-253

20 Одиноков В И, Проскуряков Б И, Черномас В В Теоретическое исследование процесса формирования непрерывнолитых деформированных заготовок на литейно-ковочном модуле вертикального типа // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения Сб докладов третьей всероссийской конференции Владивосток-Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2005 С 103-109

21 Одиноков В И, Проскуряков Б И, Черномас В В Разработка конструкции и описание работы литейно-ковочного модуля горизонтального типа с двухсторонним выходом заготовки // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения Сб докладов третьей всероссийской конференции Владивосток-Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2005 С 110-112

22 Одиноков В И, Проскуряков Б И, Черномас В В Экспериментальное исследование процесса формирования непрерывнолитых деформированных заготовок из цветных сплавов на литейно-ковочном модуле // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения докладов третьей всероссийской конференции Владивосток-Комсомольск-на-Амуре ИМиМ ДВО РАН, 2005 С 113-119

23 Одиноков В И, Черномас В В , Коломин В А Моделирование процесса получения непрерывной деформированной заготовки на литейно-ковочном модуле // Принципы и процессы создания неорганических материалов Третьи Самсоновские чтения Материалы международного симпозиума Хабаровск Тихоокеан гос ун-т, 2006 С 70-72

24 Одиноков В И, Черномас В В Определение оптимальных параметров процесса формирования непрерывнолитых деформированных заготовок из цветных сплавов // Принципы и процессы создания неорганических материалов Третьи Самсоновские чтения Материалы международного симпозиума Хабаровск Тихоокеан гос ун-т, 2006 С 90-91

25 Одинокое В И, Черномас В В , Ловизин Н С, Коломин В А Расчет температурных полей процесса затвердевания заготовки в литейно-ковочном модуле // XXVI Российская школа по проблемам науки и технологии Сб кратких сообщений Екатеринбург УрО РАН, 2006 С 104-107

26 Черномас В В , Коломин В А Определение оптимальных параметров процесса формирования непрерывнолитых деформированных заготовок из цветных сплавов // XXVI Российская школа по проблемам науки и технологии. Сб кратких сообщений Екатеринбург УрО РАН, 2006 С 107-110

27 Черномас В В , Коломин В А Определение технологических параметров процесса формирования непрерывнолитых деформированных заготовок // Фундаментальные и прикладные вопросы механики Материалы всероссийской конференции, посвященной 70-летию со дня рождения акад В П Мясни-кова Владивосток НАЛУ ДВО РАН, 2006 С 110-111

28 Одинокое В И, Проскуряков Б И, Черномас В В Повышение надежности литейно-ковочного модуля // Фундаментальные и прикладные вопросы механики Материалы всероссийской конференции, посвященной 70-летию со дня рождения акад В П Мясникова Владивосток ИАПУ ДВО РАН, 2006 С 79-81

29 Патент РФ № 2225770 Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В И, Черномас В В , Проскуряков Б И Опубл 20 03 04 Бюл № 8

30 Патент РФ № 2225771 Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В И, Черномас В В, Проскуряков Б И Опубл 20 03.04 Бюл № 8

31 Патент РФ № 2225772 Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В И, Черномас В В , Проскуряков Б И Опубл 20.03.04 Бюл № 8

32. Патент РФ № 2225773 Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В И, Черномас В В , Проскуряков Б И Опубл 20 03.04 Бюл № 8

33 Патент РФ № 2225774 Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В И, Черномас В В , Проскуряков Б И, Зайцев А В Опубл 20 03 04 Бюл № 8

34 Патент РФ № 2227082 Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В И, Проскуряков Б И, Черномас В В , Соболев М Б, Зайцев А В Опубл 20 04 04 Бюл № 9

Черномас Вадим Владимирович

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЬШНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК НА ЛИТЕЙНО-КОВОЧНОМ МОДУЛЕ

Автореферат

Подписано в печать 10 июля 2007 г Уел п л 1,2 Уч-изд л 1,05 Формат 60*84/24 _Тираж 100 экз_Заказ 93_

Издано в ИМиМ ДВО РАН Комсомольск-на-Амуре, ул Металлургов, 1

Отпечатано участком оперативной печати ИМиМ ДВО РАН Комсомольск-на-Амуре, ул Металлургов, 1

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЛИТЕЙНО-КОВОЧНОГО МОДУЛЯ.

1.1. Конструкция и принцип работы литейно-ковочного модуля.

1.2. Особенности кинематической схемы литейно-ковочного модуля.

1.3 Технологические особенности процесса получения непрерывнолитых деформированных заготовок с использованием литейно-ковочного модуля.

1.4. Выводы.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК НА ЛИТЕЙНО-КОВОЧНОМ МОДУЛЕ (ПЛОСКАЯ ЗАДАЧА).

2.1. Описание процесса и постановка задачи.

2.2. Результаты численного моделирования и их анализ.

2.3. Определение величины твердой фазы в кристаллизаторе переменного сечения.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ЛИТЕЙНО-КОВОЧНОМ МОДУЛЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ

ЗАГОТОВОК (ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ЗАДАЧА).

3.1.Описание процесса и постановка задачи.

3.2. Алгоритм решения задачи.

3.3.Результаты численного моделирования.

3.4.Вывод ы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ

ЗАГОТОВОК НА ЛИТЕЙНО-КОВОЧНОМ МОДУЛЕ.

4Л. Исследование технологических режимов предварительного прогрева кристаллизатора литейно-ковочного модуля.

4.2. Исследование технологических режимов рабочего прогрева кристаллизатора литейно-ковочного модуля.

4.3. Исследование технологических режимов установившегося прогрева кристаллизатора литейно-ковочного модуля.

4.4. Определение рациональных параметров процесса формирования непрерывнолитых деформированных заготовок.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК.

5.1. Структура и свойства непрерывнолитых деформированных заготовок из алюминиевых сплавов.

5.2. Структура и свойства непрерывнолитых деформированных заготовок из медных сплавов.

5.3. Структура и свойства непрерывнолитых деформированных заготовок из железоуглеродистых сплавов.

5.4. Выводы.

ГЛАВА 6. МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ЛИТЕЙНО

КОВОЧНОГО МОДУЛЯ.

6.1. Разработка устройства гидравлической компенсации упругой деформации приводных валов литейно-ковочного модул.

6.2. Разработка устройства для поддержания расплава в твердо-жидком состоянии.

6.3. Разработка конструкции верхней и нижней плит кристаллизатора литейно-ковочного модуля.

6.4. Разработка конструкции разъемного суппорта кристаллизатора литейно-ковочного модуля.

6.5. Разработка устройства для непрерывного литья и деформации заготовок.

6.6. Разработка конструкции верхней и нижней плит ЛКМГ.

6.7. Разработка конструкции привода боковых стенок кристаллизатора ЛКМВ.

6.8. Разработка конструкции подвижных стенок кристаллизатора ЛКМ.

6.9. Разработка конструкции привода стенок кристаллизатора ЛКМГ.

Повышение требований к продукции машиностроения вызывает необходимость решения проблемы качества заготовок и устойчивости технологических процессов их производства, что в значительной мере определяется технологическими возможностями и особенностями комплексов оборудования, на которых они реализуются.

Метод получения непрерывнолитых деформированных заготовок (НЛДЗ) с применением ЛКМ, разработанный В.И. Одиноковым [1, 2], существенно отличается от прочих технологических процессов изготовления и устройств непрерывного формообразования заготовок и металлоизделий. Преимуществом технологического процесса изготовления НЛДЗ с применением ЛКМ является то, что формообразование наружной поверхности и внутренней структуры заготовки из разливаемого в устройство расплава происходит под воздействием внешних сил, создаваемых подвижными поверхностями кристаллизатора.

Проведенные В.И. Одиноковым, В.В. Стуловым, Б.И. Проскуряковым, А.Р. Войновым и др. исследования процесса изготовления НЛДЗ на ЛКМ показывают, что на данный процесс оказывает влияние несколько групп факторов. Прежде всего, это тепловые условия формирования НЛДЗ и распределение температур в самом кристаллизаторе ЛКМ. В работах [3-18] представлены результаты теоретического и экспериментального исследования тепловых режимов работы кристаллизатора при изготовлении НЛДЗ различных конфигураций поперечных сечений из цветных сплавов. Решена плоская задача с использованием классических уравнений теплопроводности. Однако полученные решения не совсем адекватно описывают реальные тепловые процессы, протекающие при изготовлении заготовок. Это связано с тем, что теплоотвод в направлении боковых стенок составного кристаллизатора ЛКМ не учитывается. Экспериментальные данные получены для низкотемпературных цветных сплавов, их взаимосвязь с технологическими параметрами процесса изготовления НЛДЗ не установлена. Второй группой факторов являются 6 факторы, которые оказывают влияние на напряженно-деформированное состояние НЛДЗ в процессе ее изготовления. В работах [3-5, 19-26] представлены результаты теоретического исследования и физического моделирования деформационных процессов, возникающих при изготовлении НЛДЗ. Решена плоская задача с использованием уравнений механики деформируемого твердого тела. Однако решения получены для случая двух приводных валов кристаллизатора ЛЕСМ. Случай, когда все четыре вала являются приводными, авторами не рассматривался. Третья группа факторов связана с конструктивно-технологическими параметрами процесса формирования НЛДЗ К этим факторам относят: конструкцию и геометрические соотношения кристаллизатора [27, 28]; температуру и уровень заливаемого в кристаллизатор расплава [29-33]; режимы заливки кристаллизатора расплавом [34]. Однако в этих работах нет четкого описания совместного влияния указанных факторов на процесс формирования НЛДЗ. Отсутствует методика выбора рациональных параметров процесса.

В работах [35-45] представлены данные экспериментальных исследований, связанные с опытным изготовлением образцов НЛДЗ из низкотемпературных сплавов. Представленный материал носит описательный характер. Не изложена четкая последовательность технологических операций с указанием контролируемых параметров процесса. Это требует проведения дополнительных исследований для выработки рекомендаций по использованию технологий получения НЛДЗ в производственных условиях. Уделено внимание качеству, получаемых НЛДЗ [46, 47]. Однако критерии оценки качества заготовок не указаны, а оценены косвенно, через характеристики структуры материала образцов НЛДЗ. В работе [48] приведено описание аварийных и нештатных режимов изготовления непрерывнолитых профильных заготовок, которые в конечном итоге определяют границы устойчивости процесса. Однако рекомендаций и четких критериев по определению этих границ не представлено.

Высокие требования, предъявляемые к ЛКМ, определили необходимость создания новых устройств, предназначенных для сокращения затрат 7 времени на подготовку установки к работе и ее обслуживание, механизации технологических операций, повышение качества получаемых заготовок. Авторами работ [50-131] разработаны конструктивные технические решения, повышающие в целом эффективность технологического процесса получения деформированных заготовок при применении ЛКМ вертикального типа. Указанные технические решения можно разделить на следующие группы:

-устройства для получения непрерывнолитых полых деформированных заготовок;

-устройства для контроля за процессом разливки; -усовершенствованные конструкции кристаллизаторов; -устройства для получения непрерывнолитых армированных заготовок; -устройства для получения непрерывнолитых деформированных заготовок из распыливаемого металла;

-устройства для предварительного разогрева кристаллизатора; -устройства для подвода расплава в кристаллизатор; -устройства для резки заготовок и поверхностной зачистки; -затравки для кристаллизатора установки.

Однако эти технические решения не позволяют устранить весь комплекс вопросов, возникающих в процессе эксплуатации ЛКМ. Опыт накопленный при эксплуатации ЛКМ, изменение кинематической схемы ЛКМ (привод на четыре вала), а также переход от разливки цветных сплавов к черным сплавам, требует дополнительных конструктивных и технологических доработок комплекса используемого оборудования с целью увеличения его надежности.

Таким образом, актуальным направлением исследования является повышение качества НЛДЗ за счет управления технологическими параметрами процесса их формирования и совершенствование комплекса оборудования, с целью увеличения его надежности, устойчивости и производительности. 8

Целью настоящей работы является разработка технологии и исследование закономерностей формирования НЛДЗ на основе изучения влияния технологических режимов их изготовления, а также совершенствование комплекса оборудования для реализации устойчивого технологического процесса изготовления НЛДЗ из цветных и черных сплавов. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

- выяснение причин низкой устойчивости технологического процесса изготовления НЛДЗ;

- разработка методик, устройств и программного обеспечения для исследования тепловых режимов и силовых факторов формирования НЛДЗ;

- построение математической модели процесса формирования НЛДЗ на ЛКМ с применением метода решения задач упругости и пластичности в случае, когда геометрия деформируемой заготовки описывается системой ортогональных поверхностей (плоская задача);

- разработка математической модели тепловых процессов, протекающих в литейно-ковочном модуле при изготовлении непрерывнолитых деформированных заготовок (пространственная задача);

- анализ конструктивных схем ЛКМ и их усовершенствование с целью повышения устойчивости, надежности и производительности их работы;

- установление экспериментальных и теоретических зависимостей между тепловыми режимами кристаллизатора ЛКМ и технологическими параметрами формирования НЛДЗ из цветных и черных сплавов;

- связь диаграмм состояния заливаемых сплавов с тепловыми режимами работы кристаллизатора ЛКМ и технологическими режимами формирования НЛДЗ; усовершенствование конструкции ЛКМ с вертикальным расположением кристаллизатора и опытно-экспериментальное его опробование для железоуглеродистых сплавов; 9 усовершенствование и разработка конструкции ЛКМ с горизонтальным расположением кристаллизатора и двухсторонним направлением выхода НЛДЗ и опытно-экспериментальное его опробование для цветных сплавов;

- определение рациональных параметров процесса формирования НЛДЗ из цветных сплавов.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- математическая модель и результаты расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) при формировании НЛДЗ (плоская задача);

- математическая модель тепловых процессов, протекающих в литейно-ковочном модуле при изготовлении непрерывнолитых деформированных заготовок (пространственная задача);

- закономерности изменения тепловых параметров различных участков кристаллизатора ЛКМ в зависимости от предварительного, рабочего и установившегося его прогревов;

- связь диаграмм состояния заливаемых расплавов с распределением температур в различных участках кристаллизатора ЛКМ; усовершенствованная конструкция ЛКМ с вертикальным расположением кристаллизатора; усовершенствованная конструкция ЛКМ с горизонтальным расположением кристаллизатора и двухсторонним направлением выхода НЛДЗ;

- конструкция гидравлического устройства для компенсации упругой деформации приводных валов кристаллизатора ЛКМ; методика определения рациональных параметров процесса формирования НЛДЗ из цветных сплавов.

11

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведено теоретическое исследование напряженно-деформирован -ного состояния непрерывнолитых деформированных заготовок в процессе их изготовления (плоская задача). Результаты расчетов легли в основу выбора оптимальной кинематической схемы ЛКМ, а также выбора основных физико-механических характеристик материалов для изготовления кристаллизатора ЛКМ. Они предопределили ряд усовершенствований для модернизации ЛКМ.

2. Разработана математическая модель тепловых процессов, протекающих в литейно-ковочном модуле при изготовлении непрерывнолитых деформированных заготовок (пространственная задача). Анализ температурных полей различных сечений формирующейся в кристаллизаторе ЛКМ заготовки позволяет утверждать, что наиболее рациональными условиями ее изготовления являются условия, при которых охлаждаются только бойки кристаллизатора.

3. На основе анализа диаграмм состояния заливаемых сплавов предложены расчетные зависимости для определения температур различных участков кристаллизатора при его рабочем прогреве.

4. Установлена зависимость температур участков кристаллизатора при установившемся прогреве от основных технологических параметров процесса.

5. Разработан алгоритм выбора рациональных параметров для реализации устойчивого технологического процесса изготовления НЛДЗ.

6. Произведен расчет кинематики подвижных частей кристаллизатора ЛКМ и деформируемой заготовки, результаты которого позволили установить режимы непрерывности процесса изготовления НЛДЗ, а также определить основные геометрические соотношения кристаллизатора ЛКМ.

7. Получены данные и проведен анализ структуры НЛДЗ. Установлено, что микроструктура образцов НЛДЗ имеет более мелкое и равномерно рас

172 пределенное по всем сечениям зерно по сравнению со структурой тест-образцов. Значения чисел микротвердости образцов НЛДЗ выше, чем у тест-образцов.

8. Получены данные и проведен анализ размерно-геометрической точности образцов НЛДЗ. Установлено, что отклонения линейных размеров образцов НЛДЗ из цветных и черных сплавов не превышают 3-го класса точности по ГОСТ 26645-85.

9. В ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований были найдены оригинальные технические решения по модернизации ЛКМ, что подтверждается полученными патентами РФ № 2225770, № 2225771, № 2225772, № 2225773, № 2225774 и № 2227082.

10. Разработанный комплекс технологического оборудования принимал участие на международных и всероссийских выставках и был награжден дипломом I степени (с вручением медали) выставки-конгресса «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» (Санкт-Петербург, 2003) и дипломом Всероссийского выставочного центра (Москва, 2004).

173

1. Одиноков В.И., Лехов О.С. Установка совмещенных процессов непрерывного литья заготовок// Тез.докл. на межд. конфер. «Новые направления в производстве и применение стальных полос». Карловы Вары. 1991. С. 1-2.

2. Патент РФ № 2041011. Устройство для непрерывного литья заготовок / В.И. Одиноков. Опубл. 09.08.95. Бюл. № 22.

3. Одиноков В.И., Стулов В.В. Литейно-ковочный модуль. Владивосток: Даль-наука, 1998. 150 с.

4. Одиноков В.И., Стулов В.В. Получение непрерывнолитых деформированных профильных заготовок на литейно-ковочном модуле. Владивосток, изд-во Дальневосточного университета, 2000. 98 с.

5. Одиноков В.И., Стулов В.В. Получение непрерывнолитых деформированных полых заготовок на литейно-ковочном модуле. Владивосток: Изд-во Дальневосточного Университета, 2002, 140 с.

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

7. Стулов В.В., Одиноков В.И. Исследование тепловых режимов кристаллизатора литейно-ковочного модуля //Прогрессивная технология обработки металлов. Сб.№3.Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 1995. С.69-74.

8. Стулов В.В., Одиноков В.И. Тепловой расчет теплообмена при кристаллизации алюминия на литейно-ковочном модуле // Новые литейно-металлургические процессы и сплавы. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 1995. С.19-26.

9. Одиноков В.И., Стулов В.В. Тепловые исследования кристаллизатора и формирование заготовки в нем при вертикальной непрерывной разливке с деформацией алюминия // Проблемы механики сплошной среды. Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 1995. С. 188-195.174

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

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

12. Одиноков В.И., Стулов В.В., Воинов А.Р. Математическое моделирование кристаллизации и деформации металла на литейно-ковочном модуле //Тез. док. школы «Современные проблемы механики и прикладной математики». Воронеж: ВГУ, 1998. С.205.

13. Одиноков В.И., Стулов В.В., Песков A.B. Математическое моделирование кристаллизации и деформации металла на литейно-ковочном модуле// Сб. Проблемы механики сплошных сред и элементов конструкций. Владивосток: Дальнаука, 1998. С. 142-155.

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

15. Одиноков В.И., Стулов В.В., Соболев М.Б. Расчет эффективности тепловой работы кристаллизатора литейно-ковочного модуля// Вестник.175

16. Прогрессивные технологии в машиностроении. Вып. 2, сб. 1, ч. 2. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2000. С. 41-45.

17. Стулов В.В. Исследование формирования непрерывнолитой кованой алюминиевой заготовки в кристаллизаторе //Металлы. 1997.№4. С.49-52.

18. Одиноков В.И., Песков A.B., Стулов В.В. Теоретическое исследование процесса деформации отливаемого металла на J1KM // Новые литейно-металлургические процессы и сплавы. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 1995. С.30-43.

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

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

21. Одиноков В.И., Стулов В.В. Влияние конструкции кристаллизатора на качество непрерывнолитой заготовки // Литейное производство. 1996.№4. С.24-26.

22. Одиноков В.И., Стулов В.В. Влияние конструкции кристаллизатора на качество получаемой непрерывнолитой алюминиевой заготовки //Металлы. 1997. №5. С.40-42.

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

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

25. Одиноков В.И., Стулов В.В., Бахматов П.В. Исследование режимов разливки при получении профильных деформированных заготовок на опытно-промышленной установке// Известия РАН. Численное моделирование, 2001. № 10. С. 63-64.

26. Стулов В.В., Одиноков В.И. Физическое моделирование гидродинамики жидких металлов в кристаллизаторе //Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела. Сб.науч.тр.Владивосток: ИМиМ ДВО РАН, 1997. С.182-200.

27. Стулов В.В., Одиноков В.И. Методика экспериментальных исследований при получении непрерывнолитых и порошковой заготовки на ЛКМ //Новые литейно-металлургические процессы и сплавы. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 1995. С.26-29.

28. Одиноков В.И., Стулов В.В. Получение непрерывнолитой алюминиевой заготовки на литейно-ковочном модуле //Литейное производство. 1996. №1. С. 18-20.

29. Одиноков В.И., Стулов В.В. Опытно-промышленное исследование получения профильных деформированных непрерывнолитых заготовок// Сб.трудов «Перспективные материалы, технологии, конструкции», Красноярск: КГУ, 1998. С. 479-481.

30. Одиноков В.И., Стулов В.В., Войнов А.Р. Непрерывнолитые деформированные заготовки// Литейное производство, № 3. 2000. С. 46-47.

31. Одиноков В.И., Стулов В.В., Соболев М.Б. Разработка способа получения непрерывнолитых деформированных заготовок из смеси металлов// Вестник. Прогрессивные технологии в машиностроении. Вып. 2, сб. 1, ч. 2. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2000. С. 15-19.

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

33. Стулов В.В. Исследование структуры непрерывных деформированных прутков из свинцово-сурьмяных сплавов //Проблемы механики сплошной среды .4.2: Материалы международной научно-технической конференции (Комсомольск-на-Амуре, 15-19сентября 1997г.).179

34. Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре гос.техн.ун-т,1998. С.18-20.

35. Стулов В.В. Изменение структуры непрерывнолитой алюминиевой заготовки вследствие деформации корочки в кристаллизаторе//Металлы. №4. 1998. С.41-44.

36. Одиноков В.И., Воинов А.Р., Стулов В.В. Исследование аварийных и нештатных режимов разливки непрерывнолитых профильных заготовок// Вестник. Прогрессивные технологии в машиностроении. Вып. 2, сб. 1, ч. 2. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2000. С. 31-36.

37. Одиноков В.И., Войнов А.Р., Стулов В.В. Метод импульсного охлаждения непрерывного слитка// Вестник. Прогрессивные технологии в машиностроении. Вып. 2, сб. 1, ч. 2. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2000. С. 27-31.

38. Воинов А.Р., Стулов В.В. Модульная установка для получения непрерывнолитых деформированных заготовок //Тез.докл. Региональной науч.-техн. конф. «Молодежь и научно-технический прогресс». Владивосток: ДГТУ, 1998. С.16-17.

39. Одиноков В.И., Стулов В.В., Воинов А.Р. Опытно-промышленная установка для получения непрерывнолитых деформированных заготовок// Сб.трудов «Перспективные материалы, технологии, конструкции», Красноярск: КГУ, 1998. С. 236-237.

40. Патент РФ № 2077765. Способ получения непрерывнолитых полых заготовок и устройство для его реализации //Стулов В.В., Одиноков В.И. Опубл.20.04.97. Бюл.№11.180

41. Свидетельство на полезную модель № 2525. Устройство для получения непрерывнолитых полых биметаллических заготовок /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.08.96. Бюл№8.

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

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

44. Патент РФ № 2101128. Способ непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.01.98. Бюл.№1.

45. Патент РФ № 2077766. Способ непрерывной разливки металлов и установка для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. 0публ.20.04.97. Бюл.№11.

46. Патент РФ №2103107. Устройство для резки слитка /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.01.98. Бюл.№3.

47. Патент РФ № 2103105. Способ получения непрерывнолитых полых заготовок и устройство для его реализации /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл.27.01.98. Бюл.№3.

48. Патент РФ № 2077409. Устройство для непрерывной разливки заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. 0публ.20.04.97. Бюл.№11.

49. Патент РФ №2077772. Способ получения порошковой заготовки и устройство для его реализации /Стулов В.В., Одиноков В.И. Опубл. 20.04.97. Бюл.№11.

50. Патент РФ № 2084311. Сборный кристаллизатор для непрерывной разливки металла /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. 0публ.20.07.97. Бюл.№20.

51. Патент РФ № 2086347. Установка для непрерывного литья заготовок /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.08.97. Бюл.№22.181

52. Патент РФ № 2084310. Способ непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. 0публ.20.07.97. Бюл.№20.

53. Патент РФ № 2086346. Способ получения непрерывнолитых биметаллических заготовок и устройство для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.08.97. Бюл.№22.

54. Патент РФ №2105632. Кристаллизатор для непрерывной разливки и деформации металла/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. 0публ.27.02.98. Бюл.№6.

55. Патент РФ №2105635. Затравка для кристаллизатора установки непрерывной разливки и деформации металла /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.02.98. Бюл.№6.

56. Патент РФ №2105634. Затравка для кристаллизатора установки непрерывной разливки и деформации металла /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. 0публ.27.02.98. Бюл.№6.

57. Патент РФ №2106929. Устройство для резки непрерывнолитого деформированного слитка/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.03.98. Бюл.№8.

58. Патент РФ №2108891. Устройство для получения непрерывнолитых полых биметаллических заготовок /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. 0публ.20.04.98. Бюл.№11.

59. Патент РФ №2108198. Устройство для непрерывной разливки металла /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.04.98. Бюл.№10.

60. Патент РФ № 2116158. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок / В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.07.98. Бюл.№ 20.

61. Патент РФ № 2125499. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.01.99. Бюл.№2.182

62. Патент РФ № 2125921. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.02.99. Бюл.№5.

63. Патент РФ № 2136437. Устройство для непрерывной разливки заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.09.99. Бюл.№24.

64. Патент РФ № 2136436. Устройство для непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.09.99. Бюл.№24.

65. Патент РФ № 2136435. Способ получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.09.99. Бюл.№24.

66. Патент РФ № 2136433. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.09.99. Бюл.№24.

67. Патент РФ № 2136434. Устройство для получения непрерывнолитых биметаллических деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.09.99. Бюл.№24.

68. Патент РФ № 2137570. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В .В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.09.99. . Бюл.№25.

69. Патент РФ № 2142862. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.12.99. . Бюл.№35.

70. Патент РФ № 2142864. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.10.99. Бюл.№28.

71. Патент РФ № 2142865. Кристаллизатор установки непрерывной разливки и деформации металла/В .В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.10.99. Бюл.№28.183

72. Патент РФ № 2143330. Устройство для непрерывного литья и деформации заготовок/В.В. Стул ов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.10.99. Бюл.№29.

73. Патент РФ № 2145915. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.02.00. Бюл.№6.

74. Патент РФ № 2146573. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.03.00. Бюл.№9.

75. Патент РФ № 2146574. Способ получения непрерывнолитых полых биметаллических заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.03.00. Бюл.№9.

76. Патент РФ № 2146575. Способ получения непрерывнолитых полых биметаллических заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.03.00. Бюл.№9.

77. Патент РФ № 2147264. Способ получения непрерывнолитых биметаллических деформированных заготовок из разливаемых металлов и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.04.00. Бюл.№11.

78. Патент РФ № 2147263. Способ получения непрерывнолитых деформированных биметаллических заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.04.00. Бюл.№11.

79. Патент РФ № 2147483. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.04.00. Бюл.№12.

80. Патент РФ № 2149730. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.05.00. Бюл.№14.184

81. Патент РФ № 2151021. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.06.00. Бюл.№17.

82. Патент РФ № 2151662. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.06.00. Бюл.№17.

83. Патент РФ № 2151663. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.06.00. Бюл.№17.

84. Патент РФ № 2148468. Способ непрерывного литья деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.05.00. Бюл.№13.

85. Патент РФ № 2148466. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных цилиндрических заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.05.00. Бюл.№13.

86. Патент РФ № 2148467. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.05.00. Бюл.№13.

87. Патент РФ № 2151022. Устройство для получения непрерывнолитых профильных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.06.00. Бюл.№17.

88. Патент РФ № 2149731. Устройство для получения деформированных заготовок из непрерывно разливаемого металла/В .В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.05.00. Бюл.№15.

89. Патент РФ № 2155650. Затравка для установки непрерывной разливки и деформации заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.09.00. Бюл.№25.

90. Патент РФ № 2155648. Способ получения непрерывнолитых полых деформированных заготовок и установка для получения непрерывнолитых заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.09.00. Бюл.№25.185

91. Патент РФ № 2154543. Устройство для получения непрерывнолитых профильных заготовок из деформируемого металла/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.08.00. Бюл.№23.

92. Патент РФ № 2155649. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.09.00. Бюл.№25.

93. Патент РФ № 2156177. Устройство для получения непрерывнолитых полых биметаллических деформированных заготовок/В .В. Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.09.00. Бюл.№26.

94. Патент РФ № 2158652. Способ получения непрерывнолитых деформированных биметаллических заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.11.00. Бюл.№28.

95. Патент РФ № 2158653. Установка для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.11.00. Бюл.№28.

96. Патент РФ № 2160649. Способ получения непрерывнолитых деформированных биметаллических заготовок и установка для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.12.00. Бюл.№35.

97. Патент РФ № 2162766. Устройство для получения непрерывнолитых заготовок из деформируемого металла/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.02.01. Бюл.№5.

98. Патент РФ № 2162765. Способ получения непрерывных биметаллических деформированных заготовок из разливаемых металлов и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.02.01. Бюл.№5.

99. Патент РФ № 2162388. Способ получения непрерывнолитых заготовок из деформированного металла и устройство для его осуществления /В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.01.01. Бюл.№3.186

100. Патент РФ № 2162387. Способ получения непрерывных полос из деформируемого металла и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.01.01. Бюл.№3.

101. Патент РФ № 2163178. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.02.01. Бюл.№5.

102. Патент РФ № 2165331. Установка для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.04.01. . Бюл.№11.

103. Патент РФ № 2169636. Установка для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.06.01. Бюл.№18.

104. Патент РФ № 2169630. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.06.01. Бюл.№18.

105. Патент РФ № 2179086. Способ получения непрерывных деформированных биметаллических заготовок и установка для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.02.02. Бюл.№5.

106. Патент РФ № 2174057. Способ получения непрерывнолитых деформированных биметаллических заготовок/В .В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.09.01. Бюл.№26.

107. Патент РФ № 2176173. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных цилиндрических заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.11.01. Бюл.№32.

108. Патент РФ № 2173602. Способ получения непрерывнолитых деформированных биметаллических заготовок и установка для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.09.01. Бюл.№26.

109. Патент РФ № 2174891. Способ получения непрерывнолитых деформированных заготовок и установка для его осуществления/В .В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.10.01. Бюл.№29.187

110. Патент РФ № 2193471. Установка для получения непрерывных деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.11.02. Бюл.№32.

111. Патент РФ № 2193470. Способ получения непрерывных деформированных биметаллических полых заготовок и установка для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.11.02. Бюл.№32.

112. Патент РФ № 2198054. Способ получения непрерывных деформированных заготовок из измельченных материалов и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков В.И.Меркулов, Б.Н.Марьин. Опубл. 10.02.03. Бюл.№5.

113. Патент РФ № 2200073. Способ получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок и установка для его реализации/В.В.Стулов, В.И.Одиноков, П.В. Бахматов Опубл. 10.03.03. Бюл .№7.

114. Патент РФ № 2202439. Устройство для получения непрерывнолитых деформированных заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.04.03. Бюл.№11.

115. Патент РФ № 2203766. Способ получения непрерывнолитых деформированных полых заготовок и установка для его осуществления/В.В.Стулов, П.В.Бахматов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.05.03. Бюл.№13.

116. Патент РФ № 2217264. Способ получения непрерывнолитых деформированных биметаллических заготовок и устройство для его осуществления/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 27.11.03. Бюл.№32.

117. Патент РФ № 2234391. Установка для получения непрерывных деформированных биметаллических заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.08.04. Бюл.№23.

118. Патент РФ № 2234391 Установка для получения непрерывных деформированных биметаллических заготовок/В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 20.08.04. . Бюл.№23.188

119. Патент РФ № 2225770. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Черномас В.В., Проскуряков Б.И. Опубл. 20.03.04. Бюл. № 8.

120. Одиноков В.И. Численное исследование процесса деформации материалов бескоординатным методом. Владивосток: Дальнаука, 1995. 168 с.

121. Одиноков В.И. О конечно-разностном представлении дифференциальных соотношений теории пластичности / Прикладная механика. Т. 21. № 1. 1985. С. 97-102.

122. Одиноков В.И., Хайкин Б.Е. Аналитическое описание упрочнения сталей в зависимости от скорости, степени и температуры деформации. В сб.: Теория и технология прокатки. № 176. Свердловск: УПИ, 1969.

123. Чичигин В.А., Антошечкин Б.И., Бурдуковский В.Г. Сопротивление деформации и пластичности низкоуглеродистой стали при температурах близких к температуре солидуса // Обработка металлов давлением. Вып. № 3. Свердловск: УПИ, 1979. С. 33-35.

124. Теплотехника: Учеб. для вузов/ В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под ред. В.Н. Луканина. 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2003.-671с.

125. Термодинамика и теплопередача: Учеб. для авиац. вузов.- 3-е изд., перераб. -М.: Высш. шк., 1991. 480с.

126. Кузьмин Б.А., Самохоцкий А.И., Кузнецова Т.Н. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы. М.: Высшая школа, 1977. 304 с.

127. Патент РФ № 2227082. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Проскуряков Б.И., Черномас В.В., Соболев М.Б., Зайцев A.B. Опубл. 20.04.04. Бюл. № 9.

128. Патент РФ № 2225772. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Черномас В.В., Проскуряков Б.И. Опубл. 20.03.04. Бюл. № 8.189

129. Патент РФ № 2225774. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Черномас В.В., Проскуряков Б.И., Зайцев A.B. Опубл. 20.03.04. Бюл. № 8.

130. Патент РФ № 2225770. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Черномас В.В., Проскуряков Б.И. Опубл. 20.03.04. Бюл. № 8.

131. Патент РФ № 2225771. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Черномас В.В., Проскуряков Б.И. Опубл. 20.03.04. Бюл. № 8.

132. Патент РФ № 2225773. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Черномас В.В., Проскуряков Б.И. Опубл. 20.03.04. Бюл. № 8.

133. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2005137637/02(042039) от 02.12.2005. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Проскуряков Б.И., Черномас В.В.

134. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2005137622/02(042024) от 02.12.2005. Устройство для непрерывного литья и деформации металла / Одиноков В.И., Проскуряков Б.И., Черномас В.В.190