Введение к работе
Актуальность проблемы
Настоящая работа посвящена разработке оборудования машин непрерывного литья для производства круглых заготовок, в первую очередь -оборудования зоны кристаллизации
Развитие нефтяного, газового, энергетического машиностроения вызывают необходимость создания рациональных способов производства труб. Исходной заготовкой для их производства является непрерывнолитая круглая заготовка Кроме того, в некоторых случаях круглую заготовку используют для прокатки сорта высокого качества
В результате выполненной ВНИИМЕТМАШем, по просьбе Волжского трубного завода реконструкции зоны кристаллизации машины непрерывного литья заготовок №2 (МНЛЗ-2) и модернизации кристаллизатора МНЛЗ-1 значительно улучшились технологические и качественные показатели работы машин.
Результаты работы актуальны и используются при сооружении новых и реконструкции действующих МНЛЗ для литья круглых заготовок на российских и зарубежных металлургических заводах.
Цель работы
Целью настоящей работы является разработка новой конструкции отечественных кристаллизаторов для литья круглых заготовок и их основных элементов - гильз различных типоразмеров. Разработанные кристаллизаторы должны обеспечить повышение скорости разливки, отсутствие овальности заготовок и наружных дефектов, а также снижение аварийности.
Наряду с разработкой новой конструкции кристаллизатора потребовалось также усовершенствовать вторичное охлаждение слитка, которое должно обеспечивать при высокой скорости литья равномерное охлаждение по заданному закону круглой заготовки, по своей природе в наибольшей степени склонной к образованию овальности и трещин
Одним из этапов работы является разработка технологии и соответствующего технологического оборудования для производства вновь спроектированных гильз сложной формы внутренней полости для кристаллизаторов, предназначенных для получения высококачественных круглых трубных заготовок. Разработана также новая технология ремонта отработанных после эксплуатации гильз круглого сечения.
Этапом работы является также определение влияния изгиба и правки непрерывного круглого слитка на овальность и образование внутренних трещин. Расчёт, посвященный этой проблеме, необходим не только для выбора типа новых МНЛЗ, но - главным образом - при разработке проектов реконструкции существующих блюмовых и сортовых МНЛЗ, которые в настоящее частично либо полностью переводятся на отливку круглых трубных заготовок.
Научная новизна
Разработана и применена модель затвердевания круглой непрерывнолитои заготовки в гильзовом кристаллизаторе, на основании которой создана конструкция гильзы с синусоидальными вогнутостями.
Разработана и успешно освоена в условиях промышленной эксплуатации новая конструкция гильз кристаллизаторов для литья непрерывнолитых круглых заготовок, позволяющая увеличить скорость разливки и улучшить качество отливаемых круглых заготовок.
Создано новое технологическое оборудование для изготовления круглых гильз со сложной формой внутренней полости Разработана новая технология ремонта отработанных после эксплуатации гильз круглого сечения.
Разработаны режимы вторичного охлаждения непрерывнолитои заготовки, обеспечивающие получение высококачественной круглой заготовки при высоких скоростях литья.
Выполнен расчет влияния изгиба и правки непрерывнолитои круглой заготовки на её овальность.
Созданы основные положения для проектирования отечественных машин для литья круглых заготовок
Достоверность
Основные положения разработанной модели затвердевания круглой заготовки в кристаллизаторе прошли экспериментальную проверку с применением гильз различной конструкции, а затем - в полупромышленных и промышленных условиях на Волжском трубном заводе и металлургическом заводе «ТМК-Решица» (Румыния).
Практическая ценность и реализация результатов работы
-
На Волжском трубном заводе с участием автора произведена реконструкция оборудования зоны кристаллизации МНЛЗ-2 для разливки непрерывнолитых круглых заготовок диаметром 156 мм В результате реконструкции время разливки плавки уменьшилось со 120 до 95 минут, брак уменьшился в 3 раза, серийность возросла в 2 раза, овальность сведена до минимума, установленного техническими условиями
-
На МНЛЗ-1 Волжского трубного завода в кристаллизаторы фирмы SMS Demag были установлены специально разработанные для них во ВНИИМЕТМАШе новые гильзы для литья круглых заготовок диаметром 156 мм, что позволило снизить брак с 4,5 % до 0,18 % и исключить затраты на осмотры и ремонт заготовок перед отправкой заказчику.
3. На основании проведённых работ разработаны основные
технические решения по реконструкции блюмовой МНЛЗ-3 ГУЛ
«Белорусский металлургический завод» с целью получения круглых
непрерывнолитых заготовок. При выполнении этого проекта была
разработана методика расчета влияния изгиба и правки круглого слитка на
его качество.
4. Впервые разработанный и успешно внедренный на Волжском
трубном заводе метод реконструкции блюмовых МНЛЗ с целью получения
высококачественной непрерывнолитой круглой заготовки был применён и усовершенствован на металлургическом заводе «ТМК-Решица» (Румыния) при реконструкции блюмовой МНЛЗ для литья заготовок диаметром 177 мм.
5. Разработана и внедрена оригинальная технология изготовления гильз для отливки круглых заготовок, обеспечивающая получение гильз с практически одномерной толщиной стенки и высокую точность изготовления гильз со сложной формой внутренней полости. Освоена новая технология ремонта отработанных после эксплуатации гильз круглого сечения
Апробация работы:
Материалы работы докладывались на:
-
Первой конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века», г. Москва, 2005г.
-
Неделя металлов в Москве, г. Москва, 2005г.
3. Международная конференция по внепечной обработке и
непрерывной разливке стали, г. Москва, 2006г.
4. ГХ международном конгрессе сталеплавильщиков г. Старый Оскол,
2006г (работа была отмечена дипломом).
5. Третьей конференции молодых специалистов «Металлургия XXI
века», г. Москва, 2007г.
6 Технологии и оборудование для выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки стали, г. Москва, 2007г.
7. Металлургия стали. Проблемы и решения.. III Конгресс металлургов Урала, г. Челябинск, 2008г.
Публикации:
Основное содержание диссертации отражено в 18 опубликованных статьях. Разработанная конструкция гильзы кристаллизатора для литья круглых заготовок защищена патентом РФ на изобретение № 2308348 «Гильзовый кристаллизатор для высокоскоростного непрерывного литья круглых заготовок»
Структура и объём работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков, 15 таблиц и список литературы из 110 наименований.
