автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Совершенствование тепловой работы кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок с защитными покрытиями рабочих стенок

На правах рукописи

ЗАЙЦЕВ Алексей Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ РАБОТЫ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК С ЗАЩИТНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ РАБОЧИХ СТЕНОК

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Череповец - 2005

Работа выполнена в Череповецком государственном университете.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Калягин Юрий Александрович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Осипов Юрий Романович

- кандидат технических наук

Белоусов Андрей Владимирович

Ведущее предприятие - ООО «Энергоремонт», г. Череповец

Защита диссертации состоится «9» декабря 2005 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.297.01 в Череповецком государственном университете по адресу: 162600, г. Череповец Вологодской обл., пр. Луначарского, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Череповецкого государственного университета.

Автореферат разослан « \ » а пА&А 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Никонова Е.Л.

2006^ з

191 (оО

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В настоящее время во всём мире уделяется огромное внимание снижению себестоимости выпускаемой продукции при увеличении её качества и наращивании объёмов производства. В условиях металлургии и, в частности, в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) эти направления находят место в совершенствовании процесса непрерывной разливки. Одним из наиболее важных звеньев в технологической цепочке производства слябов являются кристаллизаторы машин непрерывного литья заготовок. Назначение кристаллизатора - отвод тепла от расплавленного металла для образования корочки непрерывного литого слитка такой толщины и прочности, чтобы она не разрушалась под действием ферростатического давления и сил трения. Наиболее перспективной разработкой для увеличения межремонтного периода является использование защитных покрытий. В силу применения покрытий ещё более актуальным вопросом становится тепловая работа кристаллизатора, которой необходимо уделять всестороннее внимание.

Совершенствование работы МНЛЗ обусловлено нахождением взаимосвязи тепловой работы кристаллизаторов с износостойкостью рабочих стенок с защитными покрытиями, в связи с чем задачи по исследованию теплопередачи при непрерывной разливке ставятся в ряд наиболее важных задач теплотехники в металлургическом производстве.

Цель работы.

Повышение эксплуатационной стойкости рабочих стенок кристаллизатора МНЛЗ путём применения защитных покрытий, на основе исследования тепловых и механических воздействий.

Задачи работы.

В ходе выполнения работы поставлены следующие задачи:

1. Обосновать методику нахождения температурного поля стенки кристаллизатора с защитным покрытием.

2. Определить степень и характер влияния материала, толщины покрытия; конструктивных параметров рабочей стенки и режима течения жидкости в каналах на температурные поля стенки кристаллизатора и, в частности, на температуру поверхности покрытия и температуру места адгезии покрытия и стенки.

3. Определить влияние покрытий на изменение теплового потока, проходящего через стенку, на её термическое сопротивление и температуру жидкости в каналах.

4. На основе полученных наиболее рациональных с тепловой точки зрения характеристик покрытия установить зависимость износостойкости различных типов покрытий от их толщины.

5. На основе теплотехнических и механических исследований определить закономерности влияния тепловых расширений рабочей стенки и покрытий на износостойкость последних. ------------------

| РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ |

1 библиотека Л !

6. Разработать рекомендации по материалу, толщине, конфигурации, способу нанесения, методам обработки защитных покрытий щелевых кристаллизаторов МНЛЗ.

Методы исследований.

Работа выполнена на основе комплексных экспериментальных и теоретических исследований с применением аналитических и численных методов решения дифференциальных уравнений теплообмена с применением программного обеспечения: Сошзо1 Реш1аЬ \2.2, МаЙ1\Уогкв МаЛаЬ у6.1.0.405.Ш2.1.

Научная новизна.

1. Обоснована математическая модель теплообмена в щелевом кристаллизаторе с защитным покрытием рабочих стенок.

2. Определено влияние основных характеристик покрытий на температуру поверхности рабочей стенки, температуру охлаждающей воды по высоте кристаллизатора, на тепловой поток, проходящий через кристаллизатор.

3. Обосновано применение никелевых и хромовых гальванических покрытий, и установлены граничные значения для их толщины.

4. При помощи теплотехнических и механических исследований разработана методика оценки степени износостойкости покрытий путём вычисления разности тепловых расширений.

Практическая ценность.

1. Путём адаптации математической модели для кристаллизаторов с защитными покрытиями при помощи экспериментальной установки, получена зависимость износостойкости покрытий от различных факторов. Установлен характер влияния материала, толщины и конфигурации покрытий на их износостойкость в смоделированных условиях работы кристаллизатора.

2. Разработаны рекомендации по применению покрытий из никеля и хрома различной толщины и способа нанесения в щелевых кристаллизаторах МНЛЗ.

Реализация работы.

Вопросы, затронутые в диссертации, обсуждались на техническом совещании в КП (протокол от 14.08.02). Разработанные рекомендации по двухслойным покрытиям переданы специалистам ОАО «ССМ-Тяжмаш».

Апробация работы.

Основные разделы данной работы докладывались на Международной научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда, 2004 г.), на 3-й Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (Екатеринбург, 2003 г.), на 4-й Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2004 г.), на 4-й Международной научно-технической конференции «Инфотех-2004» «Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах» (Череповец, 2004 г.), на Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Молодые исследователи - регионам» (Вологда, 2005 г.), на V межвузовской

конференции молодых ученых (Череповец, 2004 г.), на VI межвузовской конференции молодых ученых (Череповец, 2005 г.), на научных семинарах и заседаниях кафедры промышленной теплоэнергетики ЧТУ.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, содержит 146 стр. машинописного текста, 59 рисунков, список литературы (113 наименований).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбора темы диссертации, описаны методы исследований, приведена характеристика структуры диссертации.

В первой главе выполнен литературный обзор, в котором проанализированы теоретические и экспериментальные работы различных авторов по следующим вопросам:

1) Тепловые процессы в рабочей стенке кристаллизатора МНЛЗ при непрерывной разливке.

2) Методы исследования тепловых процессов в кристаллизаторе МНЛЗ.

3) Механические и тепловые характеристики работы кристаллизатора.

4) Влияние конструктивных параметров и материала рабочих стенок на тепловой режим работы кристаллизатора.

В результате анализа литературных данных по вышеизложенным вопросам установлено, что:

1) Основной причиной выхода из строя кристаллизаторов является износ медных рабочих стенок. В результате этого существенно сокращается межремонтный период.

2) Исследованию тепловой работы кристаллизаторов уделено большое внимание, однако на данный момент слабо изучено влияние покрытий на тепловую работу кристаллизатора. Нет данных по влиянию толщины, конфигурации, теплопроводности покрытий на температурные поля стенки кристаллизатора. Не определено влияние температуры стенки на износостойкость и силу адгезии покрытий с медной стенкой.

3) Износостойкость кристаллизаторов при использовании защитных покрытий увеличивается не более чем в 1,5 раза, несмотря на то что в литературе, посвящённой применению защитных покрытий в различных областях машиностроения, в лабораторных испытаниях показано увеличение износостойкости материалов с покрытиями в десятки раз. С учетом результатов анализа литературных данных сформулированы задачи исследования.

Во второй главе исследован температурный режим кристаллизатора, оснащенного каналами щелевого типа с нанесёнными защитными покрытиями. Для этого приведена и обоснована математическая модель для нахождения температурного поля рабочей стенки кристаллизатора.

На рис. 1а. показана схема рабочей медной стенки щелевого кристаллизатора. Равномерное размещение каналов в стенках и практически постоянное

•значение теплового потока от затвердевающего сляба по ширине медных стенок позволяет сократить размеры расчетной области (рис. 16.).

а)

Рис. 1. Схема элементов стенки кристаллизатора: 1 - медная плита; 2 -стальная пластина; 3 - прямоугольный паз с водой; 4 - рабочая поверхность стенки кристаллизатора; с - толщина стенки от рабочей поверхности до паза; V - расстояние между пазами; 2а - ширина паза, 1-а - половина толщины ребра; Ь - длина ребра (высота канала); с„ - толщина покрытия; / - полушаг расположения каналов; а - половина ширины канала.

При нестационарном режиме разливки ввиду слабой зависимости тепло-физических параметров материала стенок от температуры в сравнительно узком диапазоне рабочих температур (100-300 °С) уравнение теплопроводности для рабочих стенок кристаллизатора запишется в виде:

Г

д Т

дх

2

2 ^

ду

2 +

дТ дт

(1)

где а4 - коэффициент температуропроводности материала рабочих стенок кристаллизатора.

Квазистационарная теплопроводность рабочей стенки наступает при

г а4

Ро4 =

>1,8,

(2)

где Тж - время исчерпывания теплоаккумулирущей способности. Из (2)

следует, что при а4=114,5 • 10"6 м2/с и с4 < 0,040м т^ <25 с. Таким образом, относительная деятельность исчерпывания теплоаккумулирущей способности рабочей стенки по сравнению с продолжительностью непрерывного литья пренебрежимо мала. В этом случае, не учитывая влияние частоты качания, температурное поле стенки кристаллизатора в каждом ее сечении по высоте можно считать неизменным за время разливки при постоянной скорости вытягивания относительно движущегося источника теплоты

Температурное поле рабочей стенки кристаллизатора в общем случае является трехмерным. Для оценки переноса тепла теплопроводностью в направлении оси 1 представим уравнение (1) в безразмерном виде для стационарно-

го режима. Применительно к широкой стенке введем следующие безразмерные переменные:

у *4 у _У±_ . 7 __£±. . /а _ Т-Тп

Л4 ~ > 4 л ' 4 тг ' ^ Т* Г '

Л Н Т4/.-Т7

где Л - размер рабочей полости кристаллизатора по широкой грани слитка; Я - рабочая высота кристаллизатора; Т4^. - температура поверхности

стенки, омываемой водой, на выходе из кристаллизатора; Г7 - температура окружающей среды. Уравнение (1) в безразмерном виде запишется:

Я2

(хг-хс.)

д2е4

дХ

г

Я

п 2

д2&4

эг2

= 0.

Для сравнения роли первого и третьего членов полученного уравнения

Н2

вычисляем коэффициент у =-, стоящий перед первым членом и

(хг-хс,)2

показывающий соотношение термических сопротивлений тепловому потоку в направлении осей х и у в широкой стенке. При толщине рабочей стенки

с4 = дсу. — хс. 0,025 м и рабочей высоте кристаллизатора Н= 1 м, величина этого коэффициента составляет 1600. Применительно к узкой стенке оценка проводится аналогично. Численное значение у ^ = у Х2 при изменении толщины стенки в том же диапазоне. Следовательно, вертикальными тепловыми потоками можно пренебречь, и уравнение (1) принимает вид:

д2Т д2Т

~дР~ + = ° • О)

Вертикальные плоскости по оси канала АМИ и ЕЕ и вертикальные плоскости по оси симметрии ВСНй могут рассматриваться как теплонепроницаемые границы. К уравнению теплопроводности (3) добавляются следующие граничные условия: для АМ, ММ, РЕ, ВС, СН, НИ нулевые граничные условия

3-го рода: =0; для поверхности Ей: 1{дГ / дк) = 0; для поверхно-

сти охлаждающих каналов задаются граничные условия 3-го рода (задана температура охлаждающей воды и закон теплообмена между поверхностью

тела и охлаждающей средой). Для ЫК, FG:

для поверхности охлаждающего канала для поверхности покрытия АВ заданы граничные условия 2-го рода (значения теплового потока для каждой точки поверхности): -<7; для поверхности соприкосновения покрытия и стенки кристаллизатора МС заданы граничные условия 4-го рода - равенство тепловых потоков, проходящих через поверхность сопри-

косновения <7мс1~ Цмп- Наблюдается совершенный контакт между покрытием и стенкой: ТМГ\= ТМС2,

где Тв - температура воды в канале; <7 - плотность теплового потока от металла к покрытию кристаллизатора; X - коэффициент теплопроводности материала стенок; Х„ - коэффициент теплопроводности покрытия; а - коэффициент теплоотдачи к воде.

Уравнение (3) совместно с граничными условиями решается при помощи метода конечных разностей в среде программ Ма^аЬ и Реш1аЬ и преобразуется в следующую систему уравнений:

/" Т л.Т л-Т л-Т _ АТ = 0 • ! хш+1,я т-1,п хт,п+] т,п-1 т,п >

Т -Т = 0 •

т,п+1 т,п-\ '

Т -Т =о ■

т+\,п

<

Т -Т

^ т,п+\ т,п-\ 1д.,

—=АТп,п-тв\

(4)

= -<*{гт,п-тв)-

^ т ~ т ^ »1+1, п т-\,п

"П

\

23,

-1;

V» Тмс\ — Тмс2 > Ямс\ ~ Ямы»

где Тт „ - температура в узловой точке; т, л - индексы координат соответственно по оси х и по оси у, Ъх и - интервалы разбиения для оси хну соответственно. Решая систему (4) получаем температурное поле, общий вид которого показан на рис. 2., где а=20 кВт/м2, <7=2,0 Мвт/м2.

им»

—.155 915-

—шта-

-<9|Ш-

—«и чжт-—«о*м*—

¿24 861»

-бив«

197ЯЙ

-«1 5вВ —

«» Нзз-

<470 7406-—<60 эг7в— -449915-

-41» вГЧ*--

-40ММ"

а) б)

Рис. 2. Температурное поле рабочей стенки кристаллизатора: а) без покрытия, б) с никелевым покрытием толщиной 1 мм.

Применение покрытий вызывает разогрев поверхности стенки кристаллизатора, обусловленный тем, что коэффициент теплопроводности никеля в 4,3 раза, а хрома в 5,3 раза меньше теплопроводности медной стенки.

В третьей главе на основе разработанной методики проанализировано влияние коэффициента теплопроводности и толщины покрытия на температурные поля рабочей стенки с покрытием. Обоснован выбор никеля и хрома в качестве защитных покрытий стенок кристаллизаторов. Исследовано влияние защитных покрытий на плотность теплового потока.

Основными факторами, вызывающими повышение температуры поверхности покрытия и усиливающими разность температур покрытия и медной стенки, а также возникновение поверхностного кипения в щелевом канале, являются: коэффициент теплопроводности материала защитного покрытия; толщина покрытия; величина термического сопротивления стенки кристаллизатора.

При снижении коэффициента теплопроводности покрытия температура поверхности стенки возрастает (рис. 3.). Для материала с Х=60 Вт/мК разность температур поверхности покрытия и места адгезии покрытия и стенки составляет 35 °С при с„= 1 мм. При увеличении толщины до 2,5 мм разность температур существенно возрастает, что накладывает дополнительные ограничения на толщину покрытий. Поэтому вследствие высокой хрупкости твёрдых покрытий, остаточных напряжений, возникающих при нанесении гальваническим способом, и налагаемых термических напряжений, вызываемых разностью температур, происходит отслаивание и разрушение покрытий. Рациональными могут считаться материалы с коэффициентом теплопроводности не ниже 70 Вт/мК, что соответствует исследуемым никелевым и хромовым покрытиям.

Также определили, что уменьшение коэффициента теплопроводности покрытия не влияет на температуру стыка покрытия и меди. Однако низкое значение коэффициента теплопроводности материала способствует увеличению разности температур в покрытии, что может привести к его отслаиванию.

При увеличении толщины покрытия температура поверхности покрытия 1АВ возрастает (рис. 4.) и может быть определена из выражения:

Тю=^сп+Тмс. (5)

Рис. 3. Изменение температуры поверхности покрытия от его теплопроводности: 1, 2, 3 - с„ = 0,5 мм; 1 мм; 2 мм

Г«.'с

1 / »

А

/

/ / - , —■*

Л

7

Определили также, что толщина покрытия не влияет на температуру на границе между покрытием и стенкой. При использовании в качестве покрытия никеля зависимость изменения температуры поверхности имеет схожий

характер с хромовыми покрытиями.

При использовании покрытий происходит незначительное снижение плотности теплового потока. Для никелевого покрытия д снижается не более чем на 1%, для хрома -не более чем на 2,5%. Поэтому как коэффициент теплопроводности X Вт/мК, так и толщина покрытия оказывают несущественное влияние на плотность теплового потока и не снижают интенсивность теплообмена.

Понижение на 2 % передаваемого тепла при наличии на поверхности меди никелевого покрытия толщиной 2,5 мм оказывает не столь существенное воздействие на интенсивность отдачи тепла от стали к стенке кристаллизатора, однако сопутствующее этому повышение температуры поверхности покрытия на 58°С вызывает появление термических напряжений в покрытии из-за разницы в коэффициентах теплового расширения для металлов. В процессе эксплуатации в никеле образуются волостные трещины из-за пониженной пластичности металла. Такие трещины могут распространяться и в медь, если на стенках температура начинает превышать нормальные значения. Внизу кристаллизатора покрытие не оказывает большого воздействия на температуру стенки из-за низкой плотности теплового потока от металла.

Хромовое покрытие разогревается быстрее, чем никелевое, однако, как правило, слой хрома наносят меньшей толщины. Чем выше разность температур и чем выше абсолютное значение температуры на поверхности, тем больше вероятность разрушения покрытия из-за более интенсивного теплового расширения верхних слоёв материала покрытия по отношению к нижним слоям и медной стенке.

При использовании покрытий незначительно увеличивается температурное сопротивление стенки, которое можно найти из выражения:

0 0,5 1,0 1,5 с„.мм

Рис. 4. Изменение температуры поверхности хромового покрытия от его толщины: 1, 2, 3 - при а =1,5 МВт/м2; 2,0 МВт/м2; 2,5 МВт/м .

2 г

= с,

8,

Д4 Л,

1 + 2,14

2г ■ 9,

-0,1

(рЛ

1

0,023 • Рг

2 г-А

0,8

(6)

где Х5 - коэффициент теплопроводности охлаждающей воды при ее средней температуре по длине канала, Вт/(мК); v - коэффициент кинематической

вязкости воды, м2/с; 55 - скорость движения воды в канале, м/с; 5/, X, - толщина и теплопроводность /-го слоя покрытия соответственно.

В четвертой главе проведено исследование механических свойств покрытий в зависимости от теплового режима. Определено влияние тепловых расширений на износостойкость покрытий.

Для исследования механических свойств стенок кристаллизаторов с галь» ваническими покрытиями на экспериментальной установке проведены серии экспериментов на медных образцах с нанесёнными защитными покрытиями. В ходе эксперимента, условия которого максимально приближены к реальным условиям работы кристаллизаторов, снимались показания изменения толщины покрытия в зависимости от времени истирания:

ДМ

(7)

Sp

где ДМ - уменьшение массы образца, кг; S - площадь покрытия, м2; р -плотность покрытия, кг/м3. С помощью данной установки исследована зависимость износа покрытий от времени механического воздействия, температуры стенки, твердости и толщины покрытия, а также от метода его обработки в диапазоне температур 150 - 300 °С, соответствующем реальным условиям работы кристаллизатора Погрешность измерения температуры составляла не более 3%.

Основываясь на предварительном анализе литературы, был выбран ультразвуковой способ упрочнения покрытий, позволяющий существенно улучшить физико-механические свойства покрытий. Определили, что наименьший^ износ покрытий наблюдался при частоте колебаний от 20 до 23 кГц, накладываемых в процессе нанесения покрытий. В результате этого покрытия становятся более мелкодисперсными, увеличивается плотность дислокаций, вследствие чего значительно увеличивается твердость.

Эксперименты показали, что слой меди уменьшается в течение 30 мин на 7,5 мкм, хромовое покрытие - на 1 - 1,5 мкм. Износ же ультразвукового хромового покрытия в 1,5-2 раза меньше, чем хромового покрытия без ультразвуковой обработки.

Проведено исследование по воздействию температуры на износ покрытия. Для этого сначала исследована зависимость изменения микротвердости покрытия от температуры. Определили, что с увеличением температуры микротвердость покрытия уменьшается. При нагревании до температуры рекристаллизации хрома (900 °С) твёрдость покрытия снижается до 200 HV. При увеличении твёрдости покрытий до 800 НУ происходит резкое увеличение износа, при твёрдости 950 HV и выше наблюдается постепенное уменьшение износа.

На износостойкость покрытий также оказывает влияние толщина покрытий. При температурах нагрева 200 °С и выше при увеличении толщины покрытий износ незначительно увеличивается, что объясняется увеличением

хрупкости хромовых покрытий и увеличением внутренних напряжений. По сравнению с хромовыми покрытиями износ никелевых в 2-2,5 раза выше из-за меньшей твёрдости. Кроме внутренних напряжений материала покрытия, образующихся при нанесении их на медную стенку, состояние покрытия зависит от теплового расширения самого покрытия и меди.

Удельное тепловое расширение определяется выражением:

/ = \ + аТ, (8)

где а - коэффициент линейного расширения, который при данном значении температуры Г есть производная от длины Ь по температуре Т:

еИ

а =

ат

(9)

При нагревании пластины её удлинение Д1, как показывают опыты, лишь приближенно можно считать пропорциональным изменению температуры (1Т. Поэтому функция АЬ=/(Т) является не линейной, а отношение ¿Ь/с1Т - лишь средним коэффициентом линейного расширения на отрезке [Т, Т+с1Т\.

Коэффициент а имеет следующие значения: для хрома 8,24х 10"6 °Сдля никеля И^хЮ"6 °Сдля меди 17,0x10"6 °С Ввиду большего значения а для меди, чем для хрома и никеля, тепловое расширение медной стенки происходит интенсивнее. С увеличением плотности теплового потока и толщины покрытия увеличивается и тепловое расширение поверхности покрытия.

Для определения вероятности разрушения покрытия наибольшее значение имеет разность тепловых расширений поверхности покрытия и основания. С увеличением толщины покрытия разность тепловых расширений растёт. При с7=2,5 Мвт/м2 и толщине покрытия 2,5 мм разность расширений составляет 0,0009 для никеля и 0,0007 - для хрома.

Следующей важной характеристикой является разность тепловых расширений поверхности покрытия и медной стенки. В данном случае с увеличением толщины покрытия разность тепловых расширений сокращается. Для хрома разность тепловых расширений при 0,5 мм в 2,6 раза меньше (рис. 5.).

При увеличении толщины покрытия выравнивается относительное расширение поверхности покрытия и меди, и снижается

Я. МВт/к'

Рис. 5. Зависимость разности тепловых расширений поверхности хромового покрытия и стенки от теплового потока: 1 - разность тепловых расширений (1МСм - 1мсх)\ 2, 3, 4, 5, 6, 7 - разность тепловых расширений (1Мс« - Iавх) для толщины покрытия с„ = 0,01 мм; 0,5 мм; 1 мм; 1,5 мм; 2 мм; 2,5 мм.

вероятность отслаивания покрытия. Однако при этом увеличиваются разности тепловых расширений в самом покрытии. Возрастают и внутренние напряжения, что вызывает образование трещин и сколов при механическом воздействии.

Разность тепловых расширений пары медь-хром более чем в два раза выше, чем у пары медь-никель. Большее значение разности тепловых расширений для пары медь-хром вызвано существенными различиями в коэффициентах линейного удлинения.

Исходя из этого, следует, что вероятность отслаивания хромовых покрытий существенно выше, чем никелевых'в условиях работы кристаллизатора, хотя износостойкость хрома более чем в два раза выше, чем никеля.

Смягчить скачки тепловых расширений можно использованием многослойных покрытий, где в качестве промежуточного слоя между износостойким хромом с низким коэффициентом линейного удлинения и медной рабочей стенкой с высоким коэффициентом служит никель, обладающий средним значением линейного удлинения.

Из рис. 6. следует, что разность тепловых расширений меди и хрома при тепловом потоке 2 Мвт/м2 составляет 0,0022, а меди и никеля - 0,0007, в 3 раза меньше. При использовании многослойных покрытий образуется новая граница между покрытиями из разных материалов, для данного случая - это граница "никель-хром". Для толщины никелевого покрытия 0,05 мм разность тепловых расширений никеля и хрома составляет 0,0016, что существенно меньше, чем для хрома и меди.

Таким образом, определили, что однослойное никелевое покрытие обладает хорошей износостойкостью и благодаря схожим величинам теплового расширения с медью может наноситься толстым слоем (от 1 до 4 мм) на стенку. Нанесение более толстого слоя никеля нецелесообразно ввиду сильного разогрева поверхности, которое может привести к изменению свойств никеля и также появлению дополнительных внутренних напряжений в процессе осаждения. Ультразвуковое хромовое покрытие обладает трехкратным преимуществом перед

Рис. 6. Зависимость разности тепловых расширений поверхности двухслойного никель-хромового покрытия и медной стенки от плотности теплового потока: 1 - разность тепловых расширений меди и хрома, 2, 3, 4 - никеля и хрома для толщины хрома 0,25 мм; 0,15 мм; 0,05 мм; 5 -меди и никеля

никелем по износостойкости, однако существенное отличие в тепловых расширениях с медью не позволяет использовать хром большой толщины. Также по технологическим соображениям для сохранения механических свойств осадка толщина хрома ограничивается 1 мм.

Однослойные покрытия (как никелевые, так и хромовые) уступают по защитным свойствам двухслойным никель-хромовым покрытиям. Толщина никеля в области высоких тепловых потоков не должна превышать 3 мм из-за возникновения большой разницы в тепловых расширениях на границе меди и хрома. По результатам экспериментов установлено, что разница тепловых расширений не должна превышать 0,0022, что соответствует толщине никеля 3 мм при плотности теплового потока 2,5 Мвт/м2. Толщина же хрома ограничивается 0,1 мм вверху кристаллизатора, в области меньшего механического износа, в связи со снижением износостойкости при сильном разогреве. Температура 450 °С является верхним пределом использования хромовых покрытий. Температура поверхности покрытия приближается к этому пределу при использовании слоя никеля выше 2,5 мм и слоя хрома - выше 0,05 мм в двухслойных покрытиях, в области высоких тепловых потоках. Возможно также полное отсутствие хрома в верхней половине кристаллизатора в случае увеличения толщины прослойки никеля свыше 3 мм.

На рис. 7а. изображена конфигурация никель-хромового покрытия, где толщина прослойки никеля неизменна по высоте кристаллизатора и составляет 2-3 мм, а слой хрома уменьшается по толщине книзу кристаллизатора, и составляет 0,05-0,1 мм вверху кристаллизатора и 0,2-1 мм - внизу. На рис. 76. показан другой вариант конфигурации никель-хромового покрытия, где толщина прослойки никеля также постоянна по высоте кристаллизатора, но составляет 3-4 мм, слой же хрома нанесён толщиной 0,2-1 мм только на нижнюю половину кристаллизатора.

Такие покрытия позволят увеличить износостойкость рабочих стенок кристаллизатора в 5-10 раз и довести число плавок без проведения ремонта до 500 - 1000 в зависимости от толщины покрытий и условий работы МНЛЗ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1 . Обоснована математическая модель для нахождения температурного поля рабочей стенки щелевого кристаллизатора МНЛЗ с защитными покрытиями.

2 . Определено влияние материала, толщины покрытия; конструктивных параметров рабочей стенки и режима течения жидкости в каналах на темпера-

а) в>

Рис. 7. Двухслойное никель-хромовое покрытие: 1 -медная основа, 2 - никелевое покрытие, 3 - хромовое покрытие.

турное поле стенки кристаллизатора и, в частности, на температуру поверхности покрытия и места адгезии покрытия и стенки.

3 . Определено влияние покрытий на изменение теплового потока, проходящего через стенку, на её термическое сопротивление и температуру жидкости в каналах. Исследовано влияние плотности теплового потока на разность температур поверхности покрытия и медной стенки.

4 . На основе полученных рациональных с тепловой точки зрения характеристик покрытия определена износостойкость различных типов покрытий в зависимости от их толщины. Наиболее износостойкими являются хромовые покрытия, обработанные ультразвуком с частотами в "области 20-23 кГц и имеющие твёрдость в районе 1000 HV. При нагреве износ хромовых покрытий увеличивается вследствие снижения твёрдости. Однако при рабочих температурах в кристаллизаторе в области 300 °С твёрдость покрытий не снижается ниже 900 НУ.

5 . Установлена зависимость износостойкости покрытия от теплового расширения покрытия и разности тепловых расширений покрытия и медной стенки. Использование покрытий приводит к повышению температуры стенок и, как следствие, вызывает увеличение термических напряжений из-за разницы в коэффициентах теплового расширения для меди и покрытия. Однако при меньших температурах, которые соответствуют нижней области кристаллизатора, износостойкость покрытий практически не снижается.

6 . Разработаны рекомендации по материалу, толщине, конфигурации, способу нанесений, методам обработки защитных покрытий щелевых кристаллизаторов MHJI3. Наиболее оптимальными являются двухслойные гальванические никель-хромовые покрытия, утолщающиеся книзу кристаллизатора и обработанные ультразвуковыми колебаниями, в которых никель служит в качестве прослойки между хромом и медью. Такие технологии нанесения покрытий позволят увеличить стойкость кристаллизаторов в 5-10 раз.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Зайцев, A.A. Исследование зависимости температуры стенки щелевого кристаллизатора с защитным покрытием от его конструктивных параметров / A.A. Зайцев, Ю.А. Калягин, C.B. Лукин // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: Материалы Междунар.науч.-техн.конф.- Вологда: ВоГТУ, 2004. - С. 65-69.

2. Исследование системы охлаждения кристаллизатора вертикальной слябовой машины непрерывного литья заготовок (MHJI3) / C.B. Лукин, Ю.А Калягин, С.Ю. Якуничев, A.A. Зайцев // Фундаментальные проблемы металлургии: сб. материалов 3-й межвуз. науч.-техн. конф.- Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ, 2003,- № 5 (20). - С. 7275.

3. Методика исследования теплообмена одиночных капель с высокотемпературной поверхностью металла / H.A. Бормосов, C.B. Лукин, Ю.А. Калягин, С.Ю. Якуничев, А.А Зайцев // Фундаментальные проблемы металлургии: сб. материалов 3-й межвуз. науч.-техн. конф,- Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ, 2003. - № 5 (20). - С. 70-72.

4. Экспериментальное исследование гидравлических и тепловых характеристик кристаллизатора слябовой вертикальной машины непрерывного литья заготовок

2006-4

19160 ^ 21 8 4 5

(MHJ13) / Ю.А. Калягин, C.B. Лукин, С.Ю. Якуничев, A.A. Зайцев // БкшМеЖ «Черная металлургия». - М.: ОАО «Черметинформация», 2003. - Вып. 5 (1241). - С. 53-55.

5. Определение гидравлических характеристик кристаллизатора с петлевой системой подвода воды / Ю.А. Калягин, C.B. Лукин, С.Ю. Якуничев, A.A. Зайцев // Металлург. - 2003. - № 8. - С. 46-47.

6. Зайцев, A.A. Расчет температурного поля рабочей стенки щелевого кристаллизатора с защитным покрытием / A.A. Зайцев, Ю.А. Калягин, C.B. Лукин // Повышение эффективности теплообменных процессов и систем: Материалы 4-й Междунар.науч,-техн.конф. - Вологда: ВоГТУ, 2004. - С. 81-85.

7. Зайцев, A.A. Экспериментальная установка для исследования эксплуатационных свойств защитных покрытий" кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок / A.A. Зайцев, Ю.А. Калягин, C.B. Лукин // Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах: Материалы 4-й Межлу-нар. научно-техн. конф. «Инфотех-2004». - Череповец: ЧГУ, 2005. - С. 161-162.

8. Зайцев, A.A. Методика нахождения температурного поля стенки кристаллизатора с нанесенным защитным покрытием / A.A. Зайцев, // Материалы 5-й межвуз. на-уч.-техн. конф. мол ученых. - Череповец: ЧГУ, 2004,- С. 74 - 75.

9. Зайцев, A.A. Исследование зависимости температурного поля рабочей стенки с защитным покрытием щелевого кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок / A.A. Зайцев, Ю.А. Калягин, C.B. Лукин // Материалы 6-й межвуз. науч.-техн. конф. мол. ученых. - Череповец: ЧГУ, 2005.- С. 132-133.

10. Зайцев, A.A. Экспериментальное исследование хромовых покрытий кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок / A.A. Зайцев, Ю.А. Калягин // Материалы 6-й межвуз. науч.-техн. конф. мол. ученых.- Череповец: ЧГУ, 2005.- С. 134-135.

11. Зайцев, А.А.Экспериментальное исследование износостойкости гальванических хромовых покрытий кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок / A.A. Зайцев, Ю.А. Калягин // Молодые исследователи - регионам: Материалы Всероссийской научной конф. студентов и аспирантов. - Вологда: ВГТУ, 2005. - С. 73 - 74.

12. Зайцев, A.A. Влияние вида покрытия и его толщины на износостойкость гальванических хромовых покрытий рабочих стенок кристаллизаторов / A.A. Зайцев, Ю.А. Калягин // Молодые исследователи - регионам: Материалы Всероссийской научной конф. студентов и аспирантов. - Вологда: ВГТУ, 2005. - С. 75 - 76.

13. Калягин, Ю.А. Теплофизические и механические свойства защитных покрытий стенок кристаллизаторов машины непрерывного литья заготовок / Ю.А. Калягин, A.A. Зайцев // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). - М.: Машиностроение, 2005. - № 9. -С. 35-40.

I'

!•

Лицензия А №001633 от 2 февраля 2004 г. '

Подписано к печати 31.10.05 г. Тир. 100 Усл.п.п. 1,7 Формат 60x84 '/16. Зак. éW

ГОУ ВПО Череповецкий государственный университет 162600, г. Череповец, пр. Луначарского, 5

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О ТЕБЛООБМЕНЕ В КРИСТАЛЛИЗАТОРАХ МНЛЗ С НАНЕСЁННЫМИ ЗАЩИТНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ.

1.1. Конструкции кристаллизаторов и способы организации их охлаждения.

1.2. Теплотехнические процессы в кристаллизаторе.

1.3. Методы исследований теплообмена в кристаллизаторе.

1.4. Механические характеристики работы кристаллизатора.

1.5. Общие положения по износу.

1.6. Влияние конструктивных параметров и материала рабочих стенок на тепловой режим работы кристаллизатора.

1.7. Выводы по главе и постановка задачи.

2. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ КРИСТАЛЛИЗАТОРА, ОСНАЩЕННОГО КАНАЛАМИ ЩЕЛЕВОГО ТИПА.

2.1. Общие положения.

2.2. Математическая модель для исследования тепловых процессов в рабочих стенках кристаллизатора.

2.3. Расчет коэффициента теплоотдачи от поверхности каналов кристаллизатора к охлаждающей воде.

2.4. Решение уравнения теплопроводности методом конечных разностей.

2.5. Нахождение общего вида температурных полей стенки кристаллизатора с защитным покрытием.

2.6. Выводы по главе.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЩЕЛЕВОМ КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ С ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ РАБОЧИХ СТЕНОК.

3.1. Общие положения.

3.2. Оценка влияния коэффициента теплопроводности покрытий на температурные поля стенки кристаллизатора.

3.3. Оценка влияния толщины покрытий на температурные поля стенки кристаллизатора.

3.4. Исследование влияния защитных покрытий на плотность теплового потока.

3.5. Влияние плотности теплового потока на разность температур поверхности покрытия и медной стенки.

3.6. Оценка влияния режима охлаждения и конструктивных характеристик на температурные поля стенки кристаллизатора.

3.7. Выводы по главе.

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ ф ПУТЁМ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ.

4.1. Методика определения степени износостойкости покрытий.

4.2. Оценка погрешности измерений.

4.3. Износостойкость хромовых покрытий.

4.4. Износостойкость никелевых покрытий.

4.5. Тепловое расширение покрытий.

4.6. Рекомендации по нанесению защитных покрытий рабочих стенок кристаллизаторов.

4.7. Выводы по главе.

В настоящее время во всём мире уделяется огромное внимание снижению себестоимости выпускаемой продукции при увеличении её качества и наращивании объёмов производства. В условиях металлургии и, в частности, в машинах непрерывного литья заготовок (MHJI3) эти направления находят место в совершенствовании процесса непрерывной разливки. Одним из наиболее важных звеньев в технологической цепочке производства слябов являются кристаллизаторы машин непрерывного литья заготовок. Цель работы кристаллизатора - отвод тепла от расплавленного металла для образования корочки непрерывного литого слитка такой толщины и прочности, чтобы она не разрушалась под действием ферростатического давления и сил трения. Наиболее перспективной разработкой для увеличения межремонтного периода является использование защитных покрытий. В силу применения покрытий ещё более актуальным вопросом становится тепловая работа кристаллизатора, которой необходимо уделять всестороннее внимание.

Развитию теории тепловых процессов при формировании непрерывнолитого слитка посвящено значительное количество монографий и научных статей. Основными являются работы Д.П. Евтеева, Е.М. Китаева, B.C. Рутеса, А.А. Скворцова, А.Д. Акименко, В.А. Емельянова, Н.И. Шестакова, Э.А. Гарбера, A.JI. Кузьминова.

Изучению вопросов, связанных с использованием защитных покрытий в кристаллизаторах, посвящены работы В.И. Дождикова, В.М. Паршина, А.Е. Титлянова, А.Г. Радюк, Н.В. Андросова.

Исследованию характеристик защитных покрытий в машиностроении посвящены работы К.М. Вансовкской, П.С. Мельникова, М.Б. Черкеза, Л.Я. Богорада, П.М. Вячеславова, A.M. Гинберга, Н.Я. Федотовой.

Совершенствование работы MHJI3 обусловлено нахождением взаимосвязи тепловой работы кристаллизаторов с износостойкостью рабочих стенок с защитными покрытиями, в связи с чем, задачи по исследованию теплопередачи при непрерывной разливке ставятся в ряд наиболее важных .задач теплотехники в металлургическом производстве. ф Целью данной работы является повышение эксплуатационной стойкости рабочих стенок кристаллизатора MHJT3 путём применения защитных покрытий, на основе исследования тепловых и механических воздействий.

Методы исследования Работа выполнена на основе комплексных экспериментальных и теоретических исследований с применением аналитических и численных методов решения дифференциальных уравнений теплообмена с применением программного обеспечения: Comsol Femlab v2.2, MathWorks MatLab • v6.1.0.405.R12.1.

Научная новизна работы.

1. Обоснована математическая модель теплообмена в щелевом кристаллизаторе с защитным покрытием рабочих стенок.

2. Определено влияние основных характеристик покрытий на температуру поверхности рабочей стенки, температуру охлаждающей воды по высоте кристаллизатора, на тепловой поток, проходящий через кристаллизатор.

3. Обосновано применение никелевых и хромовых гальванических покрытий, и установлены граничные значения для их толщины. ф 4. При помощи теплотехнических и механических исследований разработана методика оценки степени износостойкости покрытий путём вычисления разности тепловых расширений.

Практическая ценность работы:

1. Путём адаптации математической модели для кристаллизаторов с защитными покрытиями при помощи экспериментальной установки получена зависимость по износостойкости покрытий от различных факторов. Установлен характер влияния материала, толщины и конфигурации покрытий на их износостойкость в смоделированных условиях работы кристаллизатора.

2. Разработаны рекомендации по применению покрытий из никеля и хрома различной толщины и способа нанесений в щелевых кристаллизаторах MHJI3.

Реализация работы.

Вопросы, затронутые в диссертации, обсуждались на техническом совещании в КП (протокол от 14.08.02). Разработанные рекомендации по двухслойным покрытиям переданы специалистам ОАО «ССМ-Тяжмаш».

Апробация работы Основные разделы данной работы докладывались на Международной научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда, 2004 г.), на 3-й Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (Екатеринбург, 2003 г.), на 4-й Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2004 г.), на 4-й Международной научно-технической конференции «Инфотех-2004» «Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах» (Череповец, 2004 г.), на Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Молодые исследователи - регионам» (Вологда, 2005 г.), на V межвузовской конференции молодых ученых (Череповец, 2004 г.), на VI межвузовской конференции молодых ученых

Череповец 2005 г.), на научных семинарах и заседаниях кафедры промышленной теплоэнергетики ЧГУ.

Материалы диссертации были опубликованы в ведущих центральных научных журналах: «Бюллетень. Черная металлургия», «Металлург», «Заготовительные производства в машиностроении».

Публикации.

По результатам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ.

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, содержит 146 страниц машинописного текста, 59 рисунков, список литературы (113 наименований).

4.7. Выводы по главе

1. Проведены серии экспериментов по определению износостойкости никелевых и хромовых покрытий. Наиболее износостойкими являются хромовые покрытия, обработанные ультразвуком с частотами в области 20-23 кГц и имеющие твёрдость в районе 1000 HV\ ^ 2. При нагреве износ хромовых покрытий увеличивается вследствие снижения твёрдости. Однако при рабочих температурах в кристаллизаторе в области 300 °С твёрдость покрытий не снижается ниже 900 HV, и, таким образом, износостойкость покрытий практически остаётся на одном уровне;

3. Проанализировано влияние теплового расширения покрытия и разности тепловых расширений покрытия и медной стенки на износостойкость покрытий. При увеличении толщины покрытий износостойкость незначительно снижается в области температур 200-300 °С. Использование покрытий приводит к повышению температуры стенок и, как следствие, вызывает увеличение термических напряжений из-за разницы в коэффициентах теплового расширения для меди и покрытия. Однако при меньших температурах, которые соответствуют нижней области кристаллизатора, износостойкость покрытий практически не снижается.

4. В области температур до 300 °С после механического воздействия отслаивания покрытия не происходит, но при дальнейшем увеличении температуры нагрева свыше температуры начала рекристаллизации и размягчения меди возможно отслаивание покрытия вследствие ослабления сил адгезии между медью и хромом.

5. Наиболее рациональными с учётом всех вышеуказанных факторов являются двухслойные гальванические никель-хромовые покрытия, утолщающиеся книзу кристаллизатора и обработанные ультразвуковыми колебаниями, в которых никель служит в качестве прослойки между хромом и медью. Толщина слоя никеля составляет 2 — 4 мм по всей высоте кристаллизатора, слоя хрома в верхней части - не более 0,05 мм, в нижней части - до 0,2 - 1 мм. Такие технологии нанесения покрытий позволят увеличить стойкость кристаллизаторов в 5-10 раз.

130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 . Обоснована математическая модель для нахождения температурного поля рабочей стенки щелевого кристаллизатора MHJI3 с защитными покрытиями.

2. Определено влияние материала, толщины покрытия; конструктивных параметров рабочей стенки и режима течения жидкости в каналах на температурное поле стенки кристаллизатора и, в частности, на температуру поверхности покрытия и места адгезии покрытия и стенки.

3. Определено влияние покрытий на изменение теплового потока, проходящего через стенку, на её термическое сопротивление и температуру жидкости в каналах. Исследовано влияние плотности теплового потока на разность температур поверхности покрытия и медной стенки.

4. На основе полученных рациональных с тепловой точки зрения характеристик покрытия определена износостойкость различных типов покрытий в зависимости от их толщины. Наиболее износостойкими являются хромовые покрытия, обработанные ультразвуком с частотами в области 20-23 кГц и имеющие твёрдость в районе 1000 HV. При нагреве износ хромовых покрытий увеличивается вследствие снижения твёрдости. Однако при рабочих температурах в кристаллизаторе в области 300 °С твёрдость покрытий не снижается ниже 900 HV.

5. Установлена зависимость износостойкости покрытия от теплового расширения покрытия и разности тепловых расширений покрытия и медной стенки. При увеличении толщины покрытий износостойкость незначительно снижается в области температур 200-300 °С. Использование покрытий приводит к повышению температуры стенок и, как следствие, вызывает увеличение термических напряжений из-за разницы в коэффициентах теплового расширения для меди и покрытия. Однако при меньших температурах, которые соответствуют нижней области кристаллизатора, износостойкость покрытий практически не снижается.

6. Разработаны рекомендации по материалу, толщине, конфигурации, способу нанесений, методам обработки защитных покрытий щелевых кристаллизаторов МНЛЗ. Наиболее рациональными являются двухслойные гальванические никель-хромовые покрытия, утолщающиеся книзу кристаллизатора и обработанные ультразвуковыми колебаниями, в которых никель служит в качестве прослойки между хромом и медью. Такие технологии нанесения покрытий позволят увеличить стойкость кристаллизаторов в 5-10 раз.

1. Акименко, А.Д. Тепловой расчет машин непрерывного литья стальных заготовок Текст. / А.Д. Акименко, Е.М. Китаев, А.А. Скворцов. -Горький, 1979.-86 с.

2. Анализ влияния особенностей конструкции оборудования блюмовой МНЛЗ на качество непрерывнолитых заготовок Текст. / В.А. Маточкин, А.Б. Стеблов, Ю.М. Айзин и др. // Сталь. 2003. - № 2. - С. 41—43.

3. Анализ износостойкости защитных покрытий медных стенок кристаллизаторов МНЛЗ Текст. / В.М. Нисковских, С.П. Кротов, А.Ф. Шаров, А.В. Грачев // Непрерывное литье стали. М.: Металлургия, 1978.-№5.-С. 73-78.

4. Беленький, М.А. Электроосаждение металлических покрытий. Справ, изд. Текст. / М.А. Беленький, А.Ф. Иванов. М.: Металлургия, 1985. -288 с.

5. Бусел, Н.А. Многослойное гальваническое покрытие кристаллизаторов УНРС Текст. / Н.А. Бусел, Т.Г. Ходоренко // Бюллетень «Черная металлургия»: Черметинформация, 1990.-№ 1.-С. 56-57.

6. Вайнер, Я.В. Технология электрохимических покрытий Текст. / Я.В. Вайнер, М.А. Дасоян. Л.: Машиностроение, 1972. - 464 с.

7. Вансовская, К.М. Металлические покрытия, нанесённые химическим способом Текст. / К.М. Вансовская. Л.: Машиностроение, 1985. -103 с.

8. Влияние замерзания мениска на образование поверхностных дефектов в литейных продуктах Текст. / T.G. Saucedo et al. // Solidif. Technol. Foundry and Cast House. Proc. Int. Conf., Coventry, 15-17 Sept., 1980. -London, 1983.-P. 461—468.

9. Восстановление кристаллизаторов путем нанесения газотермических покрытий Текст. / А.Г. Радюк, Н.В. Андросов, А.Ф. Копылов и др. // Сталь. 1998. - № 7. - С. 22-26.

10. Восстановление кристаллизаторов путем нанесения газотермических покрытий Текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк, А.Е. Глебовский и др. // Тр. 5-го Конгр. сталеплавильщиков, Москва, 7-10 окт., 1996. М., 1999.-С. 424-426.

11. Вячеславов П.М. Контроль электролитов и покрытий Текст. / П.М. Вячеславов, Н.М. Шмелёва. Л.: Машиностроение, 1985. — 96 с.

12. Гинберг, A.M. Ультразвук в гальванотехнике Текст. / A.M. Гинберг, Н.Я. Федотова. М.: Металлургия, 1969. - 208 с.

13. Грилихес, С.Я. Электролитические и химические покрытия. Теория и практика Текст. / С.Я. Грилихес, К.И. Тихонов. Л.: Химия, 1990. -288 с.

14. Евтеев, Д.П. Непрерывное литье стали Текст. / Д.П. Евтеев, И.Н. Колыбалов. М.: Металлургия, 1984.- 197 с.

15. Емельянов, В.А. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок Текст. : учебное пособие для вузов / В.А. Емельянов. М.: Металлургия, 1988. - 143 с.

16. Ермолюк, Т.Д. Повышение эксплуатационной стойкости кристаллизатора МНЛЗ Текст. / Т.Д. Ермолюк, А.П. Лях, А.А. Целиков // Сталь. 1985. - № 3. - С. 33 - 36.

17. Журавлев, В.А. Теплофизика формирования непрерывного слитка Текст. / В.А. Журавлев, Е.Л. Китаев. М.: Металлургия, 1974. - 216 с.

18. Зайцев, А.А. Методика нахождения температурного поля стенки кристаллизатора с нанесенным защитным покрытием Текст. / А.А. Зайцев, Ю.А. // Материалы 5-й межвуз. научно-техн. конф. мол ученых. Череповец: ЧГУ, 2004.- С

19. Зайцев, А.А. Экспериментальное исследование хромовых покрытий кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок Текст. / А.А. Зайцев, Ю.А. Калягин // Материалы межвуз. научно-техн. конф. мол. ученых.- Череповец: ЧГУ, 2005.- С

20. Заявка 19628271 Германия, МПК6 В 22 D 11/04. Kokille ftir das StranggiBen von Metallen und Verfahren zu deren Hcrstvlluug Текст. / Rode Dirk; KM Europa Metal AG. № 196282713; заявл. 12.07.90; опубл. 15.01.98.

21. Заявка 53-117633 Япония, МКИ3 В 22 D 11/04. Трехсекционный кристаллизатор, изготовленный из различных сплавов Текст. / Ямагути Масару. -№ 52-32413; заявл. 23.07.77; опубл. 14.10.78.

22. Заявка 54-124832 Япония, МКИ3 В 22 D 11/04. Кристаллизаторы для ф непрерывной разливки Текст. / Усио Тэцудзи, Такигути Току, Тамиясу

23. Сиро. № 53-32505; заявл. 22.03.78; опубл. 28.09.79.

24. Заявка 58-167058 Япония, МКИ3 В 22 D 11/04. Кристаллизатор УНРС Текст. / Кохама Акира. -№ 57-49856; заявл. 26.03.82; опубл. 03.10.83.

25. Заявка 58-192667 Япония, МКИ3 В 22 D 11/10. Улучшение качества поверхности непрерывнолитых заготовок Текст. / Судзуки Кэнъитиро, Наканиси Кёдзи, Окано Синобу и др. № 57-73431; заявл. 04.05.82; опубл. 10.11.83.

26. Заявка 58-221634 Япония, МКИ3 В 22 D 11/04. Кристаллизатор УНРС / щ Кубота Акира, Такада Масахито, Нисиока Такахиро. № 57-104305;заявл. 16.06.82; опубл. 23.12.83.

27. Заявка 58-221636 Япония, МКИ3 В 22 D 11/04. Кристаллизатор УНРС Текст. / Кубота Акира, Такада Масахито, Нисиока Тахакиро. № 57104307; заявл. 16.06.82; опубл. 23.12.83.

28. Заявка 58-35045 Япония, МКИ3 В 22 D 11/04. Кристаллизатор УНРС Текст. / Умао Тэцудзи, Танико Сиро, Цудзава Такаси. № 56-134723; заявл. 26.08.81; опубл. 01.03.83.

29. Заявка 59-54444 Япония, МКИ3 В 22 D 11/04. Кристаллизатор для непрерывной разливки чугуна и стали Текст. / Иосида Такэсабуро,

30. Сато Такаюки. -№ 57-153308; заявл. 01.09.82; опубл. 29.03.84.

31. Заявка 59-73153 Япония, МКИ3 В 22 D 11/04. Кристаллизатор для непрерывной разливки стали Текст. / Кубота Акира, Такада Масахита, Нисиока Тахакиро. № 57- 186628; заявл. 21.10.82; опубл. 25.04.84.

32. Исаченко, B.JI. Теплопередача Текст. / B.JI. Исаченко, В.А. Осипова,

33. A.С. Сукомел. М.: Энергоиздат, 1981. -417 с.

34. Исследование зоны контакта слитка и стенки кристаллизатора МНЛЗ Текст. / В.М. Паршин, В.И. Дождиков, В.Е. Бережанский, И.И. Шейнфельд // Сталь. 1987. - № 9. - С. 26-28.

35. Исследование работы кристаллизатора с электролитическимпокрытием узких стенок слябовых МНЛЗ Текст. / В.И. Дождиков,

36. B.М. Паршин, Б.Г. Кузнецов и др. // Сталь. 1990. - № 7. - С. 45-48.

37. Исследование тепловой работы кристаллизатора методом посекционного калориметрирования Текст. / Д.П. Евтеев, В.А.

38. Горяинов, Е.И. Ермолаева и др. // Непрерывное литье стали. М.:

39. Металлургия, 1979. № 6 - С. 33-37.

40. Калягин, Ю.А. Исследование геометрических параметров и износа кристаллизатора и результаты промышленного использованияизмерителя Текст. / Ю.А. Калягин, А.Л. Кузьминов // А.Л. Кузьминов.

41. Расчёт и диагностика процессов и оборудования непрерывной разливки стали. Череповец: ЧГУ, 1999.-С. 168-171.

42. Калягин, Ю.А. Особенности работы кристаллизаторов криволинейных слябовых МНЛЗ Текст. / Ю.А. Калягин // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). М.: Машиностроение, 2003. — № 12. - С. 39—41.

43. Калягин, Ю.А. Теплообмен в рабочей стенке кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок Текст. / Ю.А. Калягин, Н.И. Шестаков, О.В. Манько // Прогрессивные процессы и оборудование

44. Ф металлургического производства: Материалы 4-й Междунар. науч.техн. конф., поев. 120-летию акад. И.П. Бардина. — Череповец: ЧГУ, 2003.-С. 132-135.

45. Китаев, Е.М. Затвердевание стальных слитков Текст. / Е.М. Китаев. -М.: Металлургия, 1982. 168 с.

46. Мельников, П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении Текст. / П.С. Беленький. М.: Машиностроение, 1979.-296 с.

47. Михеев, М.А. Основы теплопередачи Текст. / М.А. Михеев, И.Л. Михеева. М.: Энергия, 1977. - 344 с.

48. Непрерывная разливка стали на радиальных установках Текст. / В.Т. Сладкоштеев, Р.В. Потанин, О.Н. Суладзе, B.C. Рутес. — М.: Металлургия, 1974.-286 с.

49. Новая технология покрытия рабочей поверхности кристаллизатора установки непрерывной разливки Текст. / Масумори Тарумити, Кобояси Сигэру, Мацудзаки Такафуми, Хомма Хираюки // Tetsu to hagane / J. Iron and Steel. Inst. Jap. 1978. - 64, № 11. - P. 160.

50. Определение гидравлических характеристик кристаллизатора с петлевой системой подвода воды Текст. / Ю.Л. Калягин, С.В. Лукин, С.Ю. Якуничев, А.А. Зайцев // Металлург. 2003. - № 8. - С. 46-47.

51. Оптимизация процесса непрерывной разливки стали путем улучшения теплопередачи в кристаллизаторе / A.M. Поживанов, В.И. Дождиков, В.М. Кукарцев и др. //Сталь. 1986. -№ 7. - С. 20-22.

52. Отработка и освоение технологии непрерывной разливки стали через кристаллизаторы с рабочими стенками из бронзы Текст. : отчет о НИР / ЦНИИЧМ им. И.П. Бардина; рук. Б.Г.Кузнецов. № ГР 81015643; Инв. № 02820075017. - М., 1982. - 35 е.: ил.

53. Пат. 2111082 Российская Федерация, МКИ6 В 22 D 11/04. Кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок Текст. / Айзин Ю.М., Ганкин В.Б., Черный А.Х. и др.; ОАО «Северсталь». № 96123321/02; заявл. 10.12.96; опубл. 20.05 98, Бюл. № 14.

54. Кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок Текст. / Айзин Ю.М., Паршин В.М., Жарницкий М.Д. и др.; Оскол. электрометаллург, комб. № 97112363/02; заявл. 08.07.97; опубл. 20.10.98, Бюл. № 29.

55. Пат. 2127169 Российская Федерация, МПК6 В 22 D 11/04. Кристаллизатор для непрерывной разливки металлов Текст. / Волкодаев А.Н., Волгин С.А., Прокофьев С.Н. и др.; ОАО «Мечел». -№ 97114430/02; заявл. 26.08.97; опубл. 10.03.99, Бюл. № 7.

56. Пат. 2173605 Россия, МПК7 В 22 D 1 1/055. Кристаллизатор машины ® непрерывного литья заготовок Текст. / Клочай В.В., Никифоров Г.К.,

57. Луканин Ю.В. и др.; ОАО «Северсталь». № 99121531/02; заявл. 12.10.99; опубл. 20.09.2001.

58. Пат. 2369548 Франция, МКИ3 В 22 D 11/02. Procede et installation de mesure duniveau de metal, liquide dans une lingotiere Текст. № 7732104; заявл. 25.10.77; опубл. 26.05.78.

59. Поветкин, В.В. Структура электролитических покрытий Текст. / В.В. ф Поветкин, Ковенский И.М. М.: Металлургия, 1989. - 136 с.

60. Повышение стойкости кристаллизаторов криволинейных MHJT3 Текст. / A.M. Поживанов, А.П. Шаповалов, В.В. Чуйков и др. // Сталь.- 1984 .-№ 11.-С. 27-28.

61. Повышение эксплуатационной стойкости кристаллизаторов МНЛЗ Текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк, В.И. Вышегородцев и др. // Сталь.- 1996.-№7.-С. 23.

62. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы Текст. / В.П. Преображенский. М.: Энергия, 1978. - 704 с.

63. Продление срока службы покрытия кристаллизатора Текст. / Fujisawa Ф Akio et al. // Tetsu to hagane / J. Iron and Steel. Inst. Jap. 1984. -70, № 4.- P. 210.

64. Разработка новой конструкции и технология изготовления кристаллизаторов МНЛЗ, обеспечивающих увеличение их стойкости

65. Текст. : отчет о НИР / ВНИИМетмаш; рук. В.М. Шусторович. — № ГР 81025019; Инв. 0232 0066251. М., 1982. - 28 е.: ил.

66. Рогельберг, И.Л. Сплавы для термопар Текст. / И.Л. Рогельберг, В.М. Бейлин. М.: Металлургия, 1983. - 360 с.

67. Рудой, Л.С. К вопросу о формировании и поведении непрерывного стального слитка в кристаллизаторе Текст. / Л.С. Рудой // Изв. вузов. Черная металлургия. 1962. - № 2. - С. 51-55.

68. Скворцов, А.А. Теплопередача и затвердевание стали в установках непрерывной разливки Текст. / А.А. Скворцов, А.Д. Акименко. М.: Металлургия, 1966.- 190 с.

69. Сорокин, С.В. Исследование конусности кристаллизатора МНЛЗ Текст. / С.В. Сорокин, Ю.А. Калягин // Повышение эффективности теплообменных процессов и систем: Материалы 2-й науч.-техн. конф. Ч. 1. - Вологда: ВоПИ, 2000. - С. 190-193.

70. Сорокин, С.В. Экспериментальные исследования тепловых потоков в кристаллизаторе слябовой МНЛЗ Текст. / С.В. Сорокин, Ю.А. Калягин. Вологда, 1986. - 15 с. - Деп. в Черметинформации 10.06.86, № ЗД/3519.

71. Структура и свойства покрытия из твёрдого сплава, нанесённого высокоскоростной плазменной струей на медную подложку Текст. / А.Д. Погребняк, М.В. Иляшенко, B.C. Кшнякин и др. // Письма в ЖТФ. 2001. - том 27. - вып. 17. - С. 82-87.

72. Структура и свойства покрытия из Cr3C2-Ni, нанесённого на медь высокоскоростной плазменной струей Текст. / А.Д. Погребняк, М.В. Иляшенко, B.C. Кшнякин и др.// Письма в ЖТФ. 2003. - том 29. -вып. 24.-С. 35-41.

73. Тейлор, Дж. Введение в теорию ошибок Текст. / Дж. Тейлор. -М.: Мир, 1985.-272 с.

74. Теория непрерывной разливки Текст. / B.C. Рутес, В.И. Аскольдов, Д.П. Евтеев и др. М.: Металлургия, 1971. - 296 с.

75. Теплообмен в рабочей стенке кристаллизатора машины непрерывного литья Текст. / Ю.А. Калягин, О.В. Манько, Н.И. Шестаков и др. // Вузовская наука региону: Материалы 1-й Общероссийской науч.-техн. конф. - Вологда: ВГТУ, 2003. - С. 48-52.

76. Теплофизические свойства веществ: Справочник /Под ред. Н.Б. Варгафтика. М.; J1.: Госэнергоиздат, 1956. - 368 с.

77. Титлянов, А.Е. Повышение износостойкости медных изделий Текст. / А.Е. Титлянов, А.Г. Радюк, А.Е. Глебовский // Изв. вузов. Черная металлургия. -1998. -№ 3. С. 71.

78. Франценюк, Л.И. Износостойкое покрытие для кристаллизаторов УНРС Текст. / Л.И. Франценюк, В.И. Ромадин // Металлург. 1997. -№7.-С. 16.

79. Хасуи, А. Наплавка и напыление Текст. / А. Хасуи, О. Моригаки. -М.: Машиностроение, 1985. 240 с.

80. Шестаков, Н.И. Математическое моделирование теплообмена в непрерывноотливаемом слитке Текст. / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин, О.В. Манько. Череповец: ЧГУ, 2003. - 140 с.

81. Шестаков, Н.И. Особенности теплообмена в зоне первичного охлаждения МНЛЗ Текст. / Н.И. Шестаков, Ю.А. Калягин // Теплофизика при производстве проката. Вологда, 1983. - С. 2-15. -Деп. в Черметинформации 29Л2.83, № ЗД/2247.

82. Шестаков, Н.И. Расчет теплопередачи от жидкого металла к охлаждающей воде при непрерывном литье слябовых заготовок Текст.

83. Н.И. Шестаков // Изв. вузов. Черная металлургия. 1990. - № 9. - С. 24-25.

84. Шестаков, Н.И. Тепловые процессы при непрерывной разливке стали Текст. / Н.И. Шестаков. М.: Черметинформация, 1992. -268 с.

85. Черкез, М.Б. Хромирование Текст. / М.Б. Черкез, Л.Я. Богорад. Л.: Машиностроение, 1978. - 104 с.

86. Электрохимические методы повышения долговечности деталей машин Текст. / Н.А. Марченко, С.Х. Липко, А.Н. Мотрохова и др.- К.: Техника, 1969. 136 с.

87. Элементы контроля за кристаллизацией при непрерывной отливке сортовых заготовок и блюмов Текст. / Wolf Manfred М. et al. // MPT. -1983,-6, № 2.-P. 46-59.

88. Эстеркин, Р.И. Теплотехнические измерения при сжигании газового и жидкого топлива: Справочное руководство. 2-е изд., перераб. и доп. Текст. / Р.И. Эстеркин, А.С. Иссерлин, М.И. Певзнер. -Л.: Недра, 1981.-424 с.

89. Эффективный метод плазменного нанесения жароизносостойкого покрытия на медную основу Текст. / М.В. Ильичев, М.-Э.Х. Исакаев, Г. А. Желобцова и др. // Металлург. 2002. - № 2. - С. 55-57.

90. Development of continuous casting operation Текст. // Transactions of the Iron and Steel Inst, of Japan. 1976. - 16, N 1.

91. Development of continuous casting technology at Kawasaki Steel Текст. / Soriinachi Kenichi et al. // Kawasaki Steel Techn. Kept. 1996. - N 35. - P. 52-53.

92. Dolejsi Zdenek. Nektere aspekty vyvoje a zivothosti krystalizatoru proplynule oldevani oceli Текст. // Hutn. Listy. 1984. - 39, N 11. - P. 816-820.

93. Isenberg, o'Loughlin Jo. Warming up to the multi-coat process Текст. // 33 Metal Prod. 1984. -22, N 9. - P. 4.1 13. Marti H., Barbe J. Lingotieres pour la coulec continue de lacier Текст. // Rev. met. 1976. - 73, N 5 - P. 457-466.