автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка научных основ и внедрение прогрессивных технологических решений получения стабильно высокого качества слябов непрерывного литья стали ответственного назначения

На правах рукописи

КУКЛЕВ АЛЕКСАНДР ВАЛЕНТИНОВИЧ

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ И ВНЕДРЕНИЕ ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛЬНО ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА СЛЯБОВ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СТАЛИ ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И.П. Бардина»

Научный консультант: доктор технических наук, академик РАН

Лякишев Николай Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кудрин Виктор Александрович

доктор технических наук, профессор Дуб Владимир Семенович

доктор технических наук, профессор Стомахин Александр Яковлевич

Ведущая организация: ОАО «Нижнетагильский металлургический

комбинат»

Защита диссертации состоится 23 декабря 2004 г. в У 5 час. на заседании диссертационного совета Д217.035.02 в Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина» по адресу: 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.9/23 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федеральном государственном унитарном предприятии «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина».

Автореферат разослан /<Р» НО «я 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Москвина Т.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Основным направлением развития черной металлургии в современных условиях является повышение качества продукции, снижение себестоимости продукции, энергопотребления и экологической нагрузки на окружающую среду. На решение этих проблем существенное влияние оказывает развитие технологии непрерывной разливки стали. Технические достижения в этой области позволили производить широкий сортамент сталей повышенного качества. Однако,

требования к качеству стальной продукции со стороны потребителей, в

первую очередь к стальному листу, в последние годы значительно возросли. Это связано с появлением промышленного оборудования нового поколения, надежно работающего в более жестких условиях.

К таким объектам относятся: строительство буровых платформ для освоения шельфа северных морей и крупнотоннажных морских судов, в том числе нефтеналивных; строительство новых и реконструкция существующих газопроводов и нефтепроводов; автомобилестроение.

В то же время приходится признать, что используемые в настоящее время на металлургических заводах России установки непрерывной разливки стали (УНРС) не позволяют достигнуть требуемых показателей по качеству и сортаменту металла. В последние десятилетия наблюдается отставание отечественных разработок в области создания УНРС от мирового уровня. Это привело к тому, что российские металлургические заводы стремятся получить импортные УНРС, в том числе не самые современные. Такое положение недопустимо, так как оно консервирует техническое отставание, как отечественной черной металлургии, так и отечественного тяжелого машиностроения.

В настоящей работе представлены эффективные пути преодоления такого отставания и результаты многолетних комплексных наукоемких технологических разработок по узловой модернизации существующих машин непрерывной разливки стали, позволяющие вывести производство непрерывнолитых слябов на мировой качественный уровень.

Цели работы состоят:

- в создании технологии непрерывной разливки трубной стали, стали для судостроения и автостроения с улучшенной макроструктурой и высоким качеством поверхности;

- в разработке необходимых для реализации новой технологии математических моделей протекания процессов формирования непрерывно литой заготовки;

- в модернизации конструкции основных элементов УНРС и разработке алгоритмов их функционирования, обеспечивающих стабильно высокое качество получаемых слябов;

- в создании путем реконструкции существующих слябовых УНРС принципиально новой отечественной УНРС, обеспечивающей высокую производительность ответственных марок сталей при существенном улучшении качества как внутренней структуры, так и поверхности слябов.

Основные задачи, рассмотренные в работе:

1. Разработка на основе физического и численного моделирования технологии рафинирования стали от неметаллических включений путем введения в конструкцию промежуточного ковша перегородок с отверстиями и вставок ~ вихрегасителей) а также

путем оптимизации конструкции погружных разливочных стаканов кристаллизаторов.

2. Оптимизация тепловой работы и конструкции тонкостенного кристаллизатора с щелевыми каналами охлаждения и переменной конусностью с возможностью изменения ширины сляба.

3. Анализ стабильности процесса вытягивания заготовки сляба из кристаллизатора и разработка оптимального режима его качания.

4. Разработка технологии мягкого обжатия сляба с не полностью затвердевшей осевой зоной и создание на основе численного моделирования оптимального алгоритма осуществления обжатия валками специальной тянущей клети при различных скоростях разливки для широкого марочного и размерного сортамента стали.

5. Разработка на основе физического и математического моделирования рациональной технологии водовоздушного вторичного охлаждения сляба, обеспечивающего высокое качество поверхности.

Научная новизна работы заключается в:

методике и результатах физического и математического моделирования движения жидкой стали в промежуточном ковше и в кристаллизаторе с учетом содержащихся в расплаве неметаллических включений и разработке на их основе новых конструкций промковша и погружных стаканов, обеспечивающих эффективное рафинирование стали;

- методике подбора оптимального состава шлакообразующих смесей для защиты металла в промежуточных ковшах и в кристаллизаторах, а также конкретных новых композициях промышленных смесей;

- математической модели и методике расчета формирования оболочки непрерывнолитого сляба в кристаллизаторе и разработке на их основе новой конструкции тонкостенного кристаллизатора с щелевыми каналами охлаждения, износостойким покрытием, переменной конусностью, оснащенного рессорным механизмом качания, для которого установлены

качания, обеспечивающие стабильность процесса

литья и высокое качество поверхности заготовки;

методике и результатах физического и математического моделирования теплогидравлической работы системы вторичного водовоздушного охлаждения непрерывнолитой заготовки и разработке новой конструкции распыляющих форсунок, а также их оптимального расположения вдоль поверхности слябовой заготовки;

- анализе влияния цикличности изменения температуры поверхности заготовки в зоне вторичного охлаждения, а также состояния рабочей поверхности стенок кристаллизатора на качество поверхности сляба и разработке рациональных режимов мягкого водовоздушного охлаждения,

предотвращающего развитие поверхностных дефектов;

математической модели и методике расчета температурного и деформированного состояния при обжатии заготовки с не полностью затвердевшей сердцевиной, обеспечивающие прогнозирование качества макроструктуры сляба;

- алгоритме осуществления мягкого обжатия сляба с помощью новой тянуще-обжимной клети в зависимости от скорости разливки и марочного и размерного сортамента слябов, гарантирующим устранение осевой рыхлости и осевой химической неоднородности;

- результатах промышленного внедрения и освоения новой технологии мягкого обжатия сляба и рекомендаций по ее совершенствованию.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

научной обоснованностью технологических решений фундаментальными положениями теплофизики, гидродинамики и механики деформируемого твердого тела;

использованием строгих физико-математических методов исследования и сертифицированных вычислительных программ;

сопоставлением с результатами лабораторных и промышленных экспериментов;

положительным опытом использования разработанных технологических и технических решений на различных УНРС.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в создании на основе полученных научных результатов новой УНРС мирового уровня на ОАО «Северсталь», показавшей высокую производительность и высокое качество отливаемых слябов. Разработанные технические и технологические решения обладают общностью и универсальностью и могут быть применимы для широкого класса как слябовых, так и блюмовых УНРС.

По результатам работы получено пять патентов РФ. Патентная чистота разработок позволяет проводить реконструкцию УНРС (отечественных и зарубежных конструкций) за рубежом.

Содержание диссертационной работы представляет собой решение крупной научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение для совершенствования технологии непрерывной разливки стали и конструкции УНРС, эффективного контроля и управления технологическим процессом литья, существенного повышения качества металлопродукции.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах:

- VII Конгресс сталеплавильщиков, г. Магнитогорск, 2002 г.,

- X Российская конференция «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов», Екатеринбург-Челябинск, 2002 г.,

- 4th European Continuous Casting Conference, Birmigham, UK, 2002.,

- 2-ая международная научно-практическая конференция «Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии», Москва, 2002 г.,

- Научно-техническая конференция ЦНИИЧМ «И.П. Бардин и металлургическая наука», Москва, 2003 г.,

- Научно-техническая конференция «Опыт поузловой модернизации МНЛЗ с внедрением современных технологических решений в области непрерывной разливки стали», г. Орск, 2003 г.,

- Второй международный симпозиум «Безопасность и экономика водородного транспорта», IFSSEHT, 2003 г.,

- Научный семинар Государственного научного центра России ВНИИМЕТМАШ им. А.И.Целикова, Москва, 2003 г.,

Конференция «Энергоресурсосбережение на предприятиях металлургической и горной промышленности (новые решения)», г. Санкт-Петербург, 2004 г.,

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 36 печатных работах (научных статьях, материалах конференций).

На защиту выносятся:

1.Методика и результаты физического и математического моделирования движения жидкой стали в промежуточном ковше и кристаллизаторе с учетом содержащихся в расплаве неметаллических включений и разработка на их основе новых конструкций промковша и погружных стаканов, обеспечивающих эффективное рафинирование стали.

2. Методика подбора оптимального состава шлакообразующих смесей для защиты металла в промежуточных ковшах и кристаллизаторах, а также конкретные новые композиции промышленных смесей.

3. Математичская модель и методика расчета формирования оболочки непрерывнолитого сляба в кристаллизаторе и разработка на их основе новой конструкции тонкостенного кристаллизатора со щелевыми каналами охлаждения, износостойким покрытием, переменной конусностью, оснащенного рессорным механизмом качания, для которого установлены оптимальные режимы качания, обеспечивающие стабильность процессов литья и высокое качество поверхности заготовки.

4. Методика и результаты физического и математического моделирования теплогидравлической работы системы вторичного водовоздушного охлаждения непрерывнолитой заготовки и разработка новой конструкции распыляющих форсунок, а также их оптимального расположения вдоль поверхности слябовой заготовки.

5. Анализ влияния цикличности изменения температуры поверхности заготовки в зоне вторичного охлаждения, а также состояния рабочей поверхности рабочей поверхности стенок кристаллизатора на качество поверхности сляба и разработка рациональных режимов мягкого водовоздушного охлаждения, предотвращающих развитие поверхностных дефектов.

6. Математическая модель и методика расчета температурного и деформированного состояния при обжатии заготовки с не полностью затвердевшей сердцевиной, обеспечивающие прогнозирования качества макроструктуры сляба.

7. Алгоритм осуществления мягкого обжатия сляба с помощью новой тянуще-обжимной клети в зависимости от скорости разливки и марочного и размерного сортамента слябов, гарантирующей устранение осевой рыхлости и осевой химической неоднородности.

8. Результаты промышленного внедрения и освоения новой технологии мягкого обжатия сляба и рекомендаций по её совершенствованию.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, раздела с основными результатами и выводами по работе, списка литературы из 256 наименований, приложения. Работа изложена на 375 страницах, содержит 38 таблиц и 158 рисунков. В приложении приведены документы о практическом использовании результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертации, отмечены особенности современного состояния металлургии в России, сформулированы цель и решаемые задачи, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен аналитический обзор работ по основным направлениям совершенствования технологии непрерывной разливки стали в

5

условиях действующего производства. Проведен анализ современных технологических разработок в области получения непрерывнолитой заготовки с высоким качеством поверхности, внутренней макроструктуры и чистой по неметаллическим включениям. Показано, что большинство из присутствующих дефектов слябов непрерывного литья связано с недостаточной научной проработкой особенностей функционирования основных узлов конструкции УНРС и их взаимодействия с формирующейся заготовкой, а также с недостаточным научным обоснованием организации и ведения всего технологического процесса непрерывного литья стали.

Подробно проанализированы технические решения, направленные на подготовку металла к разливке, рафинирования стали от неметаллических включений в промежуточном ковше. Рассмотрен вопрос о влиянии конструкции погружного стакана на процессы формирования оболочки слитка в кристаллизаторе, в том числе на поведение неметаллических включений.

Отмечена важность рационального выбора состава теплоизолирующей и шлакообразующей смесей для защиты металла и ассимиляции включений в промежуточном ковше и в кристаллизаторе.

Показана большая роль конструкции кристаллизатора и его механизма качания на качество поверхности формируемого сляба. Проанализирована тенденция увеличения частоты и уменьшения амплитуды качания кристаллизатора, применения несинусоидальных законов качания, использования рессорного механизма качания с гидравлическим приводом.

Рассмотрены причины образования дефектов осевой зоны сляба (рыхлость и химическая неоднородность) и проведено сравнение эффективности различных технологических приемов воздействия на формирование кристаллической структуры сляба, в частности, электромагнитного перемешивания расплава, а также деформации непрерывнолитого слитка в конце зоны затвердевания.

Установлено, что наиболее эффективный в условиях действующего производства метод воздействия на осевую зону, это «мягкое обжатие» заготовки с не полностью затвердевшей сердцевиной. Мировой опыт применения «мягкого обжатия» непрерывнолитой заготовки свидетельствует, что для реализации этогопроцесса на отечественных УНРС необходимы комплексные научно-технические и промышленные исследования.

Показано также, что для проведения процесса «мягкого обжатия» необходимо иметь строго регламентированное распределение температур в слитке и соотношение твердой и жидкой фаз, что требует оптимизации системы вторичного охлаждения слитка. От совершенства системы вторичного охлаждения также в значительной степени зависит качество

поверхности и макроструктуры слябов, особенно сталей ответственного назначения.

На основании изученного материала определены основные направления совершенствования технологии непрерывного литья стали : исследование гидродинамики жидкой ванны в промежуточном ковше и кристаллизаторе, создание оптимальных с точки зрения удаления неметаллических включений конструкций промежуточного ковша и погружного стакана; иследование тепловых, кристаллизационных и механических процессов при формировании оболочки сляба в кристаллизаторе и в зоне вторичного охлаждения УНРС с последующей выработкой технических решений, обеспечивающих стабильность процесса разливки и высокое качество поверхности сляба; анализ процесса деформации сляба, находящегося в двухфазном состоянии и разработка методики расчета оптимальных режимов обжатия, обеспечивающих отсутствие осевой рыхлости и химической неоднородности.

Итогом исследований являются технология и головной образец перспективной отечественной УНРС для разливки слябов высокого качества из сталей ответственного назначения.

Во второй главе работы представлена методика и результаты разработки технологии рафинирования стали от неметаллических включений в промежуточном ковше и в кристаллизаторе УНРС. Для снижения дефектов непрерывнолитой заготовки, связанных с неметаллическими включениями, сформулированы основные этапы совершенствования технологии на всех участках производства стали: выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки. Одними из важнейших элементов УНРС, влияющих на конечное содержание неметаллических включений в слитке, являются промежуточный ковш и кристаллизатор. Для комплексной реализации процесса рафинирования стали проведено экспериментальное и теоретическое изучение физических процессов, происходящих в промежуточном ковше и в кристаллизаторе, включая исследование гидродинамики потоков расплава металла, взаимодействия жидкой фазы с твердыми и жидкими включениями, покровным шлаком, поверхностью футеровки в промежуточном ковше и погружных стаканов в кристаллизаторе.

Оптимизация гидродинамики промковша и кристаллизатора предпринята из условия минимизации поступления неметаллических включений в формирующийся слиток за счет применения в промежуточном ковше полнопрофильных перегородок с отверстиями (щелями) и тоннельных вставок между местом подвода расплава из сталеразливочного ковша в промежуточный и сливными стаканами, а в кристаллизаторе за счет применения погружных стаканов с различной конфигурацией выходных и проходных отверстий и их типоразмеров.

На рис. 1 представлена схема размещения в промежуточном ковше (4) тоннельных вставок (1) и перегородок (2) с отверстиями.

Физическое моделирование течения расплава и движения в нем частиц осуществлялось на гидромоделях промежуточного ковша и кристаллизатора при соблюдении идентичности чисел подобия. Тепловые процессы не моделировались. Расплав моделировался водой, экзогенные включения -частицами древесного угля различной плотности и дисперсности, покровный шлак - минеральным и синтетическим маслами. Критериальная зависимость для безразмерной скорости потока жидкости, идентичность которой Необходимо соблюдать при моделировании, принималась в виде

V = ^Яе, Во, Рг, X)

где числа подобия Рейнольдса,

Фруда, Боде; Хо, Х-х/Хо - характерный размер и безразмерные координаты, - конвективная скорость, - вязкость, - плотность жидкости, а - коэффициент поверхностного натяжения.

Рис.1. Схема промежуточного ковша с рафинирующими устройствами

Поведение твердых и жидких включений при вынужденной конвекции в расплаве моделировалось из условия индентичности чисел подобия Архимеда Аг = &Хо{Рв~Рж)1■ Для изучения поведения газовых включений в расплаве использовалось число Галилея Са=11е2Рг и идентичность комплексов чисел подобия

Наряду с физическим моделированием было проведено математическое моделирование, позволившее уточнить картину распределения скоростей потоков жидкой стали в промковше и в кристаллизаторе и, что наиболее важно, оценить тепловые потоки в кристаллизаторе с точки зрения предотвращения оплавления формирующейся оболочки слитка. Для расчетов использовался лицензионный программный комплекс ANSYS.

8

В результате физического и численного моделирования гидродинамики промежуточного ковша установлены рациональные параметры перегородок (расположение, количество отверстий, их наклон) и тоннельных вставок (количество, расположение, размеры), обеспечивающие формирование восходящих потоков для удаления и ассимиляции экзогенных включений и устранение образования вихревых воронок, затягивающих покровный шлак. Анализ гидродинамики и тепловых потоков в кристаллизаторе позволил определить рациональные параметры погружных стаканов (размеры, форма и угол наклона выпускных отверстий, глубина погружения), обеспечивающие стабильность мениска, необходимый прогрев шлакообразующей смеси и удаление неметаллических включений.

В третьей главе представлены результаты промышленных испытаний разработанной технологии рафинирования металла в промежуточном ковше и в кристаллизаторе УНРС. Экспериментально-расчетные исследования позволили выработать рекомендации по конструкциям промежуточных ковшей и погружных стаканов для испытаний в условиях ЭСПЦ и ККЦ ОАО «Северсталь». На двухручьевой вертикальной УНРС электросталеплавильного цеха и радиальной УНРС конверторного цеха при достижении стационарного режима разливки от опытного и сравнительного ручья УНРС огневой резкой отделяли темплеты для выявления характера макроструктуры. По заводской методике сравнения с эталонными образцами определялись дефекты макроструктуры: осевая рыхлость, осевая химическая неоднородность, осевые трещины, трещины, перпендикулярные граням, гнездообразные трещины, точечная неоднородность. Оценивалось качество поверхности слябов в процентах зачистки по трещинам и неметаллическим включениям). Готовый толстый лист оценивался по качеству поверхности, сплошности при ультразвуковом контроле (УЗК) и, выборочно, по загрязненности микровключениями. Оценка холоднокатаного листа производилась по отбраковке и отсортировке по дефектам поверхности листа типа «плена», «неметаллические включения».

На рис.2 представлены результаты для плавок стали типа 17Г1Су, 09Г2С, РСД36СВZ, 10ХСНД.

Зачистка слябов по неметаллическим включениям снизилась с 0,55 % до 0,42%; отсортировка листа в ЛПЦ-1 по раскатанным загрязнениям уменьшилась с 0,33% до 0,21%; отсортировка листа по УЗК - с 0,70% до 0,27%. Суммарная зачистка по всем дефектам при применении опытных погружных стаканов дополнительно снизилась с 18,3 % до 11,9 % по сравнению с обычными используемыми стаканами. При этом дефект «точечная неоднородность» становится на 28% более рассеянным и на 4,5% глубже залегающим.

В ходе проведения промышленных испытаний промежуточных ковшей и погружных стаканов, были также разработаны новые составы теплоизоли-

рующей смеси для защиты металла в промежуточном ковше и составы шлакообразующих смесей (ШОС) для кристаллизаторов под слябы толщиной 150, 175 и 200 мм.

Точечная неоднородность

0,5 балл 1 балл 1,5 балл 2 балл

Рис.2. Средний балл точечной неоднородности макротемплетов плавок разлитых через существующий промежуточный ковш (ряд 1) и экспериментальный (ряд 2)

Ассимилирующие способности покровного шлака по отношению к А^Оз для промежуточного ковша были определены в лабораторных условиях с помощью вибрационного вискозиметра. Были разработаны два новых состава ШОС на базе и Сравнительные испытания

показали, что оба состава ШОС успешно выполнили свои защитные теплоизолирующие функции. Падение температуры по ходу разливки плавок по отношению к первому замеру не превышала 5°С. Защитное покрытие не препятствовало работе стопоров. Однако ШОС на основе позволяло получать более чистый металл.

Установлено, что в результате использования защитной ШОС на основе в промежуточном ковше загрязненность металла крупными включениями уменьшилась в 2 раза.

Защитная шлакообразующая смесь в кристаллизаторе в отличии от ШОС в промежуточном ковше, наряду с функциями защиты зеркала расплава от тепловых потерь и кислорода воздуха, а также ассимиляции всплывающих включений, выполняет функцию управления тепловыми потоками по периметру кристаллизатора, а также выполняет роль смазки между оболочкой слитка и стенками кристаллизатора. Для отливки слябов из стали

СаО/вЮг = 1,1-1,2; 8Ю = 30-35%; СаО = 36-40%; МяО =2-4%; А1203 =3-5%; Ма20+К20 = 6-8%; Б = 6-8%; С = 6-8% . Вязкость при 1300°С равна 2-2,5 пуаза. Насыпная плотность - 0,7-0,9 кг/дм3.

Применение разработанного состава ШОС позволило обеспечить стабильный процесс разливки серии плавок на слябы перитектического состава без наружных дефектов для изготовления металлопроката ответственного назначения.

В четвертой главе рассмотрены вопросы совершенствования технологии начальной стадии формирования оболочки сляба в кристаллизаторе. Проведен теоретический анализ тепловой работы существующего кристаллизатора со сверлеными каналами и петлевой системой охлаждения. Использовалось понятие "средних" условий теплообмена, соответствующее однократному использованию воды (температура воды на входе в кристаллизатор 20°С) и средним скоростям течения воды в каналах. Кроме того, проводилось исследование для интервала изменения скоростей от канала к каналу исходя из конкретной конфигурации системы контуров охлаждения. Понятие "наихудших" условий теплообмена связано с минимальной скоростью течения воды в канале и с максимальной температурой охлаждающей воды при ее повторном использовании в петлеобразной схеме охлаждения.

Показано, что при высоких скоростях разливки на верхнем горизонте в поверхностном (рабочем) слое (порядка 10...15 мм) стенки кристаллизатора со сверлеными каналами образуется зона разупрочнения материала стенки. Средняя длина зоны достигает 150...170 мм от мениска, для перегретых участков - до 250 мм. В данной ситуации происходит резкое снижение изностойкости поверхностного слоя стенки, отслаивание и прилипание меди к поверхности непрерывного слитка, вызывающее образование «паукообразных» трещин на поверхности готовых слябов. На рис.3 представлены результаты расчета протяженности зоны разупрочнения медной стенки кристаллизатора.

В качестве альтернативного решения предложена конструкция тонкостенного кристаллизатора с щелевыми фрезерованными каналами и прямоточным охлаждением каждой грани в отдельности. Это позволило существенно снизить температуру внутренней области граней. Также оказалось целесообразным применить для плит холоднокатаную медь марки Мср с более высокой температурой разупрочнения 350°С. Максимальная температура стенки для кристаллизатора с щелевыми каналами на 2О...25°С ниже температуры для кристаллизатора со сверлеными каналами. Кроме того, зона разупрочнения меди при щелевых каналах отсутствует. Кристаллизатор новой конструкции установлен на головном образце УНРС ЭСПЦ ОАО «Северсталь», что позволило в 1,5 раза увеличить серийность разливки и снизить количество поверхностных дефектов слябов. Дополнительно проведено исследование влияния износостойкого покрытия внутренних стенок кристаллизатора тонким слоем никеля с хромом на его тепловую работу, как наиболее эффективного средства повышения качества поверхности получаемого непрерывного сляба.

Об 07 08 09 1 11 12 13 14

Скорость разливки, м/мин —3— для канала при "наихудших" расчетных данных ООО для канала при " средних" расчетных данных

Рис.3. Длина зоны разупрочнения материала стенки кристаллизатора

Как следует из результатов расчетов, при применении никелевого покрытия, происходит снижение величины теплового потока на 15% , при этом температура меди на уровне мениска уменьшается в среднем на 42°С.

Неравномерность теплового контакта оболочки сляба и стенок кристаллизатора, а также их износ напрямую связаны с тем, что традиционно применяемая постоянная конусность по длине кристаллизатора плохо аппроксимирует усадку заготовки. Усадка формирующегося слитка происходит по длине кристаллизатора нелинейным образом.

Основная часть усадки происходит в верхней части кристаллизатора, где наблюдаются наибольшие тепловые потоки.

В работе предложена модель усадки стали с учётом теплообмена и деформирования в процессе затвердевания оболочки слитка и разработана методика расчета оптимальной геометрии боковых стенок кристаллизатора.

Расчет усадки сляба включает в себя расчет температурного состояния и толщины его оболочки на основеквазиравновесной теории затвердевания и последующий расчет температурных и механических деформаций под действием силы вытягивания заготовки и ферростатического давления. На рис.4 представлено сопоставление действительного характера усадки и общепринятой линейной конусности кристаллизатора.

Исходя из вида кривой усадки, предложена форма боковых стенок кристаллизатора с двойной и тройной конусностью, наилучшим образом аппроксимирующая усадку. При этом обеспечивается наличие стабильного и минимального зазора между оболочкой сляба и стенкой кристаллизатора, необходимого для поступления в качестве смазки расплавленной ШОС. На рис.5 представлен расчетный зазор для двойной и тройной конусности.

Разработан алгоритм изменения раствора и угла наклона боковых стенок кристаллизатора при изменении ширины отливаемого сляба.

-5------

0 0 0.2 0 4 0 6 0 8 1 0

Расстояние от мениска, м

Рис.4. Усадка сляба и конусность

Стабильность процесса непрерывного литья и качество поверхности слябов существенным образом зависят от конструкции механизма качания кристаллизатора и принятого режима качания. Механизм качания кристаллизатора в значительной степени влияет на возможность разливать ответственные марки стали и увеличивать скорость вытягивания слитка. Так существующие эксцентриковые механизмы качания с электромеханическим приводом имеют неустранимые конструктивные недостатки, вызывающие нарушение траектории качания. В связи с этим был разработан и изготовлен рессорный механизм качания с гидравлическим приводом, в котором отсутствуют какие либо подвижные соединения и траектория качания строго фиксирована.

1

—■» Конусность в 1% ....... Двойная конусность ——--- Тройная конусность

г

и' Л * к

/ ч.. V \

1

Расстояние от мениска м

Рис.5. Зазор между стенкой и слябом

Многочисленные исследования показали, что критерием стабильности литья является время опережения Ть, т.е. время, в течение которого скорость кристаллизатора при его ходе вниз превышает скорость слитка V. При этом величины амплитуды А и частоты f качания кристаллизатора должны быть согласованы со скоростью разливки V, так как от неё зависит величина силы вязкого трения, воздействующей на слиток.

В диссертации разработана динамическая модель взаимного движения сляба и кристаллизатора, схема которой изображена на рис.6.

Кристаллизатор Слой «смазки»

Рис.6. Динамическая система «кристаллизатор-слиток»

Уравнение движения кристаллизатора имеет вид:

mx=-kx-dx-mg-Fd(x)+P{t) (2)

где - положение, скорость и ускорение кристаллизатора вдоль оси ,

- масса кристаллизатора, линейная жесткость и коэффициент

демпфирования рессор и пружин подвески кристаллизатора, -ускорение силы тяжести, сила трения между кристаллизатором и слитком,

обусловленная наличием слоя жидкого шлака между ними, "(/)- возбуждение от системы гидравлического привода для поддержания колебаний кристаллизатора, соответствующих технологическим критериям.

Анализ уравнения движения (2) позволяет, построить универсальную зависимость для относительной амплитуды качания кристаллизатора А/УТ^ от относительного времени опережения ^Ть" f, представленную на рис.7.

Минимум на данной кривой отвечает оптимальному сочетанию амплитуды и частоты качания кристаллизатора при данной скорости вытягивания сляба.

£-А = 4.07У (3)

Откуда следует, что при заданной скорости вытягивания слитка амплитуда и частота качания удовлетворяют следующему соотношению:

2.61-!-1-!-,-1-,-

гл\-........\.........-:..........}...................I-.........*..........

2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1

ч.

Рис.7. Универсальная кривая «относительная амплитуда -относительное время опережения»

При этом реализуется максимально возможное для данного режима качания время опережения, удовлетворяющее условию :

max TV f = 0.274 (4)

Для стабильного процесса литья необходимо в каждом цикле качания иметь время опережения Tl не меньше, чем минимально допустимое значение [ Tl ] , т.е. Tl > [ Tl ] . Основное условие стабильности литья принимает вид: :maxTL = [Tl] . Выполнение данного условия дает оптимальные значения частоты и амплитуды качания :

Минимально допустимая величина времени опережения определяется прочностью затвердевшей в кристаллизаторе в применисковой зоне корочки слитка, которая в свою очередь определяется условиями трения о стенку кристаллизатора и интенсивностью теплоотвода. Рекомендуемые значения параметра времени опережения для различных сталей таковы : для малоуглеродистых сталей с содержанием углерода С<0.14% время опережения должно составлять 0.1...0.12 с; для среднеуглеродистых сталей при содержании 00.16% - 0.15 ... 0.2 с; для нержавеющих сталей типа Х18Н9Т-0.05...0.1 с.

Установлена возможность использования нерегулируемого по частоте привода механизма качания, что существенно упрощает управление процессом непрерывного литья и способствует улучшению качества поверхности слитка.

Приведенные результаты были положены в основу создания первого в России головного образца рессорного механизма качания кристаллизатора с гидравлическим приводом, работающего с малыми амплитудами и большими частотами, в том числе при несинусоидальных законах качания.

В пятой главе рассматривается принципиально новая для отечественной металлургии технология повышения качества осевой зоны сляба обжатием его в двухфазном состоянии. Для ее реализации была разработана математической модели мягкого обжатия не полностью затвердевшего непрерывного сляба, которая в дальнейшем была адаптирована к промышленным условиям эксплуатации УНРС.

Цель данной технологии состоит в устранении осевой рыхлости и осевой химической неоднородности сляба, увеличении области равноосных кристаллов. Установлено, что мягкое обжатие эффективно в конце полного затвердевания сляба, когда относительная доля твердой фазы в центре сляба составляет от 0,3 до 0,7 объема двухфазной зоны.

Для определения оптимальных параметров мягкого обжатия в первую очередь необходима информация о теплофизическом состоянии сляба, в том числе о координате конца жидкой лунки, количестве твердой и жидкой фазы в твердо-жидкой области и распределении температур по высоте и сечению непрерывнолитого сляба.

Следующим этапом является расчет напряжений и деформаций в слябе, имеющем неравномерное распределение температур в твердой фазе и твердо-жидкую центральную область, при различном давлении тянуще-обжимных валков. Критерием оптимальности технологии является максимальная компенсация усадочной пористости и недопущение образования трешин на фронте затвердевания расплава.

Важное значение имеет формулировка исходной информации о теплофизических и механических характеристиках конкретной марки разливаемой стали во всем диапазоне температур, а также размеры поперечного сечения сляба, скорость его вытягивания, режим охлаждения, как в кристаллизаторе, так и в зоне вторичного охлаждения и сама конструкция тянуще-обжимной клети.

Основными расчетными модулями всей модели обжатия являются программы расчета температурного состояния сляба и напряженно-деформированного состояния сляба при его обжатии роликами специальной многовалковой клети.

Модель температурного и фазового состояния непрерывного слитка основана на нестационарном нелинейном уравнении теплопроводности с использованием эффективной теплоемкости

(6)

(7)

где: Т- температура, с$ и с^ - теплоемкости твердой и жидкой фаз, р - плотность материала, X - коэффициент теплопроводности, Ь* - удельная теплота фазового перехода, у - относительное количество твердой фазы, Т$ и 71 - температуры солидуса и ликвидуса сплава.

Зависимость \|/(Т) определяется по квазиравновесной модели затвердевания Борисова. Методика численного решения задачи теплопроводности основана на использовании явной конечноразностной схемы. Основное влияние на темп затвердевания и конфигурацию двухфазной зоны слитков оказывает относительное содержание углерода.

На рисунке 8, в качестве примера, приведены результаты расчетов для скорости разливки 0.7 м/мин (сляб сечением 200x1000 мм2, сталь 0.4...0.45 % С) конфигурации двухфазной зоны в затвердевающем слябе (выделен эффективный интервал мягкого обжатия, когда в центральной зоне слитка относительное содержание твердой фазы находится в пределах 0.25 ... 0.75).

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Distance, ш

- f-0.9

- М 25 _ 0.73

- f=01

Рис.8. Кинетика затвердевания слябовой заготовки Определены скоростные интервалы эффективного мягкого обжатия:

Низкоуглеродистые стали 0.58 ... 0.75 м/мин 1.0 ... 1.25 м/мин Среднеуглеродистые стали 0.56 ... 0.70 м/мин 0.96 .. Л .20 м/мин Высокоуглеродистые стали 0.55 ... 0.65 м/мин 0.92 ... 1.15 м/мин

Реализация модели температурного состояния сляба в процессе разливки позволяет получить информацию о температурном поле в слябе в районе обжимной клети, фазовом составе двухфазной зоны и усадочных процессах в центре сляба. На рис.9 представлены положения изотерм, соответствующих долям жидкой фазы в 30% и 70%, в зависимости от скорости разливки для клети из четырех пар обжимных валков.

Разработана модель влияния формирующейся макроструктуры затвердевающего непрерывного слитка на образование дефектов осевой зоны сляба. Проведен анализ тепловых процессов и установлены зависимости размерных параметров дендритной структуры от режимов непрерывной разливки стали.

Результаты анализа указывают на то, что пористость возрастает при увеличении скорости непрерывного литья, температурного интервала кристаллизации расплава и при уменьшении интенсивности отвода тепла в зоне вторичного охлаждения.

18

Т-1-1-г

6|—I-1-1-1_I_I—

0 5 0 55 Об 065 07 075

Скорость разливки, м/мин

--доля жидкой фазы 30%

~ доля жидкой фазы 70%

--положение 1-го ролика ТК

--положение 2 го ролика ТК

--положение 3-го ролика ТК

—— положение 4 го ролика ТК

Рис. 9. Эффективный интервал обжатия в районе клети

Состав двухфазной зоны имеет решающее значение при разработке технологии мягкого обжатия. Обжатие эффективно при таком количестве жидкой фазы, когда подпитка усадочных пор встречает сопротивление дендритной сетки и протекает в режиме фильтрации.

За интервал времени At в рассматриваемом элементе двухфазной зоны объемом AQ среднее приращение объемной деформации усадки вычисляется как

где р1 - плотность расплава, Ар - скачок плотности при кристаллизации.

С другой стороны за счет механического деформирования сляба валками обжимной клети создается объемная деформация А £о . Расчет накопленных объемных деформаций усадки и деформирования производится шагами по времени вдоль направления вытягивания сляба. Таким образом, если при определенном усилии на обжимные валки клети будет обеспечена на выходе из очага деформирования близкая к нулю разность (е0 -Еу), то это будет означать, что данный режим мягкого обжатия обеспечивает полную компенсацию усадочных процессов в осевой зоне слитка.

Степень деформирования не должна быть больше величины, при которой возможно образование внутренних трещин в центральной зоне сляба. Кристаллизационные трещины, как правило, возникают в так называемом эффективном интервале кристаллизации. Верхняя граница интервала - температура переплетения и срастания дендритов в кристаллический каркас, а нижняя - температура реального солидуса.

В настоящее время для описания хрупкого разрушения металлических материалов при высоких температурах широко используется концепция непрерывного накопления рассеянных повреждений. В начальном неповрежденном состоянии функция поврежденности ш равна 0, при достижении происходит местное разрушение в некоторой точке

(области) тела. В связи с этим уравнение для о можно записывается в виде

®м= (9)

где £0(у) - время, при котором затвердел данный элемент слитка,

- экспериментальная зависимость времени разрушения от

эквивалентного напряжения и температуры.

Уравнение (9) позволяет описать экспериментальные данные, показывающие резкое снижение деформационной способности сплава в интервале кристаллизации. В качестве эквивалентного напряжения используется критериальное соотношение Сдобырева, учитывающие влияние максимальных растягивающих напряжений на процесс накопления повреждений и образования микротрещин.

Совместно со специалистами МГТУ им. Н.Э.Баумана была разработана методика расчета деформирования слябовой заготовки в двухфазном состоянии при обжатии валками тянущей клети.

При высокой температуре, характерной для процессов непрерывного литья стали, деформирование характеризуется существенным влиянием скоростей деформаций на величины напряжений. Это дает основание использовать в расчетах уравнение состояния нелинейно-вязкого тела. Материал центральной не затвердевшей части сляба может деформироваться с изменением объема. В связи с этим сформулированы уравнения состояния материала единым образом описывающие процесс деформирования всего сляба. Принята степенная зависимость между эффективным напряжением <5е/ и эффективной скоростью деформаций , хорошо подтверждающаяся для непрерывнолитых сталей

(те/=Ву/ыр(-кТ)^

(10)

= 1ае + РС0 >

Р = р{у,Ей-еу) (11)

где: В, к и п - постоянные материала в определенном диапазоне

температуры Т(К), определяемые экспериментально.

СГг и - интенсивности напряжений и скоростей деформаций,

Со - среднее напряжение, - скорость объемной деформации.

Параметр р определяет возможность деформирования материала с изменением объема. Он зависит в первую очередь от относительного содержания твердой фазы в рассматриваемом элементе двухфазной зоны.

Методика расчета реализована на основе метода конечных элементов в виде алгоритма определения давлений и перемещений в парах валков при мягком обжатии сляба. На рис. 10 представлена зависимость давления (атм.) на пару валков от величины обжатия сляба (мм) для различных скоростей разливки в соответствии с толщинами сляба 150, 175, 200 мм при ширине 1500 мм.

Результаты рассчитаны с использованием теплофизических свойств сталей и их механических характеристик при температурах сляба в районе тянущей клети.

Алгоритм обжатия представлен в виде соотношений, позволяющих определить необходимые усилия давления валков и их перемещения в зависимости от марки стали, размеров сечения сляба, скорости разливки как в стационарном, так и в переходных режимах работы УНРС.

Для тянуще-обжимной клети с четырьмя парами валков, имеющими независимые перемещения, давления в гидроцилиндрах для /-ой пары валков определяются следующим образом:

р. =Ь7о

Г0, где в, >5Ь

¿Ре; =

/Ч То-900

Ар0,, где < Б

•к,; кр= (6+0,5/г)/1200

(12) (13)

а2(и) _

(14)

где: ро - базовое давление в режиме транспортировки сляба без обжатия;

- добавка к базовому давлению, учитывающая состояние двухфазной зоны в районе конкретной пары валков;

к, Ъ - толщина и ширина сляба соответственно (мм); 7о - температура поверхности сляба перед тянущей клетью, °С; ^ - параметр протяженности жидкой фазы (м);

- параметры положения пар валков тянущей клети (м) вдоль технологической оси УНРС;

кр - коэффициент, учитывающий размеры поперечного сечения; к{ - коэффициенты положения пары обжимных роликов, учитывающие изменения температурного состояния слитка, по мере движения его вдоль тянущей клети.

\п1

Для стационарного режима разливки

Для нестационарного режима разливки

(15)

(16)

--200 мм, О б м/мкн

----- 176 мм, О 75 м/мкк ——— 150 мм, 1 О м/мин ■1 200 мм, О 72 м/мин, жидка.» фаза ..... 175 ^ о g м/мин, жидкая фаза ------------150 мм, 1 2 м/мкн, жидкая фаза

Интеграл берется за предшествующий моменту времени / интервал разливки длительностью /о-

Рис.10. Зависимость давления от обжатия на пару валков Параметры алгоритма aj, 0.2, k¿, to зависят от марки разливаемой стали и максимальной скорости разливки и задаются таблично. Для всех марок стали: ро:=62атм., Vo:=0,6m/mhh., iS*i = 10,00 м, 5г=10,45 м, 5з=10,90 м, 1S4—11,35 м., ¿2—1,02, Jfcf=l,05, ¿4^1,10.

Разработана методика расчета параметров осевой химической неоднородности и осевой рыхлости сляба.

На основе проведенного исследования создан головной образец УНРС с системой мягкого обжатия сляба и отработана технология устранения дефектов осевой зоны слябов.

В шестой главе изложена методика и представлены результаты экспериментального исследования технологии мягкого обжатия промышленных слябов.

Испытания разработанной технологии проводили на промышленной УНРС-1 ЭСПЦ ОАО «Северсталь» (головной образец слябовой УНРС с тянуще-обжимной клетью для обжатия сляба с не затвердевшей сердцевиной). Исследовали марки стали текущего сортамента: конструкционные низколегированные, трубные, в том числе высокопрочные с карбонитридным упрочнением, судостали, сталь для производства автолиста и др. Режимы работы тянущей клети задавались в соответствии с разработанным алгоритмом мягкого обжатия.

На опытном и сравнительном ручье отбирали темплеты для исследования макроструктуры стали. На травленых темплетах проводили балльную оценку макроструктуры. Оценивали прежде всего показатели осевой рыхлости (ОР), осевой химической неоднородности (ОХН), осевые трещины (ОТр), гнездообразные трещины (ГТр).

Проводили также оценку кристаллической структуры стали, а именно -протяженность столбчатой структуры, равноосной структуры, переходной структуры.

Металл разливали с использованием действующего режима вторичного охлаждения. Применение технологии обжатия слябов с жидкой сердцевиной позволило поднять рабочую скорость вытягивания сляба с 0,50-0,60 м/мин до 0,72 м/мин при улучшении показателей макроструктуры сляба.

Проведено сопоставление расчетных и экспериментальных результатов зависимости перемещения валков обжимной клети от давления и скорости разливки, подтвердившее правильность разработанной математической модели обжатия сляба в двухфазном состоянии.

Установлено, что в момент входа жидкой фазы в валки происходит скачок показаний датчиков перемещения (при задании постоянного давления), или скачок давления (при задании постоянного перемещения валков), т.е. показания контрольных приборов системы обжатия могут служить дополнительным средством контроля положения жидкой фазы.

Основные полученные результаты влияния мягкого обжатия на осевую рыхлость и осевую химическую неоднородность на примере стали 17Г1С представлены на рис. 11, 12.

Как можно видеть, применение «мягкого обжатия» позволяет гарантировать повышение основных показателей качества макроструктуры (ОР и ОХН) сляба на величину не менее 0,5 балла.

В седьмой главе рассмотрены технологические мероприятия по совершенствованию вторичного охлаждения сляба с точки зрения обеспечения стабильности высокого качества поверхности слябов. В отличии от существующих систем управления вторичным охлаждением, основанных на расчете температурных полей в слитке и контроле расчета по измерению температуры поверхности на выходе из зоны вторичного охлаждении (ЗВО), предлагаемая технология базируется на экспериментальном определении

Рис.11. Осевая рыхлость непрерывнолитого сляба стали 17Г1С:

Рис. 12. Осевая химическая неоднородность непрерывнолитого сляба стали 17Г1С: а - без «мягкого обжатия», б - с «мягким обжатием»

фактических коэффициентов теплоотдачи форсунок, устанавливаемых в ЗВО УНРС, с последующим расчетом режимов охлаждения на основе математических моделей термомеханических процессов в непрерывных слитках с использованием критериев трещинообразования. Для определения наилучших параметров форсунок разработана методика определения гидравлических и тепловых характеристик водяных и водовоздушных форсунок и лабораторный стенд для ее реализации. Проведены исследования ряда водовоздушных и водяных. форсунок. Программа обработки данных позволяет построить зависимости коэффициента теплоотдачи по ширине и высоте факела форсунки, зависимость коэффициента теплоотдачи от плотности орошения форсунки. Была разработана серия форсунок, существенно превосходящих как отечественные, так и зарубежные аналоги по равномерности теплоотдачи вдоль поверхности сляба.

Проведена совместная адаптация расчетной модели, изложенной в пятой главе и результатов измерений коэффициента теплоотдачи форсунок во время промышленного эксперимента на вертикальной УНРС-1 электросталеплавильного цеха ОАО «Северсталь».

Основой для описания распределения коэффициента теплоотдачи в пятне от факела водовоздушной форсунки послужили результаты экспериментального исследования орошения слитка на специальном стенде. Схема моделирования двухрядного форсуночного охлаждения сляба представлена на рис. 13.

При расчете установочных расстояний принимали во внимание, что углы сляба не должны переохлаждаться, а охлаждение сляба по широкой грани должно быть максимально равномерным.

Первое условие определяет величину параметра второе -

2а/

Рис. 13. Влияние установочных размеров форсунок на распределение плотности орошения Основные геометрические параметры зоны орошения.

- расстояние от форсунки до сляба, (3 - угол раскрытия факела,

¿у--- расстояние от угла сляба до факела форсунки,

£2у— полуширина факела форсунки,

перекрытие факелов форсунок, На рис. 14 представлены результаты расчета коэффициента теплоотдачи сдвоенных водовоздушных форсунок при различных коэффициентах перекрытия (коэффициент теплоотдачи отнесен к максимальному коэффициенту теплоотдачи в одиночном факеле)

Рассмотрен расчет накопления поврежденности в слябе с точки зрения оценки влияния термоциклирования при движении сляба на пораженность его поверхности сетчатами трещинами.

-500 0 500

Расстояние от оси слитка, км

........ одиночный факел

- Кр-0.25

- Кр-0.45

- Кр-0.65

Рис.14. Распределение относительного коэффициента теплоотдачи по ширине факела форсунок

Устранить сетчатые трещины можно в первую очередь обоснованной организацией вторичного охлаждения УНРС водовоздушной смесью, обеспечивающей равномерное и мягкое охлаждение поверхности сляба.

Разработан вариант организации вторичного охлаждения сляба, который обеспечивает:

- меньший перепад температур на поверхности сляба на всей длине ЗВО по сравнению с существующими режимами, что положительно сказалось на качестве металла осевой зоны;

- расположение форсунок, создающее равномерное распределение температур по ширине поперечного сечения сляба и практически прямолинейный фронт затвердевания, что предотвращает образование локализованных областей с незатвердевшим металлом в двухфазном состоянии и снижает «рыхлость» осевой зоны сляба;

- снижение уровня растягивающих напряжений и накопленной поврежденности в поверхностных слоях и, соответственно, торможение процесса развития поверхностных трещин.

В восьмой главе изложены результаты технической и экономической эффективности внедрения разработанных технологических решений.

В результате внедрения на головном образце УНРС-1 ЭСПЦ ОАО «Северсталь» комплекса разработанных технических решений (усовершенствованные промежуточный ковш, погружные стаканы, шлакообразующая смесь, новые кристаллизатор и механизм качания кристаллизатора, рациональная система вторичного охлаждения, тянуще-обжимная клеть с распределенным приводом) снизилось количество продольных, поперечных, паукообразных и сетчатых трещин на поверхности

непрерывнолитых слябов, улучшилась внутренняя структура слябов.

Улучшилось качество толстого листа, при том, что значительно усложнился марочный сортамент стали. В электросталеплавильном цехе ОАО «Северсталь» благодаря проведенной реконструкции увеличена доля в производстве особо ответственных групп марок стали, в том числе специального назначения.

Брак слябов по поверхностным трещинам снизился в 9 раз, брак по дефекту слябов типа «расслой» снизился в 6 раз. Отсортировка толстого листа по трещинам снизилась в 5 раз, по неметаллическим включениям - в 10 раз, по расслою - в 17 раз. Зачистка слябов по дефекту «паукообразные трещины» снизилась в 11 раз. Увеличилась средняя серийность разливки - в 2,7 раза.

Получены сертификаты Российскою Речного регистра, Российского Морского регистра, Сертификаты других членов МАКО на изготовление листовой стали для судостроения (приложение).

В ЭСПЦ ОАО «Северсталь» внедрение разработанных технических решений позволило увеличить производство непрерывнолитых слябов, снизить себестоимость непрерывнолитой заготовки за счет снижения брака, уменьшения отсортировки слябов и толстого листа и затрат на зачистку поверхности слябов.

Общий экономический эффект от внедрения составил 161178,1 тыс. рублей за период 2000 - 2002 г.г.

Результаты работы не ограничиваются существенным улучшением показателей и получением прибыли на отдельном предприятии - ОАО «Северсталь».

Разработанные технические решения могут быть использованы при реконструкции слябовых УНРС металлургических заводов РФ, СНГ и дальнего зарубежья, а также создания новых УНРС.

В качестве примера в Приложении приведен расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения разработок при реконструкции действующих в Российской Федерации слябовых УНРС. По предварительной оценке, экономический эффект составит 3,5 млрд. рублей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 1. Разработаны и внедрены новые конструкции перегородок с отверстиями и туннельные вставки, обеспечивающие удаление неметаллических включений и образование вихревых воронок, их внедрение в ЭСПЦ позволило снизить зачистку слябов по дефекту «неметаллические включения» на 20%, в 1,5 раза уменьшить отсортировку толстого листа по дефекту «раскатанное загрязнение» и в 2,5 раза при ультразвуковом контроле, дополнительное применение туннельных вставок позволило ещё снизить зачистку слябов на 21%.

2. Физическим моделированием и последующим численным анализом гидродинамики жидкой стали при истечении из отверстий погружных стаканов в кристаллизатор разработана рациональная конструкция стаканов, испытания которых в ЭСПЦ показали снижение зачистки поверхности слябов с 18,3% до 11,9%.

3. Разработаны новые составы шлакообразующей смеси для промежуточного ковша и кристаллизатора, обеспечивающие наилучшие условия формирования слябовой заготовки.

4. На основе математического моделирования разработаны основные элементы новой технологии начальной стадии формирования сляба и конструкции тонкостенного кристаллизатора с щелевыми каналами охлаждения и новым рессорным механизмом качания с гидравлическим приводом.

5. Рекомендована толщина плит кристаллизатора из холоднокатаной меди с серебром толщиной 55 мм и никелевым покрытием. Установлено, что наличие покрытия уменьшает температуру плит на 42°С и тепловой поток на 15%.

6. Получено новое численное решение проблемы усадки оболочки сляба. Разработаны модель взаимодействия формирующейся оболочки слябовой заготовки и рациональная геометрия боковых стенок кристаллизатора, позволившая увеличить их стойкость и улучшить качество поверхности сляба. Разработан алгоритм подстройки узких стенок при изменении ширины сечения сляба и марки стали.

7. Разработана динамическая модель работы кристаллизатора с рессорным механизмом качания, которая позволила установить оптимальные соотношения частоты и амплитуды качания кристаллизатора в зависимости от скорости разливки, марки стали и типа ШОС, обеспечивающие стабильность процесса непрерывной разливки и высокое качество поверхности сляба.

8. Внедрение новых кристаллизатора и механизма качания на УНРС №1 ЭСПЦ ОАО «Северсталь» позволило увеличить стойкость кристаллизатора в 1,5 раза, снизить расход чистовой меди в 5 раз и объём ремонтов в 2 раза. Поражённость слябов поверхностными дефектами уменьшилась в 5 раз без покрытия и в 10 раз с покрытием.

9. Разработаны методы расчёта температурного и деформированного состояния при мягком обжатии сляба с не полностью закристаллизовавшейся осевой зоной и составлен алгоритм, обеспечивающий эффективность новой технологии мягкого обжатия.

10.Разработана конструкция головного образца тянуще-обжимной клети вертикальной УНРС ЭСПЦ ОАО «Северсталь», и впервые в отечественной металлургии внедрена технология мягкого обжатия слябов, которая позволила улучшить макроструктуру осевой зоны сляба, снизить осевую рыхлость и осевую химическую неоднород-

ность в среднем на 0,5 балла при одновременном увеличении рабочей скорости разливки с 0,55 до 0,72 м/мин, а также значительно расширить марочный сортамент сталей для производства толстого листа с контролируемыми свойствами в Z-направлении.

11.Разработана, изготовлена и внедрена новая система вторичного охлаждения водо-воздушным туманом, гарантирующая высокое качество макроструктуры и поверхности слябов для всего марочного и размерного сортамента цеха.

12.Экономический эффект от выполненной и внедрённой работы составляет 161178,1 тыс. рублей за период 2000 - 2002 г.

13. Полученные научные результаты используются для реконструкции существующих и создания новых слябовых и блюмовых УНРС нового поколения для производства стальной заготовки ответственного назначения.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Разработка шлакообразующих смесей для МНЛЗ Белорусского металлургического завода. /Куклев А.В., Топтыгин A.M., Шейнфельд И.И., Масленников А.В., и др. //Сталь, 1992, №4, с.22-24.

2. Разработка шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали, легированной алюминием. /Куклев А.В., Тиняков В.В. Соколова С.А, //Сталь, 1998, №7, с. 19-22.

3. Совершенствование охлаждения непрерывнолитой заготовки. /Куклев А.В., Тиняков В.В., Айзин Ю.М. и др.//Сталь, 1998, №8, с.20-21.

4. Совершенствование водяного охлаждения непрерывнолитых сортовых заготовок. /Куклев А.В., Айзин Ю.М., Тиняков В.В. и др. //Сталь, 1998, №11,с.23-24.

5. Комплексная реконструкция системы вторичного охлаждения на вертикальной МНЛЗ с брусьевой поддерживающей системой. /Куклев А.В., Чумаков СМ., Айзин Ю.М., и др. //Сталь, 1998, №12, с.17-18.

6. Замена брусьевой секции на роликовую в зоне вторичеого охлаждения вертикальной МНЛЗ. /Куклев А.В., Тиняков В.В., Чумаков СМ., и др. //Сталь, 1999, №1,с.26-28.

7. Использование новых шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали в ОАО «Серп и Молот». /Куклев А.В., Какабадзе Р.В., Топтыгин А.М., и др. //Сталь, 1999, №3, с.11-13.

8. Об оценке эффективности применения порошковой проволоки для обработки металла. /Окороков Г.Н., Паршин В.М. Куклев А.В. и др. //Электрометаллургия, 2000, №4, с.21-25.

9. Огработка технологии непрерывной разливки конверторной рельсовой стали. /Федоров Л.К., Куклев А.В., Кузовков А.Я. Тиняков В.В. и др. //Сталь, 2000, №4, с. 19-21.

10. Опыт использования конверторного шлака при внепечной обработке рельсового металла. /Кузовков А.Я., Фетисов А.А., Куклев А.В. и др., //Сталь, 2000, №5, с. 23-24.

11. Разработка технологии внепечной обработки ванадийсодержащей рельсовой стали на МНЛЗ. /Федоров Л.К., Куклев А.В., Минаева Л.В.. и др., //Электрометаллургия, 2000, №9, с. 15-21.

12.Совершенствование технологии непрерывной разливки рельсовой стали. /Куклев А.В., Федоров Л.К. Тиняков В.В. и др. //Сталь, 2000, №10,с.54-56.

13.Исследование особенностей формирования непрерывнолитой заготовки при разливке рельсовой стали. /Федоров Л.К., Куклев А.В., Ильин В.И., и др.//Электрометаллургия, 2000, №10, с.36-39.

14.Обновление во время ремонта. /Куклев А.В., Айзин Ю.М., Паршин В.М. и др. //Металлы Евразии, 2000, №6, с.76-77.

15.Исследование основных дефектов структуры непрерывнолитых заготовок ванадийсодержащей рельсовой стали. /Федоров Л.К., Куклев

A.В., Ильин В.И., и др. //Электрометаллургия, 2000, №11, с.8-15.

16.Оптимизация гидравлических характеристик и тепловой работы

слябового кристаллизатора для скоростной непрерывной разливки стали. /Куклев А.В., Тиняков В.В., Данилов В.Л., и др. //Металлург, 2002, №1, с. 41-43.

17.Стабилизация температурного режима непрерывной разливки стали с помощью теплоизолирующих смесей. /Куклев А.В. Объедков А.П., Тиняков В.В. и др., //Металлург, 2001, №3, с.36-37.

18.Модернизация слябовой МНЛЗ нового поколения в электросталеплавильном цехе ОАО «Северсталь. /Уйманов В.А., Николаев Б.Н., Куклев А.В. и др., //Электрометаллургия, 2001, № 4, с.43-45.

19.Комплексное использование рудоносного песчаника Ярезского месторождения - реальный путь обеспечения индустрии России титановым сырьем. /Чистов Л.Б., Куклев А.В., Синельников В.А. и др. //Электрометаллургия, 2001, № 7, с. 3-7.

20.Результаты испытания системы мягкого обжатия непрерывнолитого сляба с жидкой сердцевиной /Луковников B.C., Куклев А.В., Айзин Ю.М. и др. //Сталь 2002, № 3, с. 57-59.

21.Исследование процессов формирования структуры стали 17Г1С при нагреве слябов под прокатку. /Куклев А.В., Соснин В.В., Поздняков

B.А., и др. //Сталь, 2002, № 7, с 71-75.

22.Разработка головного образца системы мягкого обжатия заготовки на блюмовой МНЛЗ Белорусского металлургического завода /Маточкин В.А., Айзин Ю.М. Куклев А.В. и др. //Сталь, 2003, №5, с. 25-30.

23.Куклев А.В., Соснин В.В., Поздняков В.А. О формировании осевой химической неоднородности в непрерывнолитых слябах, //Сталь, 2003, №8, с.71-75.

24.Куклев А.В. Современная концепция разработки и производства шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали, //Труды VII Конгресса сталеплавильщиков, г. Магнитогорск, 15-17 октября 2002 г., Черметинформация, М, 2003 г., с. 521-523.

25.Базовые решения в развитии технологии и оборудования непрерывной разливки стали, /Паршин В.М., Куклев А.В., Шейнфельд И.И., и др., //Сборник ЦНИИ 4M /<И.П. Бардин и металлургическая наука» М., 2003 г., с. 91-101.

26.Куклев А.В., Соснин В.В., Поздняков В.А. Механизм появления осевых трещин в непрерывнолитом слябе, //Сталь, 2004, №3, с.55-58.

27.Разработка технологии рафинирования стали от крупных неметаллических включений в промежуточном ковше УНРС. /Куклев А.В., Айзин Ю.М., Тиняков В.В. и др. //Опыт поузловой модернизации МНЛЗ с внедрением современных технологических решений в области непрерывной разливки стали: Тез. докл. Науч. конф., 26 сентября 2003, г. Орск,.2003, с.9-13.

28.Куклев А.В., Савинова НГ., Луковников B.C. Современные технологические решения, примененные при реконструкции МНЛЗ ЭСПЦ ОАО «Северсталь». //Опыт поузловой модернизации МНЛЗ с внедрением современных технологических решений в области непрерывной разливки стали: Тез. докл. Науч. конф., 26 сентября 2003 г. Орск, с. 14-21.

29.Куклев А.В., Механизм образования паукообразных сетчатых трещин и оптимизация температурно-скоростного режима охлаждения непрерывнолитых заготовок. //Энергоресурсосбережение на предприятиях металлургической и горной промышленности (новые решения) ООО «НПО «Санкт-Петербургская Электротехническая компания»: Тез. докл. Науч. конф., г. Санкт-Петербург, 19-22 января 2004 г, с. 15-16.

30.Куклев А.В., Тиняков В.В., «Исследование на холодной модели взаимодействия металлической и шлаковой фаз при непрерывной разливке стали», //Труды X российской конференции «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов», Том.З, Экспериментальные исследования структуры и свойств шлаковых расплавов, Екатеринбург-Челябинск, 2002 г., с. 64-69.

31.Разработка серии форсунок для системы водяного и водовоздушного вторичного охлаждения слябовых УНРС. /Тиняков В.В., Куклев А.В., Айзин Ю.М. и др. //2-ая международная научно-практическая конференция «Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии», Москва 3-5 декабря 2002 г. с.306-308.

32.Разработка режимов вторичного охлаждения непрерывной разливки" слябов высокопрочной трубной стали на криволинейных и вертикальных УНРС. /Тиняков В.В., Куклев A.B., Капитанов В.А. и др. //2-ая международная научно-практическая конференция

«Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии», Москва, 3-5 декабря 2002 г. с.304-305.

33.Исследование связи металлургического наводороживания с образованием сетчатых трещин в непрерывнолитых заготовках и толстом листе. /Куклев А.В., Айзин Ю.М., Сергеев А.И. и др. //Второй международный симпозиум «Безопасность и экономика водородного транспорта», IFSSEHT, 2003 г. Сборник тезисов, с.98.

34.Куклев А.В. «Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали» //Патент РФ № 2148470 по заявке № 98122005 от 04.12.1998 RU С17В22Д11/111/

35. «Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали». /Айзин Ю.М., Ильин В.И., Куклев А.В. и др. //Патент РФ № 2145266 по заявке №98101606 от 27.01.1998 RU C1 7В22Д11/00

36.«Способ непрерывного литья». /Ламухин А.М., Куклев А.В., Айзин Ю.М. и др. //Патент РФ № 2226138 С2 7В22Д 11/12

37.«Шлакообразующая смесь». /Барсегян В.В., Топтыгин A.M., Куклев В.А. и др. //Патент РБ № 6411 от 14.07.95А1 по заявке SU 1775478 А1 С 21 С 5/54

38.Изучение структуры механизмов образования трещин в непрерывнолитых слябах/Куклев А.В., Соснин В.В. и др//Сталь, 2004, №10,с.70-75.

39.Физическая модель образования поверхностных трещин в слябах,

/Куклев А.В., Соснин В.В. и др//Сталь, 2004, №11, с.95-98.

Подписано в печвть_15.11._2004 заказ _255_объём 2.0 п.л. Тираж 100 экз.

Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана

Введение

1. Основные направления совершенствования технологии непрерывной разливки стали в условиях действующего производства

1.1. Анализ типичных дефектов слябов при непрерывном литье

1.2. Совершенствование использования промежуточного ковша

1.3! Модернизация погружных стаканов.

1.4. Использование теплоизолирующих и шлакообразующих смесей.

1.5. Совершенствование конструкции кристаллизатора и механизма его качания

1.6. Использование обжатия сляба с не полностью затвердевшей осевой зоной.

1.7. Оптимизация системы вторичного охлаждения сляба.

1.8. Выводы и задачи исследований.

2. Разработка технологии рафинирования стали от неметаллических включений в промежуточном ковше и в кристаллизаторе УНРС

2.1. Особенности подготовки металла к разливке.

2.2. Основные закономерности и уравнения состояния расплава.

2.3. Физическое моделирование гидродинамики промежуточного ковша и кристаллизатора.

2.4. Экспериментальные исследования потоков расплава и перемещения шлаковых включений в промежуточном ковше на гидравлическом стенде.

2.4.1. Результаты экспериментального исследования гидродинамических процессов в промежуточном ковше емкостью 15 т на гидравлическом стенде.

2.4.2. Результаты экспериментального исследования гидродинамических процессов в промежуточном ковше емкостью 50 т на гидравлическом стенде.

2.5. Численное моделирование гидродинамики промежуточного ковша.

2.6. Рекомендации для промышленных испытаний 15 т и 50 т промежуточного ковша УНРС.

2.7. Физико-математическое моделирование гидродинамических процессов в кристаллизаторе.

2.7.1. Результаты экспериментального исследования потоков расплава и перемещения примесных образований на гидравлическом стенде.

2.7.2. Численное моделирование гидродинамических и тепловых процессов в кристаллизаторе.

2.8. Рекомендации для промышленных испытаний погружных стаканов.

Выводы по главе.

3. Промышленные испытания разработанной технологии рафинирования металла в промежуточном ковше и в кристаллизаторе УНРС

3.1. Промышленные испытания промежуточного ковша в

ЭСПЦ ОАО «Северсталь».

3.2. Промышленные испытания промежуточного ковша в

ККЦ ОАО «Северсталь».

3.3. Испытание промежуточного ковша с туннельными вставками-вихрегасителями.

3.4. Определение параметров конструкции промежуточных ковшей с перегородками.

3.5. Промышленные испытания опытных погружных стаканов.

3.6. Разработка теплоизолирующей смеси для защиты металла в промежуточном ковше.

3.7. Разработка составов шлакообразующих смесей для отливки слябов толщиной 150, 175 и 200 мм.

Выводы по главе.

4. Совершенствование технологии начальной стадии формирования сляба в кристаллизаторе

4.1. Теоретический анализ тепловой работы кристаллизатора.

4.2. Оптимизация конструкции тонкостенного кристаллизатора с щелевыми каналами.

4.3. Влияние износостойкого покрытия внутренних стенок кристаллизатора на его тепловую работу.

4.4. Анализ и оптимизация формирования оболочки слитка в слябовом кристаллизаторе.

4.4.1.Модель усадки стали с учётом теплообмена и деформирования.

4.4.2. Разработка оптимальной геометрии боковых стенок слябового кристаллизатора.

4.5. Разработка оптимальных режимов качания кристаллизатора

4.5.1.Критерии стабильности процесса вытягивания слитка из кристаллизатора.

4.5.2. Динамический анализ процесса качания кристаллизатора

4.5.3. Методика расчета оптимальных параметров закона качания кристаллизатора.

Выводы по главе.

5. Разработка технологии повышения качества осевой зоны сляба обжатием его в двухфазном состоянии

5.1. Теоретическая модель обжатия сляба с незатвердевшей сердцевиной

5.2. Методика расчета температурного состояния непрерывного слитка.

5.3. Методика расчета обжатия слитка в роликах тянущей клети

5.4. Математическая модель разрушения кристаллизующихся металлических сплавов.

5.5. Разработка алгоритма определения давлений и перемещений в парах роликов при «мягком обжатии» сляба.

5.6. Расчет деформации непрерывнолитого сляба при заданном давлении обжатия.

5.7. Разработка модели влияния формирующейся макроструктуры затвердевающего непрерывного слитка на образование дефектов осевой зоны сляба.

5.7.1. Анализ тепловых процессов и установление зависимости размерных параметров дендритной структуры от режимов непрерывной разливки стали.

5.7.2. Расчет параметров осевой химической неоднородности и осевой рыхлости сляба

Выводы по главе.

6. Экспериментальное исследование технологии мягкого обжатия промышленных слябов

6.1. Методика проведения промышленного эксперимента.

6.2. Измерения геометрии слябов, разлитых при промышленных испытаниях системы.

6.3. Исследование макроструктуры опытных слябов.

6.4. Зависимости деформации обжатия слябов от скорости вытягивания.

6.5. Зависимость перемещения валков от величины давления в гидроцилиндрах тянущей клети.

6.6. Зависимости перемещений валков от глубины жидкой фазы в слитке.

6.7. Исследование обжатия сляба с жидкой сердцевиной при заданном значении датчиков перемещения.

6.8. Статистический анализ факторов, оказывающих наибольшее влияние на осевую рыхлость и осевую химическую неоднородность.

6.8.1. Осевая рыхлость.

6.8.2. Осевая химическая неоднородность.

6.9. Анализ эффективности влияния мягкого обжатия на параметры макроструктуры непрерывнолитого сляба.

Выводы по главе.

7. Разработка рациональной технологии вторичного охлаждения непрерывного сляба

7.1. Расчетно-экспериментальная методика определения характеристик теплоотдачи сляба при водовоздушном охлаждении

7.2. Адаптация расчетно-экспериментальной методики к условиям промышленной УНРС

7.3. Расчет охлаждения сляба и определение допустимых скоростей разливки

7.4. Влияние термоциклирования на качество поверхности сляба . 328 Выводы по главе.

8. Техническая и экономическая эффективность внедрения разработанных технологических решений

Основным направлением развития черной металлургии в современных условиях является повышение качества продукции, снижение себестоимости продукции, энергопотребления и экологической нагрузки на окружающую среду. На решение этих проблем существенное влияние оказывает развитие технологии непрерывной разливки стали. Технические достижения в этой области позволили производить широкий сортамент сталей повышенного качества. Однако, требования к качеству стальной продукции со стороны потребителей, в первую очередь к стальному листу, в последние годы значительно возросли. Это связано с появлением промышленного оборудования нового поколения, надежно работающего в более жестких условиях.

Так, для реализации принятой программы освоения новых месторождений нефти и газа, строительства новых и реконструкции существующих газо- и нефтепроводов необходимы трубы диаметром 1620 мм для работы под давлением 120 бар в условиях низких температур северных районов России. При этом требуется свести риск аварийного разрыва трубы к минимуму, так как авария таких трубопроводов приводит к значительному экологическому и экономическому ущербу. Для производства труб требуется лист с повышенными требованиями к макроструктуре и качеству поверхности.

Аналогичные высокие требования предъявляются к качеству листа для судостроения. Строительство буровых платформ для освоения шельфа северных морей и крупнотоннажных морских судов, в том числе нефтеналивных, требует лист повышенной прочности, ударной вязкости и свариваемости с однородностью свойств в Ъ направлении, что должно обеспечить надежность их эксплуатации и снизить риск морских аварий и катастроф.

Другой вид продукции с повышенным требованием к качеству металла - холоднокатаный лист для автомобилестроения. Для создания конкурентоспособного легкового автомобиля необходимо снизить вес несущего кузова и его элементов, повысить его коррозионную стойкость и улучшить внешний вид.

В то же время приходится признать, что используемые в настоящее время на металлургических заводах России УНРС не позволяют достигнуть требуемых показателей по качеству и сортаменту металла. В последние десятилетия наблюдается отставание отечественных разработок в области создания УНРС от мирового уровня. Это привело к тому, что российские металлургические заводы стремятся получить импортные УНРС, в том числе не самые современные. Такое положение недопустимо, так как оно консервирует техническое отставание, как отечественной черной металлургии, так и отечественного тяжелого машиностроения. Вышеуказанными обстоятельствами обусловлена актуальность темы диссертационной работы.

В настоящей работе представлены эффективные пути преодоления такого отставания и результаты многолетних комплексных наукоемких технологических разработок по узловой модернизации существующих машин непрерывной разливки стали, позволяющие вывести производство непрерывнолитых слябов на мировой уровень.

Целью работы и ее основным содержанием являлось создание технологии непрерывной разливки трубной стали, стали для судостроения и автостроения с улучшенной макроструктурой и высоким качеством поверхности; разработка необходимых для реализации новой технологии математических моделей протекания процессов формирования непрерывно литой заготовки, анализ которых позволил выработать новые конструкции основных элементов УНРС и алгоритмы их функционирования, обеспечивающие стабильно высокое качество получаемых слябов.

Работа включает в себя теоретические, расчетные, лабораторные и промышленные исследования, на основе которых разработан комплекс технологических и технических решений, позволивших создать путем реконструкции существующих слябовых УНРС принципиально новую отечественную УНРС, обеспечивающую высокую производительность ответственных марок сталей при существенном улучшении качества как внутренней структуры, так и поверхности слябов.

На защиту выносятся следующие основные результаты, обладающие научной новизной:

1. Методика и результаты физического и математического моделирования движения жидкой стали в промежуточном ковше и в кристаллизаторе с учетом содержащихся в расплаве неметаллических включений и разработка на их основе новых конструкций промковша и погружных стаканов, обеспечивающих эффективное рафинирование стали.

2. Методика подбора оптимального состава шлакообразующих смесей для защиты металла в промежуточных ковшах и в кристаллизаторах, а также конкретные новые композиции промышленных смесей.

3. Математическая модель и методика расчета формирования оболочки непрерывнолитого сляба в кристаллизаторе и разработка на их основе новой конструкции тонкостенного кристаллизатора с щелевыми каналами охлаждения, износостойким покрытием, переменной конусностью, оснащенного рессорным механизмом качания, для которого установлены оптимальные режимы качания, обеспечивающие стабильность процесса литья и высокое качество поверхности заготовки.

4. Методика и результаты физического и математического моделирования теплогидравлической работы системы вторичного водовоздушного охлаждения непрерывнолитой заготовки и разработка новой конструкции распыляющих форсунок, а также их оптимального расположения вдоль поверхности слябовой заготовки.

5. Анализ влияния цикличности изменения температуры поверхности заготовки в зоне вторичного охлаждения, а также состояния рабочей поверхности стенок кристаллизатора на качество поверхности сляба и разработка рациональных режимов мягкого водовоздушного охлаждения, предотвращающего развитие поверхностных дефектов.

6. Математическая модель и методика расчета температурного и деформированного состояния при обжатии заготовки с не полностью затвердевшей сердцевиной, обеспечивающие прогнозирование качества макроструктуры сляба.

7. Алгоритм осуществления мягкого обжатия сляба с помощью новой тянуще-обжимной клети в зависимости от скорости разливки и марочного и размерного сортамента слябов, гарантирующий устранение осевой рыхлости и осевой химической неоднородности.

8. Результаты промышленного внедрения и освоения новой технологии мягкого обжатия сляба и рекомендации по ее совершенствованию.

В работе предложены новые научно-обоснованные технологические решения, достоверность которых подтверждена использованием строгих физико-математических методов исследования и результатами лабораторных и промышленных экспериментов.

Работа выполнена в Центре непрерывной разливки стали ФГУП ЦНИИЧЕРМЕТ им. И.П.Бардина в соответствии с планами научно-технических и хоздоговорных работ с различными отечественными и зарубежными предприятиями и организациями. Результаты диссертационной работы докладывались на многих научно-технических конференциях и конгрессах сталеплавильщиков, опубликованы в научных журналах и трудах, наиболее важные результаты защищены патентами Российской Федерации.

Практическая ценность диссертационной работы состоит в создании на основе полученных научных результатов новой УНРС мирового уровня на ОАО «Северсталь», показавшей высокую производительность и высокое качество отливаемых слябов. Разработанные технические и технологические решения обладают общностью и универсальностью и могут быть применимы для широкого класса УНРС как слябовых, так и блюмовых.

Содержание диссертационной работы представляет собой решение крупной научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение для совершенствования технологии непрерывной разливки стали и конструкции УНРС, эффективного контроля и управления технологическим процессом литья, существенного повышения качества металлопродукции .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Осуществление поставленных в данной работе задач по созданию технологии непрерывной разливки сталей ответственного назначения, обеспечивающей стабильно высокое качество продукции и увеличение производительности УНРС, оказалось возможным при радикальной модернизации действующей УНРС №1 ЭСПЦ ОАО «Северсталь» на основании научных и практических результатов, полученных в ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований.

1. С помощью гидравлических моделей разработана методика и определены зависимости распределения скоростей потоков металла в промежуточных ковшах УНРС различной конструкции, закономерности всплывания модельных твердых и жидких включений и поведения покровного шлака в промежуточных ковшах УНРС, условий образования вихрей на свободной поверхности металла.

2. На основании физического и математического моделирования разработаны и внедрены новые конструкции полнопрофильных перегородок с отверстиями и туннельные вставки — вихрегасители, обеспечивающие наилучшие условия удаления неметаллических включений и подавления образования вихревых воронок и захвата ими покровного шлака промежуточного ковша.

3. Разработаны оптимальная форма 15 т промежуточного ковша для вертикальной УНРС и 50 т ковша для криволинейной УНРС , а также усовершенствованные составы огнеупора для торкретирования футеровки промежуточного ковша и теплоизолирующей шлаковой смеси.

4. Проведены промышленные испытания разработанной технологии в кислородно-конверторном цехе ОАО «Северсталь» при производстве стали для автолиста и в электросталеплавильном цехе ОАО «Северсталь» при производстве стали для толстого листа.

5. Применение полнопрофильных перегородок при производстве стали для толстого листа в ЭСПЦ позволили на 20 % снизить зачистку слябов по дефекту «неметаллические включения», в 1,5 раза уменьшить отсортировку толстого листа по дефекту «раскатанное загрязнение» и в 2,5 раза отсортировку при ультразвуковом контроле.

6. Применение полнопрофильных перегородок при производстве стали для холоднокатаного листа в ККЦ позволили увеличить процент слябов с показателем макроструктуры «точечная неоднородность» не более 1,0 балла и в 3 раза снизить отсортировку холоднокатаного листа марок 08Ю, 08пс и др. по дефектам металлургического происхождения (неметаллические включения и плена).

7. Применение туннельных вставок совместно с полнопрофильными перегородками позволило на 21 % (по сравнению с промежуточным ковшом с только одними полнопрофильными перегородками) снизить зачистку слябов и на 32,5 % отсортировку холоднокатаного листа по металлургическим дефектам (с 0,33 до 0,22 %).

8. Физическим моделированием на гидравлическом стенде установлены базовые параметры конструкции погружных стаканов, которые были затем оптимизированы с помощью численного моделирования гидродинамики жидкой стали при истечении из отверстий стаканов в кристаллизатор, а также проведено численное моделирование влияния скоростей и траекторий течения расплава на распределение тепловых потоков на поверхности кристаллизатора.

9. Наилучшие результаты показывают разливочные стаканы с овальными боковыми отверстиями высотой 90 мм и шириной 60 мм при ломанной или сглаженной верхней кромкой (до -15° на выходе) и наклонной вверх до +10° нижней кромкой и с донышком, имеющим форму обратного конуса с углом при вершине 5. 10°, при заглублении не менее 200 мм.

10. Разработаны новые конструкции погружных стаканов и состав шлакообразующей смеси для разливки сталей ответственного назначения при повышенных скоростях вытягивания сляба.

11. Испытания опытных погружных стаканов в ЭСПЦ показали общее снижение зачистки поверхности слябов с 18,3% до 11,9% по неметаллическим включениям и паукообразным трещинам, также снизилась отсортировка толстого листа по дефектам поверхности и возросла стойкость стаканов. Опытные стаканы оказали слабое влияние на изменение макроструктуры слябов. Несколько снизились показатели осевой рыхлости.

12. Испытания опытных погружных стаканов в ККЦ выявили общую тенденцию формирования широкой и менее плотной зоны точечной неоднородности и увеличение максимальной глубины залегания дефектов, что создает предпосылки к уменьшению вероятности выкатывания дефекта на поверхность холоднокатаного листа.

13. На основе физико-математического моделирования разработаны основные элементы новой технологии и конструкции тонкостенного кристаллизатора с щелевыми каналами охлаждения и новым рессорным механизмом качания с гидравлическим приводом.

14. Установлено, что тепловая работа кристаллизатора с щелевыми каналами и однократным использованием воды значительно эффективнее кристаллизатора со сверлеными каналами с петлевой схемой охлаждения тем, что при этом обеспечивается более интенсивное охлаждение и более равномерный теплоотвод от слитка к стенке кристаллизатора.

15. Проведена оптимизация геометрических параметров щелевых каналов в стенках кристаллизатора, а также толщины и материала плит. Рекомендована толщина 55 мм, материал - холоднокатаная медь с серебром.

16. Исследовано влияние никелевого покрытия внутренних стенок кристаллизатора на его тепловую работу. Установлено, что величина теплового потока, отводимого от слитка уменьшается на 15% , а температура меди на уровне мениска снижается на 42° С.

17. Разработана модель взаимодействия формирующейся оболочки сляба со стенкой кристаллизатора с учетом тепловых, механических и кристаллизационных процессов, позволившая рассчитать реальную усадку слитка и изменение зазора между оболочкой и стенкой.

18. Выполнена оптимизация геометрии узких стенок кристаллизатора в виде нелинейной конусности, позволившая увеличить их стойкость и улучшить качество поверхности сляба. Разработан алгоритм подстройки узких стенок при изменении ширины сечения сляба и марки стали.

19. Разработана динамическая модель кристаллизатора с рессорным механизмом качания и гидравлическим приводом, учитывающая влияние шлакообразующей смеси, которая позволила установить оптимальные соотношения частоты и амплитуды качания кристаллизатора в зависимости от скорости разливки и марки стали, обеспечивающие стабильность процесса непрерывной разливки и высокое качество поверхности сляба.

20. Практика эксплуатации новых разработок кристаллизатора и механизма качания на УНРС №1 ЭСПЦ ОАО «Северсталь» показала, что стойкость кристаллизатора возросла в 1,5 раза; расход чистовой меди сократился в 5 раз; объем ремонтов уменьшился в 2 раза при сохранении высокого качества металла.

21. Разработаны математические модели и осуществлены расчеты затвердевания и одновременного деформирования сляба с не полностью закристаллизовавшейся осевой зоной и возможного при этом образования внутренних трещин, осевой ликвации и пористости.

22. Результаты теоретического анализа использованы для разработки конструкции головного образца тянуще-обжимной клети вертикальной УНРС ЭСПЦ ОАО «Северсталь» и внедрения впервые в отечественной металлургии технологии «мягкого обжатия» слябов.

23. Разработан алгоритм мягкого обжатия в двух модификациях: А) управление обжатием сляба, путем задания необходимого давления в гидроцилиндрах прижимных роликов; Б) управление обжатием сляба, путем задания необходимого перемещения прижимных роликов. Алгоритм описывает как стационарный режим работы УНРС, так и динамические режимы разливки.

24. Установлены оптимальные значения усилий на ролики в режиме управления давлением и оптимальные значения обжатий каждой парой роликов в режиме управления перемещением, а также установлены предельные значения скорости вытягивания сляба и его обжатия в зависимости от толщины сечения и марки стали.

25. Внедрение разработанной технологии мягкого обжатия сляба позволило улучшить макроструктуру осевой зоны сляба, снизить такие дефекты, как осевая рыхлость, осевая химическая неоднородность в среднем на 0,5 балла при одновременном увеличении рабочей скорости разливки с 0,55 м/мин до 0,72 м/мин.

26. В момент входа жидкой фазы в валки происходит скачок показаний датчиков перемещения (при задании постоянного давления), или скачок давления (при задании постоянного перемещения валков), т.е. показания контрольных приборов системы обжатия могут служить дополнительным средством контроля положения жидкой фазы.

27. Использование технологии «мягкого обжатия» сляба позволило значительно расширить марочный сортамент низколегированных сталей ответственного назначения и обеспечить производство толстого листа с контролируемыми свойствами в Ъ - направлении.

28. На основе экспериментальных исследований теплогидравлических характеристик водовоздушных форсунок охлаждения на специально созданном лабораторном стенде и математического моделирования разработана, изготовлена и внедрена новая система вторичного охлаждения УНРС во до-воздушным туманом.

29. Разработана методика расчетно-экспериментального определения истинных величин коэффициента теплоотдачи орошаемой поверхности сляба и определения оптимального расположения двухрядных форсунок вдоль зоны вторичного охлаждения.

30. Разработаны и испытаны новые широкодиапазонные водовоздушные форсунки, обеспечивающие мягкий режим охлаждения, оригинальные конструкции смесительных узлов водовоздушных коллекторов.

31. Проанализированы причины возникновения поверхностных трещин в слябе, разработана методика расчета влияния на их развитие термоциклирования и определены режимы водовоздушного мягкого охлаждения, исключающие развитие поверхностных трещин.

32. Определены рациональные режимы водовоздушного вторичного охлаждения УНРС №1 ЭСПЦ ОАО «Северсталь» и допускаемые скорости разливки, гарантирующие высокое качество макроструктуры и поверхности слябов для всего марочного и размерного сортамента цеха.

1. Теория непрерывной разливки. / Рутес B.C., Аскольдов В.Н., Евтеев Д.П. и др. М.: Металлургия, 1971. 294 с.

2. Непрерывная разливка стали в заготовки крупного сечения. / Чижиков А.Н., Перминов В.П., Иохимович B.JI. и др. М.: Металлургия, 1970.— 136 с.

3. Глазков А.В., Моралев Б.И., Чигринов М.Г. Производство непрерывно-литых заготовок. М.: Металлургия. 1975. - 103 с.

4. Достижения в области непрерывной разливки стали: Тр. межд. конгресса: Перевод с английского. Евтеева Д.П., Колыбалова И.Н. -М.: Металлургия, 1987. 224 с.

5. Марченко И.К. Полунепрерывное литье стали. — М.: Металлургия, 1986.-226 с.

6. Кудрин В.А. Обработки стали на установках непрерывной разливки. / Итоги науки и техники. Серия: производство чугуна и стали. Т.20. -М.: ВИНИТИ, 1990. с. 61-116.

7. Скворцов А.А., Акименко А.Д., Ульянов В.А. Влияние внешних воздействий на процесс формирования слитков и заготовок. — М.: Металлургия, 1991. — 216 с.

8. Swirling Effect in Immersion Nozzle on Flow and Heat in Billet Continuous Casting Mold / Yokoga S., Takagi S., Jgushl M. et al. // ISIJ International. 1998. 38. №8. p. 827-833.

9. Control of mollen street flow in a continuous casting mold by two static magnetic fields covering whole width / J.Akira et al. // Zairyo no prosesu. Correct Advances in Materials and Processes, 1996. 9, №4 P.618-619.

10. Improving quality of flat rolled products using electromagnetic brake (EMBR) in continuous costing / S.G.Collberg, H.R.Hackl, P.I.Hanlay et al. // Iron and Steel Engineer. 1996 №7 P.24-28.

11. Improvement of surface defect of CC stab by a new submerging nozzle / T.Tetsuji et al.// Zaizyoto Prosesu. Current Advances in Materials and Processes. 1996,9,№4-P.606-607.

12. Control of flow in CC mold by imposing swirling motion in the immersion nozzle/ Y. Shinichro et al.// Zairyo to prosesu. Current advances in Materials and Processes, 1996, 9, №4. P. 608-609.

13. Тепловые процессы при непрерывном литье стали / Ю.А. Самойлович, С.А. Крулевецкий, В.А. Горяипов, З.Н. Кабаков. — М.: Металлургия, 1982. — 152с.

14. Моделирование способов разливки металла в кристаллизатор УНРС / Е.Н. Астров, Г.Е. Тягунов, Р.Н. Чепарев, Ю.И. Комаров // Нерперывная разливка стали: Темат. сб. научн. тр. МЧМ СССР (ЦНИИЧМ). Вып.2. М.: Металлургия, 1974. - с. 105-110.

15. Котельников В.И., Чуднер Р.В., Кузелев М.Я. Истечение газовых пузырей из затолненного сопла. // Технология машиностроения. Сб. немец, тр. / Минвуз РСФСР(ТПИ). Тула: ТЛИ, 1975. - с. 52-59.

16. Акименко А.Д., Гуськов А.И., Скворцов А.П. Исследование гидродинамики разливки стали в кристаллизаторы УНРС. // Проблемы стального слитка. Тр. 5 конф. по слитку. — М.: Металлургия, 1974. — с.640-653.

17. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент (справочник) /Под редакцией В.А.Григорьева и В.М.Зорина. М.: Энергоиздат, 1982.-510 с.

18. Журавлев В.П., Китаев Е.М. Теплофизика формирования непрерывного слитка. М.: Металлургия, 1974. - 215с.

19. Формирование слитков при внешних воздействиях / Ульянов В.А., Бутаков Б.Н., Ризун А.Р. и др. Киев: Наукова думка, 1989. - 212с.

20. Сладкоштеев В.Т., Ахтырский В.Л., Потанин Р.В. Качество стали при непрерывной разливке. М.: Металлургия, 1973. - 308 с.

21. Китаев Е.М. Затвердевание стальных слитков. М.: Металлургия, 1982.-168с.

22. Качество слитка спокойной стали / М.И. Колосов, А.Н. Строганов, Ю.Д. Смирнов, Б.П. Охримович. М.: Металлургия, 1973. -408с.

23. Рудой Л.С., Баптизманский В.Н. Производительность машин непрерывного литья заготовок. Киев: Техника, 1982. - 152с.

24. Соболев В.В., Трефилов П.Н. Оптимизация тепловых режимов затвердевания расплавов. Красноярск: КГУ, 1996. - 154с.

25. Оптимизация режимов затвердевания непрерывного слитка / В.А. Берзинь, В.Н. Жевлаков, Я.Я. Клявинь и др. Рига: Закате, 1977. — 148с.

26. Бусленко И.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. — 126 с.

27. Основы моделирования сложных систем. / Дыхненко Л.Н., Кабаненко В.Ф., Кузьмин И.В. и др. Киев: Высшая школа, 1982. - 224 с.

28. Марков Б.Л., Киранов A.A. Физическое моделирование в металлургии. М.: Металлургия, 1984. — 119 с.

29. Экспериментальные методы определения гидродинамических параметров при течении жидких металлов. / В.П. Гребенюк, В.А. Ефимов, А.Д. Акименко и др. Киев: ИПЛ АН УССР, 1975. - 89 с.

30. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа, 1973. -245 с.

31. Гухман АА. Применение теории подобия и исследование процессов теплообмена. М.: Высшая школа, 1974. - 326 с.

32. Акименко А.Д., Скворцов A.A., Гуськов А.И. Принципы исследования разливки стали на гидравлических моделях. //

33. Физические методы моделирования разливки металла. Сб. научных трудов. Киев: ИПЛ АН УССР, 1975. - с. 21-27.

34. Quality control of scabs by electromagnetic flow modification/AT. Takeniko et al./ Zairyo to prosesu, Current Advances in Materials and Processes, 1996, 9, №4. P. 614-615.

35. Акименко А.Д., Скворцов A.A., Гуськов А.И. Выбор масштабов моделирования при исследовании гидродинамики стальных слитков. / Известия вузов. 4M, 1983 №3. с. 119-122.

36. Хазен М.М., Казакевич Ф.П., Грицевский М.Е. Общая теплотехника. М.: Высшая школа.- 1966.- 250 с.

37. В.М.Нисковских, С.Е.Карлинский, А.Д.Беренов. Машины непрерывного литья слябовых заготовок. М.: Металлургия. - 1991. -272 с.

38. Зубарев А.Г. Теория и технология производства стали для MHJ13. -М.: Металлургия, 1986. 232 с.

39. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок. Емельянов В.А. ред., Учебн. пособие для вузов. М.: Металлургия.- 1988.- 143 с.

40. Нехендзи Ю.А. Стальное литьё. М:Металлургиздат.- 1948г.- 199 с.

41. Усадочные процессы в металлах.// Труды III совещания по теории литейных процессов./ Издательство АН СССР.- 1960г.-300 с.

42. Данилов B.JL, Зарубин C.B. Анализ деформирования и степени поврежденности плоского непрерывного слитка // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1985.- № 1.- С. 97-102.

43. Зарубин C.B. Критерий высокотемпературного хрупкого разрушения и оптимизация геометрической оси MHJI3 //Конструирование, расчет и исследование MHJI3 криволинейного типа.- Свердловск: НИИТяжМаш, 1989. С. 86-98.

44. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. - 840 с.

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

46. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

47. Харша П. Модели переноса кинетической энергии // Турбулентность. Принципы и применения. М.: Мир, 1980. г С.207-261.

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

49. Singhai А.К., Spalding D.B. Prediction of two-dimensional boundary layers with the aid of the "k-e" model of turbulence // Computer methods in applied mechanics and engineering. 1981. - V.25. - P. 365-383.

50. Исаев C.A., Леонтьев А.И., Усачев A.E. Методологические аспекты численного моделирования динамики вихревых структур и теплообмена в вязких турбулентных течениях // Известия АН. Энергетика. 1996. - №4. -С. 133-141.

51. Бират Ж.-П., Шоне Ж. Электромагнитное перемешивание при непрерывной разливке заготовок блумов и слябов // Достижения в области непрерывной разливки стали. М.: Металлургия, 1987. - С. 98-116.

52. Коннор Дж., Бреббиа К. Метод конечных элементов в механике жидкости. Л.: Судостроение, 1979. - 264 с.

53. Арутюнян Н.Х., Колмановский В.Б. Теория ползучести неоднородных тел. М.: Наука, 1983. - 336 с.

54. Данилов В.Л., Зарубин C.B. Анализ деформирования поддерживающих роликов при нестационарных режимах работы MHJI3 // Расчеты на прочность. 1989. - Вып. 29. - С. 129-135.

55. Житомирский И.С., Лихт М.К., Чебанова Т.С. К теории напряжений в твердых телах с повижными границами // Тепловые напряжения в элементах конструкций. Киев, 1966. - Вып. 6. - С. 227-235.

56. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1975. - 400 с.

57. Исследование деформационных характеристик литой стали 20 в области температур предплавления / В.Л.Колмогоров, В.А.Чичигин, Б.М.Антошечкин и др. // Изв. АН СССР. Металлы. 1978. - №4. - С. 150156.

58. О природе образования внутренних трещин при деформировании непрерывного слитка в двухфазном состоянии / И.Н.Шифрин, А.А.Целиков, В.Л.Данилов, В.Б.Ганкин и др. // Прогрессивные способы получения стальных слитков. Киев, 1980. - С. 17-23.

59. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966. - 752 с.

60. В.А. Ефимов. Разливка и кристаллизация стали , М., Металлургия.-1976,- 240 с.

61. Труды I Всесоюзной конференции по непрерывной разливке стали. АН СССР. М.,- 1956, с.5-49.

62. А.И. Манохин. Получение однородной стали. М., 1978, 224 с

63. В.И.Ахтырский. Исследование осевой ликвации при непрерывной разливке спокойной углеродистой стали: Автореф. дис. канд. техн. наук, Харьков, 1968,130 с.

64. B.C. Рутес, А.А. Николаев, В.И. Ахтырский. Образование внутренних дефектов в квадратных слитках при непрерывной разливке стали.// Сталь, 1960, №3, с.20-26

65. I.I. Moore. The Application of Electromagnetic stirring in the continuous casting of steel.// Continuous casting, V.VIII, 1984, p. 121

66. Причины возникновения и предупреждение образования осевой ликвации в высокоуглеродистых стальных блюмах. Материалы фирмы "Чайна стал корпорейшн", КНР, 1988, Т.1, с.223,234

67. Технология производства рельсов на фирме "VOEST-Alpine Stahl". Материалы фирмы "VOEST-Alpine Stahl", Австрия, 1988

68. Н.Н. Лопотышкин Строение осевой зоны непрерывнолитого слитка и качество металла.// Сталь, 1969, №1, с.23-26.

69. Новости черной металлургии за рубежом, №4,1997 с.74-76

70. Справочник "Специальные способы литья" под ред. Ефимова В.А. М., Машиностроение, 1991. 320 с.

71. Особености процессов кристаллизации и структурообразования слябов, отлитых на криволинейных МНЛЗ./ Н.И. Ревтов, О.Б. Исаев, О.В. Носоченко, В.В. Емельянов, И.Г. Николаева.// "Известия Вузов", ЧМ, №3, 1992 с.25-28

72. В.А. Ефимов, А.С. Эльдарханов Современные технологии разливки и кристаллизации сплавов, М., Машиностроение. 1998 , 360 с.

73. Влияние электромагнитного перемешивания на структуру непрерывного слитка./ В.В. Соболев, П.М. Трефилов, И.Н. Шифрин, А.Р. Баккал, Н.Г. Романова.// Известия Вузов, Черная металлургия №3, 1992 с.21-28.

74. С.П. Ефименко, B.JI. Пелюшенко, А.Н. Смирнов. Пульсационное перемешивание металлургических расплавов, М., Металлургия, 1989.

75. Bytne М., Gramb A.W. Operationg experience with large tundishes// 70th Steelmak. Conf. Prac. Vol.70: Pittsburg Meet., March 29-Apr.l, 1987,-P.81-90.

76. Kataoka C. Development of refractories for steelmaking in Japan // Refractories. 1996. V/48. #5. P.201-217.

77. А.Яманака, E. Окуда Мягкое обжатие круглой непрерывнолитой заготовки с незатвердевшей сердцевиной, Дзайре то пуросэку, 1995, Т.8. №4, с.948.

78. Е. Танидзава, С. Тада, Е. Окура и др. Эффективность редуцирования при обжатии не полностью затвердевшей заготовки.// Дзайре то пуросэсу, 1995, Т.8, №4, с.949.

79. Т. Мотида, С. Итояма, Н. Бэссе и др. Возникновение внутренних трещин вследствии обжатия неполностью затвердевшей заготовки.// Дзайре то пуросэсу, 1995, Т.8, №4.с.950.

80. К. Харсте, К.Г. Такке, Критерии расчета слябовых MHJ13 с высокими требованиями к качеству непрерывнолитой заготовки.// Черные металлы, апрель 1998, с.24-38.

81. Новая MHJI3 фирмы Dillinger Hutter первый этап производства толстых листов с наивысшими требованиями к качеству.// К. Харсте, И. Клингбайль, Ф. Швинн, Н. Баннеберг, Б. Бергман Черные металлы, июль 2000 с.47-53.

82. Development of thin slab casting equipment for liquid core reduction.// Takeuchi Isamu et al./ Zaireo to Prosesu, 1996, V.9, №1.P.76.

83. K.S. Oh, J.K. Park, O.D. Kwon et al. Quality ivprovement of continuosly cast blooms for high grade tire cord steel./ Iron and Steelmaker, 1996, №3. P. 65-68.

84. X. Мисуми, Т. Касама, Т. Сэки и др. Ликвация в слитке, подвергнутого обжатию с неполностью затвердевшей сердцевиной./ Дзайре то пуросэсу, 1994. Т.7. №4 с.1212.

85. М. Миядзава и др. Регулирование макроликвации в непрерывнолитом блюме из высокоуглеродистой стали с применением легкого обжатия дисковыми валками./ Тэцу то хаганэ, 1994, №9 с.721-725.

86. Isibe Kohichi.The effect of liquid-core large reduction on internal quality of cast bloom.// Zairyo to procsesu Current Advances in Materials and Processes, 1996,9 №4, c.845.

87. Hagakawa S., Shinkai M. Inprovement of Center Quality of Continuous Cast Round Bloom with Solf Reduction.//3-rd Europen Conferenct on Continuos Casting, c. 925-937.

88. Б.Линдорфер, К. Мервальд Технологические модульные узлы для высокоэффективного литья слябов.// Металлургическое производство и технология металлургических процессов. Дюссельдорф: Штальайзен мбХ, 1999. - С. 32-41.

89. Harste К., Klingbeil J., Schmitz W., Weyer A., Hartmann R. Construction of a New Vertical Caster at Dilliinger Huttenwerke. MPT International. -1998.-P. 112-122.

90. Improvement of Internal Quality of Continuously Cast Slabs./ Tate M., Masui A., Koinori S., Ishiguro M., Murakami K., Miyahara S.//NKK Technical Report. Overseas № 36. 1982. - P.65-77.

91. Improvement of CC Slab Center Segregation./ Izutani M., Soejima Т., Saito Т., Kobayasi J., Ayata К.// Concast Technology, Zurich. №12. - 1988.-P.23-28.

92. Production of Hydrogen Induced Cracking (HIC) Resistant Steel by CC Soft Reduction./ Yamada M., Ogibayashi S., Nezuka M., Mukai T.// Steelmaking Conference Proceedings. 1988. - P. 77-85.

93. Постнов JI.M., Гуляев Б.Б. Исследование механических свойств стали в период затвердевания и анализ процесса образования горячих трещин при непрерывной разливке./ Сб. «Непрерывная разливка стали». М., Издательство АН СССР, 1956.- с. 15-19.

94. Ю.И. Бойцов, B.JI. Данилов, A.M. Локощенко, С.А. Шестериков Исследование ползучести металлов при растяжении. М., Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 1997. 100 с.

95. В.Л. Данилов, С.В. Зарубин Исследование деформирования и прочности слитка при проектировании машин непрерывного литья заготовок // Расчеты на прочность. М., Машиностроение, 1987. вып. 28. С. 105-117.

96. В.Т. Борисов Теория двухфазной зоны металлического слитка. М.: Металлургия, 1987. 220 с.

97. Коздоба Л.А. Решение нелинейных задач теплопроводности. Киев: Наукова думка, 1976.

98. В.В. Соболев, П.М. Трефилов Теплофизика затвердевания металла при непрерывном литье. М.: Металлургия, 1988. - 160 с.

99. К.И. Романов Механика горячего формоизменения металлов. М.: Машиностроение, 1993. - 240 с.

100. Теория ковки и штамповки / Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.JI.

101. Колмогоров и др. М.: Машиностроение, 1992. - 720 с.

102. Бойл Дж., Спенс Дж. Анализ напряжений в конструкциях при ползучести. М.: Мир, 1986. - 360 с.

103. Теория пластических деформаций металлов/ Е.П. Унксов,

104. У.Джонсон, B.JI. Колмогоров и др.- М.: Машиностроение, 1983.- 598 с.

105. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. М.: Мир, 1985.-509 с.

106. B.JI. Данилов, C.B. Зарубин Деформирование слябовой заготовки в тянущих роликах при непрерывной разливке стали. // Динамика, прочность и износостойкость машин. Международный журнал на электронных носителях. Вып 6, февраль 2000 г. С.73-80.

107. Шусторович В.М., Патрикеев B.C., Энгоян A.M. Исследование прочности слитка при его затвердевании в кристаллизаторе MHJ13./ Сталь.- №9,- 1979.- с. 21-25.

108. П.И. Полухин, Г.Я. Гун, A.M. Галкин Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983. - 352 с.

109. Hunt J.D. In Solidification and casting of metals. /The Metals Society, London. 1979.- p.42.

110. Освоение устройств «Динафлекс» и «Гидровам» для улучшения работы МНЛЗ/ Харалдсон Т., Пирнер К., Айдингер X., Молнар Й. //Сталь. 2001. № 4. С. 53-55.

111. Heede H., Frauenhuber К., Moerwad К. Advanced equipment for high performance casters // Steelmak. Conf. Proc. 1999. P. 141-151.

112. П. Штадлер, К. Хаген, П. Хаммершмид, К. Швердфегер // 4M. 1982. №9. с.12-21.

113. Miyazawa К., Schwerdtfeger К. // Arch. Eisenhutten. 1981. v.52. №11.р.415-422.

114. Brody D., Flemings M.C. // Trans. Metall. Soc. AIME. 1966. v.236. №5. p.615-624.

115. Martin C.L., Favier D., Suery M. Experimental measure of the bulk deformation and liquid pressure of a semi-solid specimen under drained and undrained conditions // Proceeding of Alloys and Composition. — Sheffield, 1996. P. 51-57.

116. Прохоров H.H. О межкристаллической прочности металлов при сварке // Известия АН СССР. ОТН. 1955. - № 11. - С. 34-49.

117. Прохоров H.H., Бодай М.П. Механические свойства алюминиевых сплавов в интервале температур кристаллизации при сварке // Сварочное производство. 1958,- № 2.- С. 1-6.

118. Закономерности ползучести и длительной прочности /под ред С.А.Шестерикова. М.: Машиностроение, 1983. - 101 с.

119. Качанов JI.M. Теория ползучести. М.: Физматгиз, 1960. - 455 с.

120. Данилов B.JL, Зарубин С.В. Численное моделирование движения фронта разрушения в затвердевающем теле // Известия РАН. Механика твердого тела. 1994. - № 1. - С. 80-85.

121. Martin C.L., Favier D., Suery M. Experimental measure of the bulk deformation and liquid pressure of a semi-solid specimen under drained and undrained conditions // Proceeding of Alloys and Composition. — Sheffield, 1996. P. 51-57.

122. Исимацу X., Накаи М., Повышение стойкости огнеупоров промежуточных ковшей//, Тайкабуцу. 1993. т.45 №10 с. 578-579.

123. Наканиси X., Кувано С., Ямамото С. Применение неформованных огнеупоров в промежуточных ковшах// Дзайрё ту пуросэку. 1993. т.6. №4 с. 1098.

124. С.А. Голованенко Новые стали и технические схемы производства толстого листа для газопроводных труб большого диаметра.// Металлы 2002 г. №5 с. 36-46.

125. Yuji М., Hidenark К., Nagayasi В. et al, Inclusion separation from molten steel in tundish with rotation electromagnetic field//Tetsu to Hagane, 1996.v.82.№6 p.40-45

126. Nam S., Kim J., Production of clean steel in Pohand works//3rd Europ. Conf. Continuous Casting.1998. p.39-44.

127. Trontman S. et al, Plasma tundish heating at Nucor Steel — Nebraska//Iron and Steel Eng. 1995.v.73.№l 1.p.39-44.

128. Chapellier P., Jacquot J., Sosin L. Twin-bloom casting of high carbon steels at SOLLAC: 4 Year of Continuous Improvement//3rd Europ. Conf. Continuous Casting.1998.p.583-591.

129. Newschutz D., Stadler P. Bebber H. Arc heating in the tundish with a graphite electrode in comparison to a metallic plasma torch// Steel Res. 1996.v.67.№l l.p.475-478.

130. A.M. Поживанов, А.П. Шаповалов, Е.И. Ермолаева//Сталь, №9, 1987 с.24-26

131. Wilmotte S. Research deiven recent developments in continuous casting//3rd Europ. Conf. Continuous Casting.l998.p.845-855.

132. Savage J. A new reciprocating mould cycle to improve surface quality of continuosly cast steel// Jron and Coal Trades Review.- 1961.-v. 182, # 4839.

133. Miki Y., Thomas Brian G. Mathematical modeling of inclusion separation in tundish//Current Advanc. Mater. Proc. 1998. №11. p.870.

134. Ефремов Г.В. Управление процессом рафинирования стали в промежуточном ковше//, Сталь.2001. № 4.

135. Фильтрация стали в процессе непрерывной разливки./ A.JI. Либерман, И.В. Дубровин, В.А. Коржавин, В.А. Зубов и др.// Сталь.- 1992- №4- с. 16-18.

136. Лякишев Н.П., Шалимов А.Г. Развитие технологии непрерывной разливки стали, М., ЭЛИЗ, 2002. 208 с.

137. Nakasima К. Equipment and materials for tundish wet gunning//Refractories. 1995>v.47 №6. p.315-320.

138. Очагова И. Неформованные огнеупоры в черной металлургии//Новости черной металлургии за рубежом. 1996.№3.с.139-147,

139. Sninagava Н., Нага Т., Isida М. Miltiple use of tundish permanent lining by castable// Refractories. 1996. v.48. №12 p.662-663.

140. Tananf H. Molten steel in tundish//HoBocra черной металлургии за рубежом. 1995. №3. с.64-67.

141. Swirling Flow Effect in Submerged Entry Nozzle on Bulk Flow in High Throughput Slab Continuous Casting Mold./Yokoya, S.Takagi, S.Ootani et al.// ISIY International.-2001.-41.- № 10.- c.1208-1214,

142. Swirling Flow Effect in Bottomless Immersion Nozzle on Bulk Flow in High Throughput Slab Continuous Casting Mold./ S.Yokoya, S.Takagi, K.Tada at al.// ISIY International.-2001.-41. -№ 10.- c.1201-1207,

143. Механика жидкости и газа./ Под ред. проф. д.т.н. А.Н. Минаева, М., Металлургия, 1987, 301 с.

144. Уманец В.И. Исследование и разработка основных технологических параметров УНРС, определяющих качество поверзности непрерывного слитка трубных сталей./ Диссертация на соиск. ученой степени к.т.н. -Москва.- ЦНИИЧМ.-1977.- с.210.

145. Лебедев В.И., Евтеев Д.П. Оптимальные параметры синусоидального закона возвратно-поступательного движения кристаллизатора.// Сталь.-1973.-№4- с. 23-27.

146. Кобелев В.А. Условия применимости синусоидального закона качания кристаллизатора УНРС.// Сталь.-1967.-№6-с.9-12.

147. Энгоян A.M. Определение оптимальной частоты качания кристаллизатора МНЛЗ.//Сталь.-1982-№ 10-с. 16-19.

148. Левин М.З., Пироженко Н.Г., Дюдкин Д.А. Об оптимальных параметрах синусоидального графика движения кристаллизатора.// Сталь.-1975.-№2- с. 16-18.

149. Никулин А.Ю. Математическое моделирование движения сферической твердой добавки в турбулентной металлической ванне./ Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. // М.

150. Черметинформация, 2003, с. 153-160.

151. Разработка и освоение технологии производства «чистых» сталей на ОАО «Северсталь»./ С.Д.Зинченко, А.М.Ломухин, В.Г.Гордон и др.// Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 214-219.

152. Совершенствование технологии разливки стали при производстве слябов на скоростной УНРС./ А.М.Ломухин, В.Г.Гордон, А.Г.Лунев и др.// Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 523-524.

153. Восстановление мест износа узких стенок кристаллизаторов путем нанесения газотермических покрытий./А.Е.Титлянов, А.Г. Радюк. А.Е. Глебовский, А.Г. Якоев.// Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 606-607.

154. Шатохин С.Е., Хаап Р. Современные водовоздушные форсунки для вторичного охлаждения непрерывнолитых заготовок./ Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 611-613.

155. Парфенов Е.П., Буланов JI.B., Авдонин С.Ю. Разработка алгоритма динамического слежения за концом лунки жидкой фазы на участке мягкого обжатия.// Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 619-623.

156. Исследование механизмов взаимодействия непрерывнолитой заготовки с гильзой кристаллизатора MHJI3./ И.Ф.Гончаревич, Г.Н.Еланский, А.И.Косырев, К.Р.Штурм.// Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 626-628.

157. Дуб A.B. Роль расплава при затвердевании металлов./ Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 637-642.

158. Математическое моделирование процесса «мягкого обжатия» непрерывно-литой заготовки./ Н.А.Юровский, Л.В.Буланов, A.A. Смирнов, В.Ю.Авдонин.// Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 665-668.

159. Production of Hydrogen Induced Cracking (HIC) Resistant Steel by CC Soft Reduction./ Yamada M., Ogibayashi S., Nezuka M., Mukai T.// Steelmaking Conference Proceedings. 1988. - P. 77-85.

160. Евтеев Д.П., Колыбалов Н.Л. Непрерывное литье стали. -М.; Металлургия, 1984.-200 с.

161. Бровман М.Я., Рамишвили Ш.Д., Тавадзе Ф.Н., и др. Теплообмен между слитком и кристаллизатором в условиях МНЛЗ. Сб. Непрерывная разливка металлов. Изд-во Мецниереба, Тбилиси, 1976. с.27-36.

162. Бровман МЛ., Рамишвили Ш.Д., Доборджгинидзе С.П. Ползучесть металлов в процессе кристаллизации. Сб. Непрерывная разливка металлов. Изд-во Мецниереба, Тбилиси, 1976. с.56-62.

163. Анализ изменения температуры слитков MHJI3 под кристаллизатором./ Бровман М.Я., Римен В.Х., Рамишвили Ш.Д., Доборджгинидзе СИЛ Сб. Непрерывная разливка металлов. Изд-во Мецниереба, Тбилиси, 1976. с.76-88.

164. Бровман М.Я., Доборджгинидзе С.П. Расчет энергосиловых параметров вторичного охлаждения MHJI3. Сб. Непрерывная разливка металлов. Изд-во Мецниереба, Тбилиси, 1976. с.88-101.

165. Ганкин В.Б. Совершенствование технологии непрерывного литья слябов и крупных блюмов за рубежом. М., 1983. Черметинформация, Вып.5, 32 стр.

166. Совершенствование технологии разливки слябов шириной более 2000 мм./ Тахаутдинов P.C., Бодяев Ю.А., Корнеев В.М., Алексеев B.JI.// Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2003, с. 552-555.

167. Непрерывная разливка стали на радиальных установках. /Сладкоштеев В.Т., Потанин Р.В., Суладзе О.Н., Рутес B.C. М.¡Металлургия, 1974,-200 с.

168. Акименко А.Д., Скворцов A.A., Гуськов А.И. Исследование вынужденных и свободных циркуляционных потоков на водных моделях.// Непрерывное литье стали. Сб. научных трудов.-М.:Металлургия,1976. Вып.З, с. 45-53.

169. Акименко А.Д., Котельников В.Н. Особенности гидродинамики заполнения сталеразливочных ковшей при боковой продувке. //Вопросы судостроения.-М.: Судостроение. 1978. №10, с. 46-57.

170. Исследование непрерывной разливки стали. / Под ред. Д.П. Лина . Пер. с англ. М.¡Металлургия, 1982. 200 с.

171. Власов H.H., Король В.В., Радя B.C. Разливка черных металлов. — М.: Металлургия, 1987. 272 с.

172. Глубокая очистка стали а промковше УНРС при помощи перегородки из СаО.// Тэцу то хаганэ. Iron and Steel Just. Jap. -1986.-72 ,#4-P.203.

173. Изучение влияния примесей на кинетику кристаллизации железа.//В.С.Дуб, Н.А.Хлямонов, А.Л.Лобова и др.//Теплофизика стального слитка: Сб. научных трудов.-Киев. ИПЛ АН УССР, 1980.-С.41-46.

174. Рудой Л.С., Баптизманский В.Н. Производительность машин непрерывного литья заготовок.- Киев.:Техника, 1982.-152 с.

175. Энергосберегающая технология регулирования температуры жидкой стали./ Кац Я., Кириленко В., Шалимов Ал., Щахпазов Е. // Сталь, 1997. №9, с. 24-29.

176. Способ рафинирования стали в промежуточном ковше УНРС устройство для его осуществления, Приоритетная справка № 2002111968 от 06.05.2002.//Куклев A.B., Тиняков В.В.

177. Способ рафинирования стали в промежуточном ковше УНРС устройство для его осуществления, Приоритетная справка № 2002106175 от 07.03.2002.//Куклев A.B., Тиняков В.В.

178. Куклев A.B., Тиняков В.В., Соколова A.B., Лунев А.Г., Ламухин A.M. Разработка шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали. // Сталь, №7, 1998. с. 19-20.

179. Куклев A.B., Какабадзе Р.В., Топтыгин A.M., и др. //Использование новых щлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали в АО «Серп и молот». /Сталь, № 3. 1999. с. 11-15.

180. Куклев A.B., Тиняков В.В., Данилов В.Л., Зарубин C.B. Оптимизация гидравлических характеристик работы слябового кристаллизатора для скоростной разливки стали. /Металлург, № 1. 2000. с. 41-43.

181. Куклев A.B., Объедков А.П., Тиняков В.В., и др. Стабилизация температурного режима непрерывной разливки стали с помощью теплоизолирующих смесей./ Металлург, № 3, 2001. с. 36-37.

182. Яух Р., Якоби X., Литтершайдт Г., и др. Металлургическая обработка металла при непрерывной разливке с целью повышения степени чистоты.// Черные металлы. № 6. -1994. с. 3-11.

183. Технологические мероприятия по улучшению качества поверхности непрерывнолитых слябов./Р.Хаммер, Г.Бехер, А.Диннер и др.// Черные металлы. № 6. -1994. с. 11- 18.

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

185. Дюдкин Д.А. Качество непрерывно литой стальной заготовки. Киев: Тэхника. 1988. 253 с.

186. Дефекты стали. Справочник. Под ред. С.М. Новокщеновой и М.И. Виноград. М.: Металлургия. 1984.199 с.

187. Brimacombe J.K., Sorimachi К. Crack formation in the continuous casting of steel // Metall. Trans. B. 1977. V.8. №3, p.489-505.

188. Зардеман Ю., Шреве Г. Влияние сталеразливочной смеси на трещинообразование при непрерывной разливке стали // Черные металлы. 1991. №12, с.58-65.

189. Hiebler Н., Zirngast J., Bemhard Ch. Inner crack formation in continuous casting: strain or criterion? // 77-th Steelmaking conference proceedings. Chicago Meeting. V.77.1994, p. 405-415.

190. Процессы непрерывной разливки./ Смирнов А.Н., Пилюшенко В.А., Минаев А.А., Момот С.В., Белобров Ю.Н.//Донецк: ДонНТУ. 2002. 536 с.

191. Флендер Р., Вюнненберг К. Образование внутренних трещин в непрерывнолитых заготовках // Черныые металлы. 1983. №23, с.24-32.

192. О механизме образования трещин на поверхности непрерывнолитых слитков./ Ермолаева Е.И., Урбанович Л.И., Угарова С.П., Гиря А.П., Шаповалов А.П.// Известия АН. Металлы. 1981. №1, с. 90-94.

193. Hiroshi Kametani. Fractal analysis of the surface cracks on continuosly cast steel slabs // Metall. Trans. 1998. V.29B. №6, p.1261-1267.

194. Sorimachi K., Brimakombe J.K. Improvements in mathematical modeling of stresses in continuous casting of steel // Ironmaking and steelmaking. 1977. V. 4. №4, p. 240-245.

195. Структурные механизмы и условия образования трещин в слябах в процессе непрерывной разливки. I. Виды трещин и основные факторы, влияющие на условия их образования./ Куклев A.B., Соснин В.В., Виноградов В.В., Поздняков В.А // Сталь. 2004. №6, с.

196. Куклев A.B., Соснин В. В., Поздняков В.А. Физическая модель образования осевых трещин в слябе в процессе непрерывной разливки // Сталь. 2004. №5. с.

197. Куклев A.B., Соснин В. В., Поздняков В.А. Физическая модель образования паукообразных трещин в непрерывно-литых слитках // Сталь. 2004. №1, с.63-65.

198. Диаграммы горячей деформации, структура и свойства сталей./ Справочник. Под ред. M.JI. Бернштейна. М.: Металлургия. 1989. 544 с.

199. Фрост Г.Д., Эшби М.Ф. Карты механизмов деформации. Ч.: Металлургия 1989. 325 с.

200. Kwong A., O'Brien S., Zinni М. The Design and Start-up of the Granular Mold Flux Feeder at Stelco Hilton Works Slab and Bloom Casters // Steelmak. Conf. Proc. 2000. P. 263-267.

201. Самойлович Ю.А. Микрокомпьютер в решении задач кристаллизации слитка. М.: Металлургия. 1986. 182 с.

202. Мирсалимов В.М., Емельянов В.А. Напряженное состояние и качество непрерывного слитка. М.: Металлургия. 1990. 151 с.

203. Пальмерс А., Этьен А., Миньон Ж. Расчет механических и термических напряжений в непрерывнолитой заготовке // Черные металлы. 1979. №19, с.3-11.

204. Initial development of thermal and stress fields in continuously cast steel billets./ Kelly J.E., Michalek K.P., СГConnor T.G., Thomas B.G., Dantzig J.A. // Metall. Trans. 1988. V.19A. №12, p.2589-2601.

205. Grill A. Cooling system to prevent centerline cracks in continuously cast steel billets // Ironmaking and steelmaking. 1979. V.6. №2, p.62-67.

206. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах. М.: Мир. 1978. 806 с.

207. Энергосиловые параметры установок непрерывной разливки стали./ Бровман М.Я., Сурин Е.В., Грузин В.Г. и др. М.: Металлургия, 1969. 282с.

208. Lankford W.T. Some considerations of strength and ductility in the continuous- casting process // Metall. Trans. 1972. V.3. №6, p. 1331-1357.

209. Основные направления развития процесса непрерывного литья./ Тавадзе Ф.Н., Бровман М.Я., Рамишвили Ш.Д., Римен В.Х. М.: Наука. 1982. 216 с.

210. Barber В., Perkins A. Strand deformation in continuouscasting // Ironmaking Steelmaking. 1989. V.16. №6, p. 406-411.

211. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа. 1980. 368 с.

212. Евтушенко А.А., Сулим Г.Т. Концентрация напряжений возле полости, заполненной жидкостью // ФХММ. 1980. №6, с.70-73.

213. Mori Т., Okabe М., Мига Т. Diffusional relaxation around a second phase particle // Acta Met. 1980. V.28. №3, p. 319-325.

214. Rappaz M., Drezet J.M., Gremaud M. A new hot-tearing criterion // Metall. Trans. 1999. V.30A. №1, p.449-455.

215. Соколов И.М. Размерности и другие геометрические критические показателив теории протекания // УФН. 1986. Т. 150, в.2, с. 221-255.

216. Куклев A.B., Соснин В. В., Поздняков В.А.О формировании осевой химической неоднородности в непрерывнолитых слябах // Сталь. 2003. №8, с.73-75.

217. Влияние структурных превращений на образование поверхностных трещин в непрерывнолитых слябах./ Уманец В.И, Разумов С.Д., Поживанов A.M., Шаповалов А.П., Ларин A.B. // Сталь. 1982. №5. с.21-22.

218. Снижение пораженности непрерывнолитых слябов сетчатыми трещинами при повышенной скорости разливки./ Паршин В. М., Разумов С. Д., Молчанов О. Е., Шейнфельд И. И., Монич О.Д. //Сталь. 1986. №9, с.ЗЗ-34.

219. Разработка шлакообразующих смесей для МНЛЗ Белорусского металлургического завода./ Куклев A.B., Топтыгин A.M., Шейнфельд И.И., Масленников A.B., Оленченко A.B.// Сталь, №4, 1992, с.22-24.

220. Совершенствование охлаждения непрерывнолитой заготовки./ Куклев A.B., Тиняков В.В., Айзин Ю.М., Паршин В.М.// Сталь, №8, с.20-21.

221. Совершенствование водяного охлаждения непрерывнолитых сортовых заготовок./ Куклев A.B., Айзин Ю.М., Тиняков В.В., Топтыгин A.M., Гуляев М.П., Фоменко А.П.// Сталь, № 11, 1998, с.23-24.

222. Комплексная реконструкция системы вторичного охлаждения на вертикальной МНЛЗ с брусьевой поддерживающей системой./ Куклев A.B., Чумаков С.М., Айзин Ю.М., Паршин В.М., Тиняков В.В., Савинова Н.Г. // Сталь, №12, 1998 с. 17-18.

223. Замена брусьевой секции на роликовую в зоне вторичеого охлаждения вертикальной МНЛЗ./ Куклев A.B., Тиняков В.В., Чумаков С.М., Айзин Ю.М., Уйманов В. А. // Сталь, №1, 1999, с.26.

224. Об оценке эффективности применения порошковой проволоки для обработки металла./ Окороков Г.Н., Паршин В.М. Куклев A.B., Корзун В.К., Трегубенко ВВ.// Электрометаллургия, №4 2000 г., с.21-25.

225. Отработка технологии непрерывной разливки конверторной рельсовой стали/ Федоров JI.K., Куклев A.B., Кузовков А.Я. Тиняков В.В., Ильин В.И, Чигринов М.Г.// Сталь, №4, 2000 г., с. 19-21.

226. Опыт использования конверторного шлака при внепечной обработке рельсового металла./ Кузовков А .Я., Фетисов A.A., Федоров JI.K., Минаева Л.В., Куклев A.B.// Сталь, №5, 2000 г, с 23-24.

227. Разработка технологии внепечной обработки ванадийсодержащей рельсовой стали на МНЛЗ./ Федоров Л.К., Куклев A.B., Минаева JI.B. Тиняков В.В., Окороков Т.Н.// Электрометаллургия, №9, 2000 г. с. 15-21.

228. Совершенствование технологии непрерывной разливки рельсовой стали./ Куклев A.B., Федоров Л.К. Тиняков В.В., Объедков А.П. Милютин Н.М., Черкасов В.Б.// Сталь, №10,2000 г. с.54-56.

229. Исследование особенностей формирования непрерывнолитой заготовки при разливке рельсовой стали./ Федоров Л.К., Куклев A.B., Ильин В.И., Минаева Л.В., Тиняков В.В., Окороков Г.Н.// Электрометаллургия, №10, 2000 г. с.36-39.

230. Обновление во время ремонта./ Куклев A.B., Айзин Ю.М., Паршин В.М., Тиняков В.В.// Металлы Евразии, №6,2000 г. с.76-77.

231. Исследование основных дефектов структуры непрерывнолитых заготовок ванадийсодержащей рельсовой стали./ Федоров Л.К., Куклев A.B., Ильин В.И., Минаева Л.В., Тиняков В.В., Окороков Г.Н.// Электрометаллургия, № 11, 2000 г. с.8-15.

232. Комплексное использование рудоносного песчаника Ярезского месторождения реальный путь обеспечения индустрии России титановым сырьем./ Чистов Л.Б., ТрегубенкоВ.В., Корзун В.К., Пранович A.A.,

233. Окороков Г.Н., Паршин В.М., Куклев A.B., Синельников В.А., Филиппов Г.А.// Электрометаллургия, № 7, 2001 г., с. 3-7.

234. Результаты испытания системы мягкого обжатия непрерывнолитого сляба с жидкой сердцевиной./ Луковников B.C., Куклев A.B., Айзин Ю.М., Паршин В.М., Тиняков В.В., Глазунов С.Д., Короп В.Я.// Сталь № 3, 2002 г., с. 57-59.

235. Исследование процессов формирования структуры стали 17Г1С при нагреве слябов под прокатку./ Куклев A.B., Соснин В.В., Поздняков В.А., Баранцева И.В.// Сталь, № 7,2002 г. с 71-75.

236. Разработка головного образца системы мягкого обжатия заготовки на блюмовой MHJI3 Белорусского металлургического завода./ Маточкин В.А., Стеблов А.Б., Айзин Ю.М. Куклев A.B., Топтыгин A.M., Тиняков В.В.// Сталь, №5,2003 г., с. 25-30.

237. Куклев A.B. Современная концепция разработки и производства шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали, Труды VII Конгресса сталеплавильщиков, г. Магнитогорск, 15-17 октября 2002 г., Черметинформация, М., 2003 г., с. 521-523.

238. Базовые решения в развитии технологии и оборудования непрерывной разливки стали./ Паршин В.М., Куклев A.B., Шейнфельд И.И., Ларин A.B.// Сборник ЦНИИЧМ «И.П. Бардин и металлургическая наука», М., 2003 г., с. 91-101.

239. Куклев A.B., Соснин В.В., Поздняков В.А. Механизм появления осевых трещин в непрерывнолитом слябе.// Сталь, №3,2004 г., с.55-58.

240. Исследование связи металлургического наводороживания с образованием сетчатых трещин в непрерывнолитых заготовках и толстом листе./ Куклев A.B., Айзин Ю.М., Сергеев А.И., Соснин В.В., Ламухин

241. A.M., Балдаев Б.Я.// Второй международный симпозиум «Безопасность и экономика водородного транспорта», IFSSEHT, 2003 г. Сборник тезисов, с.98.

242. Патент РФ № 2148470 по заявке № 98122005 от 04.12.1998 RU CI 7В 22Д 11/111 «Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали». /Куклев A.B., Топтыгин A.M., Тиняков В.В. и др.

243. Патент РФ № 2145532 по заявке № 98101605 от 27.01.1998 RU С1 7В22Д 11/00./ Куклев A.B., Айзин Ю.М., Топтыгин A.M. и др.

244. Заявка на изобретение № 99126570/20(028550) от 23.12.1999. Положительное решение от 25.02.2000, «Теплоизолирующая смесь для непрерывной разливки стали»./ Куклев A.B., Топтыгин A.M., Полозов Е.Г., Объедков А.П., Айзин Ю.М., Соколова С.А.

245. Патент РФ № 2226138 С2 7В22Д 11/12 «Способ непрерывного литья»./ Ламухин A.M., Лунев А.Г., Зиборов A.B., Ванжа Г.Ю., Савинова Н.Г., Куклев A.B., Айзин Ю.М., Паршин В.М., Тиняков В.В., Луковников B.C., Глазунов С.Д., Данилов В.Л.

246. Патент РБ № 6411 от 14.07.95А1 по заявке SU 1775478 AI С 21 С 5/54 «Шлакообразующая смесь»./ Барсегян В.В., Топтыгин A.M., Куклев В.А., Бобкова О.С., Холодный В.А., Дегтяников С.Н., Оленченко A.B., Донсков

247. B.Н., Кушнарев H.H., Пичугин В.В.

248. Оптимизация гидродинамических характеристик промежуточного ковша УНРС с целью удаления экзогенных неметаллических включений./А.В.Куклев, В.В.Тиняков, Ю.М.Айзин и др. //Металлург.-№4.-2004.- с. 6-10.