Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ СОРТОВОЙ ЗАГОТОВКИ ПРИ РЕДУЦИРОВАНИИ В ЛИНИИ МНЛЗ С ЦИКЛИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРОМ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЖАТИЯ

Демченко Д.О. (ОМТ - 10 м), Донецкий национальный технический университет

Мировое потребление непрерывнолитой сортовой заготовки продолжает постоянно увеличиваться, что характеризует эффективность инновационных технологических решений, используемых в сортовых МНЛЗ, для повышения ее качества. Перспективы дальнейшего развития процессов непрерывной разливки сортовой заготовки связаны с использованием, как традиционных подходов к реализации технологии на современных МНЛЗ, так и проведением небольших конструктивных и технологических модернизаций, в совокупности с повышением уровня автоматизации работы оборудования МНЛЗ.

Дальнейшее повышение требований к качеству непрерывнолитой заготовки, как на макро-, так и на микро- уровне, обусловленное необходимостью сведения к минимуму последующих видов обработки, определяет основные направления развития технологии непрерывного литья заготовок. Однако наличие осевой пористости и ликвации, сильной химической неоднородности могут сделать металл непригодным для дальнейшего применения в изделиях машиностроения.

Одним из путей устранения этих недостатков является использование метода «мягкого» обжатия непрерывнолитой заготовки в конце цикла затвердевания, при наличии жидкой и твердой фаз. Сущность этого метода заключается в том, что непрерывнолитая заготовка подвергается дополнительному обжатию (на несколько миллиметров) в нижней части ЗВО на участке установки тянуще правильных машин [2].

В рамках дальнейшего развития классической схемы деформирования непрерывнолитой заготовки можно выделить следующие основные направления совершенствования, которые присутствуют при производстве, как блюмов, так и сортовых заготовок:

  1. Изменение формы поперечного перереза непрерывнолитого блюма.
  2. Усовершенствование формы рабочего инструмента, т.е. обжимных роликов или валков.
  3. Изменение направления прикладывания внешнего деформационного влияния, а именно из вертикального на горизонтальный, или применение комбинированной схемы.
  4. Использование в линии МНЛЗ прессов или ковочных агрегатов.

Что касается вопроса оптимизации параметров процесса деформирования непрерывнолитой сортовой заготовки, то большинство исследований однозначно утверждает, что в основном они определяются физико-геометрическим состоянием слитка в предполагаемой области реализации процесса. При этом главное значение отводится содержания твердой фазы у осевой жидко-твердой составляющей, которая характеризуется, степенью затвердения.

Учитывая опыт прокатывания на клин, который разрешает повысить уровень обжатия на 1,6 раза, предложено осуществлять циклическую деформацию (рис. 1) непрерывнолитого слитка, при этом реализация процесса будет осуществляться в два этапа.

Первый этап - заготовка обжимается в валках I-ой клети, которые установлены в подшипниках с «положительным» эксцентриситетом.

Предлагаемая схема циклической деформации заготовки

Рисунок 1 - Предлагаемая схема циклической деформации заготовки: R - радиус валков; D - диаметр валков; e - эксцентриситет верхнего валка; L - длина окружности валка; L\2 - расстояние между первой и второй клетью

Поверхность заготовки получается с циклически повторяющимися вершинами (имеет вид «стоячей волны»), т.е. есть максимальный выступ и, соответственно, минимальная впадина. Такой вид поверхности заготовки обеспечивается точной настройкой I-ой клети.

Для получения прямоугольной заготовки с гладкой поверхностью предназначенный второй этап деформации. Специфика второго этапа заключается в том, что работа II-ой клети должна быть жестко синхронизированная с работой I-ой клети, т.е. «отрицательный» эксцентриситет установки валков, должен быть настроен так, что бы максимум выступа заготовки попадал в максимум обжатия и наоборот. Такая синхронизация позволит в ходе обжатия во II-ой клети сгладить выступы на заготовке.

Планируемые лабораторные исследования, моделирующие процесс циклической деформации непрерывнолитой заготовки, предполагают изучение особенностей формоизменения в зависимости от связей между величинами: эксцентриситета верхнего валка – e и диаметра валков – D, высоты деформируемой заготовки – H и диаметра валков – D, обжатия – h и высоты деформируемой заготовки – H.

В процессе подготовки к проведению экспериментальных исследований предполагается выполнить модернизацию подшипниковых опор валков лабораторного прокатного стана, целью обеспечения наличия эксцентриситета при вращении валков (циклической деформации).