Установка непрерывного литья и деформации для производства стальных листов и сортовых заготовок
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Металлургия. Литейное производство
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 304
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-9729-0593-5
Артикул: 766593.01.99
Представлены результаты теоретического исследования напряженного состояния системы «бойки - полоса» при получении листов из стали на установке непрерывного литья и деформации. Определены напряжения в очаге циклической деформации и в бойках установки от усилия обжатия стальных полос. Дана сравнительная оценка напряженного состояния бойков различной конструкции от усилия обжатия и температурной нагрузки. Приведены результаты экспериментального исследования совмещенного процесса непрерывного литья и деформации на опытной установке. Для инженерно-технических работников и студентов вузов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 15.04.01: Машиностроение
- 15.04.02: Технологические машины и оборудование
- 15.04.03: Прикладная механика
- 22.04.01: Материаловедение и технологии материалов
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
. . ¥µ®¢ . . ¨µ «¥¢ -¬-¢¯³§¾ Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2021 1
УДК 621.74+621.771 ББК 34.51 Л53 Р е ц е н з е н т ы : профессор кафедры металлургических и роторных машин УрФУ, доктор технических наук В. В. Каржавин; профессор кафедры обработки металлов давлением УрФУ, доктор технических наук Ю. Н. Логинов Лехов, О. С. Л53 Установка непрерывного литья и деформации для производства стальных листов и сортовых заготовок : монография / О. С. Лехов, А. В. Михалев. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. – 304 с. ISBN 978-5-9729-0593-5 Представлены результаты теоретического исследования напряженного состояния системы «бойки – полоса» при получении листов из стали на установке непрерывного литья и деформации. Определены напряжения в очаге циклической деформации и в бойках установки от усилия обжатия стальных полос. Дана сравнительная оценка напряженного состояния бойков различной конструкции от усилия обжатия и температурной нагрузки. Приведены результаты экспериментального исследования совмещенного процесса непрерывного литья и деформации на опытной установке. Для инженерно-технических работников и студентов вузов. УДК 621.74+621.771 ББК 34.51 ISBN 978-5-9729-0593-5 © Лехов О. С., Михалев А. В., 2021 © Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 2
¢¥¤¥-¨¥ ........................................................................................................ 7 1. - «¨²¨·¥±ª¨© ®¡§®° .............................................................................. 10 1.1. ¤´¬-ª-¢§¾ § - -¯²£-¡¬§¤ ®¯-µ¤°°-¡ ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ £ª¾ ®¯-§¦¡-£°±¡ °±ª»¬º´ ª§°±-¡ ........................ 10 1.2. -¡«¤¸¤¬¬º¤ ®¯-µ¤°°º ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § ®¯-©±©§ £ª¾ ®¯-§¦¡-£°±¡ ª§°±-¡ §¦ °±ª§ ................................................. 13 1.3. ¸¾ ®-°±¬-¡© ¦£¶§ .............................................................. 18 2. £°³¦¥--®±²¼ ¨ - ¯°¿¦¥--®¥ ±®±²®¿-¨¥ ±¨±²¥¬» ¡®©ª¨-¯®«®± ¯°¨ ¯®«³·¥-¨¨ ±² «¼-®© ¬¥² ««®¯°®¤³ª¶¨¨ - ³±² -®¢ª¥ ±®¢¬¥¹¥--®£® ¯°®¶¥±± -¥¯°¥°»¢-®£® «¨²¼¿ ¨ ¤¥´®°¬ ¶¨¨ .............. 20 2.1. °±¬-¡© °-¡«¤¸¤¬¬-¢- ®¯-µ¤°° ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ ............................................................................... 20 2.2. °°ª¤£-¡¬§¤ ¬®¯¾¥¤¬¬--£¤³-¯«§¯-¡¬¬-¢- °-°±-¾¬§¾ () «¤±ªª ¡ -¶¢¤ µ§©ª§¶¤°©-¨ £¤³-¯«µ§§ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ ª§°±-¡ §¦ °±ª§ £ª¾ °¡¯¬º´ ±¯² ............................................................. 23 2.2.1. -°±¬-¡© ¦£¶§, §°´-£¬º¤ £¬¬º¤, ¯°¶¤±¬¾ °´¤« § ¢¯¬§¶¬º¤ ²°ª-¡§¾ .......................... 23 2.2.2. ¤¦²ª»±±º ¯°¶¤± ¬®¯¾¥¤¬§¨ § ±¤¶¤¬§¾ «¤±ªª ¡ -¶¢¤ µ§©ª§¶¤°©-¨ £¤³-¯«µ§§ .................................. 25 2.3. °°ª¤£-¡¬§¤ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ -¨©´ ¤¦ ©¬ª-¡ -± ²°§ª§¾ - ¥±§¾ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ ª§°±-¡ §¦ °±ª§ ....................... 29 2.3.1. -°±¬-¡© ¦£¶§, §°´-£¬º¤ £¬¬º¤ § ¢¯¬§¶¬º¤ ²°ª-¡§¾ .......................................................................... 29 2.3.2. ¤-¯§¾ ¯¤·¤¬§¾ ©¯¤¡º´ ¦£¶ ±¤-¯§§ ²®¯²¢-°±§ «¤±-£-« ©-¬¤¶¬º´ ¼ª¤«¤¬±-¡ ¡ - ¹¤«¬-¨ ®-°±¬-¡©¤ .................................................. 34 2.3.3. ®¯¾¥¤¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ -¨©-¡ ¤¦ ©¬ª-¡ -± ²°§ª§¾ - ¥±§¾ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ ª§°±-¡ §¦ °±ª§ ¬ ²°±¬-¡©¤ ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ .......... 36 3. ±·¥² ²¥¬¯¥° ²³°-»µ ¯®«¥© ¨ - ¯°¿¦¥--®£® ±®±²®¿-¨¿ ¡®©ª®¢ ³±² -®¢ª¨ ±®¢¬¥¹¥--®£® ¯°®¶¥±± -¥¯°¥°»¢-®£® «¨²¼¿ ¨ ¤¥´®°¬ ¶¨¨ .......................................................................................... 45 3.1. ¤±-£§© ¯°¶¤± ±¤«®¤¯±²¯¬º´ ®-ª¤¨ § ±¤¯«-²®¯²¢§´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ -¨©´ ²°±¬-¡©§ ¡ ®©¤±¤ ANSYS ........................... 45 3.2. ¤-¯§¾ ¯°¶¤± ±¤«®¤¯±²¯¬º´ ®-ª¤¨ § ±¤¯«-²®¯²¢§´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ -¨©´ «¤±-£-« ©-¬¤¶¬º´ ¼ª¤«¤¬±-¡ ¡ - ¹¤«¬-¨ ®-°±¬-¡©¤ ................................. 47 3.3. ®¯¤£¤ª¤¬§¤ °§°±¤«º ©-¼³³§µ§¤¬±-¡ £ª¾ ¯¤·¤¬§¾ ¦£¶ - ±¤®ª-¡-¨ ¬¢¯²¥¤¬¬-°±§ -¨©-¡ ................................................. 50 3
3.4. §°ª¤¬¬-¤ -®¯¤£¤ª¤¬§¤ ®ª-±¬-°±§ ±¤®ª-¡-¢- ®-±-© ®- ¼©°®¤¯§«¤¬±ª»¬º« £¬¬º« ®¯-µ¤°° £¤³-¯«µ§§ °±ª»¬-¨ ®-ª-°º ¬ -®º±¬-¨ ²°±¬-¡©¤ ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ ................................................................................ 52 3.5. °¶¤± ±¤«®¤¯±²¯¬-¢- ®-ª¾ -¨©-¡ ¤¦ ©¬ª-¡ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ °±ª»¬º´ ª§°±-¡ ¬ ²°±¬-¡©¤ ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ ................................................................................ 59 4. ¯°¿¦¥--®¥ ±®±²®¿-¨¥ ¡®©ª®¢ ³±² -®¢ª¨ ±®¢¬¥¹¥--®£® ¯°®¶¥±± -¥¯°¥°»¢-®£® «¨²¼¿ ¨ ¤¥´®°¬ ¶¨¨ ¯°¨ ¯®«³·¥-¨¨ «¨±²®¢ ¨§ ±² «¨ ................................................................................................... 65 4.1. °¶¤± ±¤«®¤¯±²¯¬º´ ®-ª¤¨ § ±¤¯«-²®¯²¢§´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ -¨©´ ° ©¬ª«§ ²°±¬-¡©§ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ § ¬ ´-ª-°±-« ................................................................................. 65 4.1.1. -°±¬-¡© ¦£¶§, §°´-£¬º¤ £¬¬º¤ § ¢¯¬§¶¬º¤ ²°ª-¡§¾ ...................................................... 65 4.1.2. ¤«®¤¯±²¯¬-¤ ®-ª¤ -¨©-¡ ° ©¬ª«§ ....................... 69 4.1.3. ®¯¾¥¤¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ -¨©-¡ ° ©¬ª«§ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ § -´ª¥£¤¬§§ ¡-£-¨ ¬ ´-ª-°±-« ´-£² ........................................................... 70 4.1.4. °®¯¤£¤ª¤¬§¤ -°¤¡º´ ±¤¯«-²®¯²¢§´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ ®¯§©-¬±©±¬-« °ª-¤ -¨© ° ©¬ª«§ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ § ¬ ´-ª-°±-« ´-£² ......................... 86 4.1.5. °®¯¤£¤ª¤¬§¤ -°¤¡º´ ±¤¯«-²®¯²¢§´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ ®¯§©-¬±©±¬-« °ª-¤ ®- £ª§¬¤ -¨© ° ©¬ª«§ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ § ¬ ´-ª-°±-« ´-£² ......................... 93 4.1.6. ®¯¾¥¤¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ -¨©-¡ ° ©¬ª«§ -± ²°§ª§¾ - ¥±§¾ § ±¤«®¤¯±²¯¬-¨ ¬¢¯²¦©§ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ ª§°±-¡ §¦ °±ª§ ¬ ²°±¬-¡©¤ ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ ............................... 98 4.1.7. °®¯¤£¤ª¤¬§¤ -°¤¡º´ °²««¯¬º´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ®- ±-ª¸§¬¤ § ·§¯§¬¤ ®¯§©-¬±©±¬-¢- °ª-¾ -¨©-¡ ° ©¬ª«§ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ .................................... 106 4.2. °¶¤± ±¤«®¤¯±²¯¬º´ ®-ª¤¨ § ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ -¨©´ ¤¦ ©¬ª-¡ ²°±¬-¡©§ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ § ¬ ´-ª-°±-« ´-£² ....................... 114 4.2.1. -°±¬-¡© ¦£¶§, §°´-£¬º¤ £¬¬º¤ § ¢¯¬§¶¬º¤ ²°ª-¡§¾ .................................................... 114 4.2.2. ¤¦²ª»±±º ¯°¶¤± ±¤«®¤¯±²¯¬-¢- ®-ª¾ -¨©-¡ ¤¦ ©¬ª-¡ .................................................................. 114 4.2.3. ®¯¾¥¤¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ ®¯§©-¬±©±¬-¢- °ª-¾ -¨© ¤¦ ©¬ª-¡ -± ¡-¦£¤¨°±¡§¾ ±¤«®¤¯±²¯¬-¨ ¬¢¯²¦©§ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ § ®¯§ -´ª¥£¤¬§§ ¡-£-¨ ¬ ´-ª-°±-« ´-£² ......................................................... 117 4.2.4. °®¯¤£¤ª¤¬§¤ -°¤¡º´ ±¤¯«-²®¯²¢§´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ®- ±-ª¸§¬¤ § £ª§¬¤ -¨© ¤¦ ©¬ª-¡ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ § ¬ ´-ª-°±-« ´-£² ....................... 121 4
4.2.5. °®¯¤£¤ª¤¬§¤ -°¤¡º´ ±¤¯«-²®¯²¢§´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ ®¯§©-¬±©±¬-« °ª-¤ ®- £ª§¬¤ -¨© ¤¦ ©¬ª-¡ ®¯§ - ¥±§§ °ª¾ § ¬ ´-ª-°±-« ´-£² ....................... 124 4.2.6. ®¯¾¥¤¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ -¨©-¡ ¤¦ ©¬ª-¡ -± ²°§ª§¾ - ¥±§¾ § ±¤«®¤¯±²¯¬-¨ ¬¢¯²¦©§ ............. 131 4.3. µ¤¬© ¬®¯¾¥¤¬¬-¢- °-°±-¾¬§¾, ¡º -¯ ©-¬°±¯²©µ§§ § «±¤¯§ª -¨©-¡ ²°±¬-¡©§ °-¡«¤¸¤¬¬-¢- ®¯-µ¤°° ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ °±ª»¬º´ ª§°±-¡ ................................................... 138 5. ¯°¿¦¥--®-¤¥´®°¬¨°®¢ --®¥ ±®±²®¿-¨¥ ¬¥² «« ¢ ®· £ µ ¤¥´®°¬ ¶¨¨ ¯°¨ ¯®«³·¥-¨¨ ±®°²®¢»µ § £®²®¢®ª ¨§ ±² «¨ - ³±² -®¢ª¥ ±®¢¬¥¹¥--®£® ¯°®¶¥±± -¥¯°¥°»¢-®£® «¨²¼¿ ¨ ¤¥´®°¬ ¶¨¨ ........................................................................................ 146 5.1. ®-°- ®-ª²¶¤¬§¾ °±ª»¬º´ °-¯±-¡º´ ¦¢-±-¡-© ¬ ²°±¬-¡©¤ °-¡«¤¸¤¬¬-¢- ®¯-µ¤°° ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ .............................................................................. 146 5.2. -°±¬-¡© ¦£¶§, §°´-£¬º¤ £¬¬º¤, ¯°¶¤±¬¾ °´¤« § ¢¯¬§¶¬º¤ ²°ª-¡§¾ .................................................................... 148 5.3. ¤¦²ª»±±º ¯°¶¤± ¬®¯¾¥¤¬¬--£¤³-¯«§¯-¡¬¬-¢- °-°±-¾¬§¾ «¤±ªª ¡ -¶¢¤ µ§©ª§¶¤°©-¨ £¤³-¯«µ§§ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ ±¯¤´ °-¯±-¡º´ ¦¢-±-¡-© ...................................... 153 5.3.1. ®¯¾¥¤¬¬--£¤³-¯«§¯-¡¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ «¤±ªª ¡ ´¯©±¤¯¬º´ ±-¶©´ °¤¶¤¬§¾ 1 -¶¢ £¤³-¯«µ§§ .... 155 5.3.2. ®¯¾¥¤¬¬--£¤³-¯«§¯-¡¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ «¤±ªª ¡ ´¯©±¤¯¬º´ ±-¶©´ °¤¶¤¬§¾ 2 -¶¢ £¤³-¯«µ§§ .... 157 5.3.3. ®¯¾¥¤¬¬--£¤³-¯«§¯-¡¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ «¤±ªª ¡ ´¯©±¤¯¬º´ ±-¶©´ °¤¶¤¬§¾ 3 -¶¢ £¤³-¯«µ§§ .... 159 5.3.4. ®¯¾¥¤¬¬--£¤³-¯«§¯-¡¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ «¤±ªª ¡ ´¯©±¤¯¬º´ ±-¶©´ °¤¶¤¬§¾ 4 -¶¢ £¤³-¯«µ§§ .... 163 5.3.5. °®¯¤£¤ª¤¬§¤ ®¤¯¤«¤¸¤¬§¨, ¬®¯¾¥¤¬§¨ § £¤³-¯«µ§¨ ®- ´¯©±¤¯¬º« ª§¬§¾« ®-¡¤¯´¬-°±§ -¶¢ £¤³-¯«µ§§ ....................................................... 168 5.4 ®¯¾¥¤¬¬--£¤³-¯«§¯-¡¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ «¤±ªª ¡ ¦-¬¤ -¶¢ £¤³-¯«µ§§ ®¯§ ¡¬¤£¯¤¬§§ ¯¦£¤ª¾½¸¤¢- ²¯± -¨© ¡ °ª¾ ................................................................................. 177 5.4.1. -°±¬-¡© ¦£¶§, §°´-£¬º¤ £¬¬º¤ § ¯°¶¤±¬¾ °´¤« ........................................................ 177 5.4.2. ¤¦²ª»±±º ¯°¶¤± -°¤¡º´ ®¤¯¤«¤¸¤¬§¨ § ¬®¯¾¥¤¬§¨ ®¯§ ¡¬¤£¯¤¬§§ ¯¦£¤ª¾½¸¤¢- ²¯± -¨© ¡ °ª¾ ¬ ¡¤ª§¶§¬² 48 «« ....................................................... 180 5.4.3. ¤¦²ª»±±º ¯°¶¤± -°¤¡º´ ®¤¯¤«¤¸¤¬§¨ § ¬®¯¾¥¤¬§¨ ®- ª§¬§¾« ¡®£§¬º -¶¢ £¤³-¯«µ§§ ®¯§ ¡¬¤£¯¤¬§§ ²¯± -¨© ¡ °ª¾ .. ............................ 185 5.4.4. ¤¦²ª»±±º ¯°¶¤± -°¤¡º´ ®¤¯¤«¤¸¤¬§¨ § ¬®¯¾¥¤¬§¨ ®- ª§¬§¾« ¯¤ ¯ -¶¢ £¤³-¯«µ§§ ®¯§ ¡¬¤£¯¤¬§§ ²¯± -¨© ¡ °ª¾ .............................. 190 5
5.4.5. ¤¦²ª»±±º ¯°¶¤± -°¤¡º´ ®¤¯¤«¤¸¤¬§¨ § ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ ´¯©±¤¯¬º´ ±-¶©´ ®¯§ ¡¬¤£¯¤¬§§ ²¯± -¨© ¡ °ª¾ .............................. 194 6. ±±«¥¤®¢ -¨¥ - ¯°¿¦¥-¨© ¢ ¡®©ª µ ± ¡³°² ¬¨ ¯°¨ ¯®«³·¥-¨¨ ²°¥µ ±² «¼-»µ ±®°²®¢»µ § £®²®¢®ª - ³±² -®¢ª¥ ±®¢¬¥¹¥--®£® ¯°®¶¥±± -¥¯°¥°»¢-®£® «¨²¼¿ ¨ ¤¥´®°¬ ¶¨¨ .............. 205 6.1. -°±¬-¡© ¦£¶§, §°´-£¬º¤ £¬¬º¤ § ¢¯¬§¶¬º¤ ²°ª-¡§¾ ........ 205 6.2. ®¯¾¥¤¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ -¨© ° ²¯±«§ -± ²°§ª§¾ - ¥±§¾ ...... 212 6.3. °¶¤± ±¤«®¤¯±²¯¬-¢- ®-ª¾ ©ª§ ¯-¡¬¬-¢- -¨© ° ²¯±«§ ²°±¬-¡©§ ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ °-¯±-¡º´ ¦¢-±-¡-© .............................................. 225 6.4. °°ª¤£-¡¬§¤ ±¤¯«-²®¯²¢§´ ¬®¯¾¥¤¬§¨ ¡ -¨©¤ ° ²¯±«§ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ ±¯¤´ °-¯±-¡º´ ¦¢-±-¡-© ¬ ²°±¬-¡©¤ °-¡«¤¸¤¬¬-¢- ®¯-µ¤°° ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ ..... 238 6.4.1. -°±¬-¡© ¦£¶§, §°´-£¬º¤ £¬¬º¤ § ¢¯¬§¶¬º¤ ²°ª-¡§¾……… ........................................... 238 6.4.2. ¤¦²ª»±±º ¯°¶¤± ¬®¯¾¥¤¬¬-¢- °-°±-¾¬§¾ -¨©-¡ ° ²¯±«§ -± ±¤«®¤¯±²¯¬-¨ ¬¢¯²¦©§ ......................... 239 6.5. ®¯¾¥¤¬¬-¤ °-°±-¾¬§¤ ©ª§ ¯-¡¬¬º´ -¨©-¡ ° ²¯±«§ -± ²°§ª§¾ - ¥±§¾ § ±¤«®¤¯±²¯¬-¨ ¬¢¯²¦©§ ®¯§ ®-ª²¶¤¬§§ ±¯¤´ °-¯±-¡º´ ¦¢-±-¡-© ¬ ²°±¬-¡©¤ ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ .............................................................................. 259 7. ª±¯¥°¨¬¥-² «¼-®¥ ¨±±«¥¤®¢ -¨¥ ±®¢¬¥¹¥--®£® ¯°®¶¥±± -¥¯°¥°»¢-®£® «¨²¼¿ ¨ ¤¥´®°¬ ¶¨¨ - ®¯»²-®-¯°®¬»¸«¥--®© ³±² -®¢ª¥ «° «¼±ª¨© ²°³¡-»© § ¢®¤» .......................................... 276 7.1. ®º±¬--®¯-«º·ª¤¬¬¾ ²°±¬-¡© ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ «¯ª»°©§¨ ±¯² ¬º¨ ¦¡-£» .......................... 276 7.2. -¯²£-¡¬§¤ ²¶°±© ¬¤®¯¤¯º¡¬-¢- ª§±»¾ § £¤³-¯«µ§§ ......... 279 7.3. ¤±-£§© ¼©°®¤¯§«¤¬±, §°®-ª»¦²¤«¾ ®®¯±²¯ § £±¶§©§ .... 280 7.4. ¤¦²ª»±±º ¼©°®¤¯§«¤¬±ª»¬-¢- §°°ª¤£-¡¬§¾ ........................... 281 ª«¾·¥-¨¥ ................................................................................................ 286 ¯¨±®ª «¨²¥° ²³°» .................................................................................... 291 6
Дальнейшее развитие нефтегазового и топливно-энергетического комплексов требует все большего количества труб самого разнообразного сортамента. В связи с этим перед трубной промышленностью стоит задача увеличить объем производства труб повышенного качества, расширить их сортамент и повысить степень обеспечения трубами необходимого сортамента ведущих отраслей страны. Однако в связи с увеличением выпуска экономичных профилей и сварных труб специального назначения, освоением и расширением сортамента труб из легированных и труднодеформируемых марок стали, повышением требований к качеству необходимо дальнейшее совершенствование технологических процессов производства листов из стали для сварных труб. Возможности трубных заводов России не позволяют производить трубы с гарантированным уровнем качества, соответствующие требованиям стандартов технически развитых стран [1]. При обжатии крупных непрерывнолитых слябов на станах толстолистовой прокатки имеет место значительная неравномерность деформации по высоте сляба, что приводит к получению неоднородной структуры толстолистового проката [2–6]. Для снижения неравномерности деформации необходимо увеличивать обжатия за проход, что практически трудно осуществить, поскольку степень деформации за проход недостаточна и составляет 10–15 %. Вследствие этого в осевой зоне сляба литая структура металла недостаточно прорабатывается, неметаллические включения и ликваты имеют строчечное расположение в металле по оси прокатки [2], что приводит к снижению механических характеристик толстолистового проката и к проблемам при получении сварных труб на электросварочном стане. Основной проблемой, возникающей при обжатии непрерывнолитых сля- бов, является обеспечение благоприятной схемы напряженно-деформированного 7
состояния металла в очаге деформации, получение однородной и мелкозернистой структуры металла, исключение ликвационных зон в осевой зоне листов и получение высоких механических свойств стальных листов для сварных труб. За рубежом [7, 8] для получения стальных листов для сварных труб разработана технология совмещенного процесса непрерывного литья и прокатки, при которой выходящий из кристаллизатора установки непрерывного литья тонкий сляб с жидкой сердцевиной обжимается двумя парами валков зоны вторичного охлаждения до заданной толщины, что позволяет сократить количество клетей для последующей прокатки. Анализ профилей ликвации в осевой зоне стандартного и тонкого сляба показал, что в случае тонких слябов наблюдается более мелкозернистая структура металла и меньшая область осевой ликвации, чем в стандартном слябе. Ведущие сталелитейные компании ведут работы по созданию высокоэффективной модульной технологии и оборудования для производства тонких широких полос на основе компактных валковых литейно-прокатных агрегатов [9]. При этом важной задачей является уменьшение расхода энергии и удельных капиталовложений. В литейно-прокатных агрегатах жидкий металл подают в валки-кристаллизаторы, которые одновременно являются и кристаллизатором и деформирующим инструментом. При обжатии тонкого слитка степень деформации должна быть не менее 10–15 % для обеспечения достаточно высоких механических свойств металла. В результате интенсификации производства стальных листов и повышения требований, предъявляемых к механическим свойствам и состоянию их поверхности, значительно возрастают нагруженность бойков установки совмещенного процесса непрерывного литья и деформации и требования к качеству их поверхности. Условия эксплуатации бойков установки выдвинули ряд существенных требований по обеспечению их стойкости. Таким образом, актуальной задачей является обоснованный выбор конструктивных параметров и материала бойков, обеспечивающих не только износостойкие свойства, но и способность 8
противостоять циклическим нагрузкам при воздействии термоупругих и механических напряжений. В современном металлургическом производстве для получения сортовых заготовок для мелкосортных станов используются обжимные и непрерывно-заготовочные станы, причем на обжимной стан поступают непрерывнолитые заготовки или отдельные слитки [10]. Однако такой технологический процесс производства сортовых заготовок отличается высокими капитальными, эксплуатационными и энергетическими затратами, поскольку он включает машину непрерывного литья сортовых заготовок, нагревательные печи, обжимной и непрерывно-заготовочный станы. В связи с этим в мире ведутся работы по созданию ресурсосберегающих литейно-прокатных комплексов для производства сортовых заготовок, в частности процессов продольного разделения непрерывнолитых слябов на ряд сортовых заготовок [11]. Для решения изложенных выше проблем производства стальных листов и сортовых заготовок целесообразно использовать компактную установку совмещенного процесса непрерывного литья и деформации, технологические возможности которой предусматривают отливку тонких слябов и их обжатие с высокой степенью деформации за проход и в узком температурном интервале. Разработка и внедрение установки непрерывного литья и деформации позволят существенно снизить энергетические, капитальные и эксплуатационные затраты, улучшить качество металлопродукции и создать ресурсосберегающие комплексы для производства стальных листов и сортовых заготовок [12, 13]. 9
1. 1.1. ¥µ-®«®£¨¿ ¨ ®¡®°³¤®¢ -¨¥ ¯°®¶¥±±®¢ -¥¯°¥°»¢-®£® «¨²¼¿ ¨ ¤¥´®°¬ ¶¨¨ ¤«¿ ¯°®¨§¢®¤±²¢ ±² «¼-»µ «¨±²®¢ Стан 5000 ОАО «ММК», производительностью до 1,5 т/год изготовлен фирмой SMS Demag AG [14, 15]. На стане производится толстолистовой прокат шириной до 4850 м и длиной до 25 м для ведущих отраслей промышленности и нефтегазового комплекса России. В состав оборудования стана 5000 входят печь с шагающими балками, 4-валковый реверсивный прокатный стан с обжимной клетью вертикального типа, ножницы продольной и поперечной резки. Характеристика прокатной клети стана 5000 приведена ниже: допустимое усилие прокатки, кН …………………. 120000 максимальный крутящий момент, кН м …………. 2×9700 основные размеры станин, мм ……………………. 15650×6100×2300 скорость приводного двигателя, мин-1 ……………. 0–60/115 размеры рабочих валков, мм ……………………….. 1210/1110×5300. В работах [16–21] изложена технология контролируемой прокатки (КП), которая направлена на управление формированием микроструктуры металла при черновой и чистовой прокатке с целью получения толстолистового проката с заданными свойствами. В работе Богатова А. А., Нухова Д. Ш., Пьянкова К. П. [2] представлены результаты исследования распределения деформации по толщине листа при толстолистовой прокатке с использованием пакетов DEFORM-3D и Q-FORM. Проведена оценка напряженного состояния металла в очаге деформации с использованием современных средств МКЭ-моделирования, которая показала, что имеет место значительная неравномерность распределения напряжений. 10