Вперше встановлено, що у разі вдування аргону через стопормоноблок промковша досягається зменшення глибини проникнення струменя металу у ванну кристалізатора в 1,5 - 2 рази., максимальний ефект встановлено за умов витрат аргону на рівні 1,5 - 2 л/хв. Виявлено, що у разі збільшення витрат аргону глибина проникнення струменя зростає, що супроводжується підвищенням ступеня бурління меніска, що спричиняє забруднення сталі неметалічними вкрапленнями. Вперше встановлено, що вихрова воронка, яка формується у промковші за рівня наливу металу 300 - 4000 мм, зберігається у разі подальшого підвищення даного показника до 600 - 700 мм та існує протягом 5 - 8 хв, що сприяє захопленню теплоізоляційної суміші та заростанню внутрішньої порожнини стакана-дозатора. Уточнено уявлення щодо впливу струменя сталі на нерівномірність кристалізації сортової заготовки.

  Скачати повний текст

Удосконалено технологію безперервного розливання та формування сортових заготівок з середньо- та високовуглецевих сталей і підвищення їх якості за рахунок використання нових способів і технологічних схем електромагнітного перемішування металу та розробки оригінальних манітогідродинамічних пристроїв для їх реалізації. Створено оригінальні МГД пристрої, що одночасно створюють обертальний момент і пульсуючий електромагнітний тиск, хвилі якого поширюються вздовж осі заготовки. Їх функціонування за резонансних режимів забезпечило стабілізацію кірки, що формувалась, інтенсифікацію теплового потоку через стінки кристалізатора, збільшення в середньому на 15 % теплозйому від зливка, зменшення на 80 % глибини проникнення струменя, що надходить з проміжного ковша в кристалізатор. Це призвело до підплавлення дендритів у двофазній зоні зливка, що кристалізується. Розроблено нові технічні рішення й електромагнітні системи для пригнічення збурень на меніску за рахунок живлення пристрою електромагнітного перемішування (ЕМП) полігармонійним струмом і фінальні неявнополюсні перемішувачі, що створюють завдяки значному індукованому у розплаві струму потужний обертовий момент під час формування зливка у кінцевій зоні. Визначено раціональні режими перемішування та параметри роботи пристроїв ЕМП. За цього знизилась вартість пристроїв ЕМП, систем їх живлення та капітальних вкладень у разі їх установки на машинах безперервного лиття заготовок.

  Скачати повний текст

Виявлено, що короткотривала витримка у разі максимального навантаження протягом 10 с у 5 - 6 разів зменшує швидкість поширення тріщини втоми-повзучості. Розроблено інженерний метод визначення ресурсу роботи ролика МБЛЗ з тріщиною.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання підвищення економічної ефективності процесу виробництва та переробки сортових безперервновилитих заготовок. Принцип процесу полягає у деформуванні обсеженої (локальної) ділянки безперервновилитої заготовки в місцях майбутнього різання на відповідні довжини. Деформація має забезпечити ущільнення осьової пористості в зоні різання - це захистить від окиснення поверхні пір атмосферним киснем. Внаслідок локальної деформації зменшується площа перерізу заготовки. У випадку виконання процесу на стадії часткової кристалізації заготовки додатково з'являється можливість одержання заготовок з підвищеною тепломісткістю. Для вивчення формозміни у процесі локальної деформації виконано комплекс досліджень, що включає розробку математичної моделі процесу, дослідження з її допомогою напруженого і деформованого стану. Уточнення результатів математичного моделювання виконано методом фізичного моделювання. Як матеріал моделі використано свинець. Дослідно-промислову реалізацію здійснено на спеціально спроектованій і виготовленій установці. Деформуванню було піддано сталеві зразки на стадії часткової та повної кристалізації. Визначено технологічні основи процесу, розроблено перспективні технологічні схеми реалізації, сформульовано рекомендації з конструктивного виконання устаткування для локальної деформації безперервновилитої заготовки в потоці МБВЗ.

  Скачати повний текст

Доведено, що конструктивною особливістю магнітогідродинамічної машини є виконання обмотки з масивних стрижнів безпосередньо з'єднаних із вторинною обмоткою узгоджувального трансформатора в єдиному блок-модулі. Зазначено, що позитивний ефект досягається усуненням усіх контактних з'єднань, між вторинною обмоткою трансформатора та індуктора, відсутністю ізоляційних матеріалів, що сприяє ефективній тепловіддачі через усю поверхню модуля та дозволяє експлуатувати обмотку індуктора зі щільністю струму, що перевищує припустиму у два-три рази, високим коефіцієнтом заповнення паза, компактністю та високою технологічністю всього пристрою. Одержано основні розрахункові співвідношення для визначення електромагнітних навантажень двигуна та загальної потужності пристрою для регулювання рідкометалевого розплаву у заглибленому стакані кристалізатора.

  Скачати повний текст

Розглянуто тривимірну, вісесиметричну та плоскопаралельну постановку задачі. Одержано системи інтегро-диференціальних рівнянь, до розв'язання яких зводиться задача розрахунку вихрових струмів в масивних провідниках, деякі з яких знаходяться у рідкому стані, струмів намагнічування на межі феромагнітного тіла та поля швидкостей в області рідкого провідника. Розроблено двовимірну інтегро-диференціальну математичну модель тепломасопереносу в системі кристалізатор - двообмотковий індукційний перемішувач в машині безперервного лиття заготовок, що дозволяє сукупно врахувати вплив електромагнітного та гідродинамічного факторів на теплообмінні та дифузійні процеси в рідкому металі.

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано й удосконалено швидкісний режим розливання сталі на високопродуктивних сортових машинах безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), що дозволив запобігти утворенню поверхневих і підповерхневих тріщин і дефектів форми в заготовці за рахунок поліпшення контакту твердої оболонки зливка з гільзою кристалізатора, зменшити кількість проривів металу під кристалізатором, пов'язаних з явищем тріщиноутворення на 15 %, підвищити вихід придатного на 0,02 % та збільшити продуктивність машини за умов ТОВ "Електросталь" на 10 %. Розроблено фізичну та створено математичну моделі поперечного перерізу кристалізатора, що дозволили імітувати та досліджувати теплофізичні, механічні процеси та процеси формування кристалічної структури, що відбуваються під час твердіння заготовки в гільзі кристалізатора. Запропоновано заходи щодо підвищення продуктивності МБЛЗ за умов діючого виробництва.

  Скачати повний текст

Встановлено вплив частоти зворотно-поступального руху кристалізатора на процес виникнення стоячих хвиль на дзеркалі металу в кристалізаторі. Утворення хвиль відбувається за умов збігу даної частоти хитання з власною частотою коливань рідини, а також зменшення нижнього межового значення частоти хитання з 3,1 до 2,1 Гц і росту коефіцієнта несинусоїдальності з 0,5 до 0,7. Пов'язане із цим коливання рівня металу знаходиться в межах від 10 до З0 мм. Його підтримка на заданому рівні дозволяє виключити незаплановані зупинки слябової МБЛЗ у цілому. Розширено уявлення щодо несинусоїдального закону руху кристалізатора у випадку згладжування кривої прискорення на прямій на ділянці зміни напряму його руху. Встановлено, що в цьому випадку у разі зміни напрямку руху кристалізатора відсутній різкий зріст прискорення (удар) і на 15 - 25 % максимальне значення прискорення нижче у порівнянні з традиційним несинусоїдальним законом. Встановлено, що процес розвитку стоячих хвиль на вільній поверхні рідкого металу в слябовому кристалізаторі сприяє явищу переносу шлаку з усієї поверхні металу до вузьких граней кристалізатора і оголенню частини дзеркала металу, що викликає ріст в 2 - 2,5 раза амплітуди хвильових коливань. Зазначено, що наслідком значного збільшення амплітуди хвильових коливань поверхні металу є затягування шлакових часток у метал, у результаті чого відбувається його забруднення.

  Скачати повний текст

Обгрнутовано можливість підвищення стабільності впливу параметрів ливарних процесів на якість поверхневого шару виливків з залізовуглецевих сплавів шляхом розробки та впровадження нових прогресивних технологічних методів та обладнання для оптимізації процесів лиття, заснованої на синхронізуючому управлінні тепломасообміном в ливарній формі. Розроблено теоретичні засади синхронізуючого управління в системі "виливок - форма" для виливків з залізовуглецевих сплавів. Створено й експериментально підтверджено адекватність універсальної моделі процесів тепломасопереносу в системі "виливок - ливарна форма", розроблено їх АСУ. Проведено теоретичне випробування запропонованого підходу на прикладі реальних способів лиття у разові форми. Здійснено впровадження у виробництво нових технологічних методів та обладнання для підвищення якості виливків з залізовуглецевих сплавів, які виготовляють у разових формах.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень з твердіння безперервнолитих заготовок. Запропоновано методику розрахунку режиму вторинного охолодження для стаціонарного режиму розливання сталі в слябові заготовки. Надано оригінальний температурно-швидкісний критерій тріщиностійкості та методику розрахунку товщини твердої оболонки на виході з кристалізатора. Досліджено та випробувано метод оптимізації режиму вторинного охолодження за тепловим критерієм і за комплексним критерієм з урахуванням оцінки розвитку макронеоднорідності в перерізі заготовки. Розроблено й адаптовано за промисловими даними математичну модель для розрахунку кінетики твердіння та формування хімічної макронеоднорідності безперервнолитого злитку за нестаціонарних режимів розливання. Встановлено, що використання оптимізованих режимів вторинного охолодження знижує ураженість слябів внутрішніми тріщинами на 0,5 бала, об'єм відсортовування за поверхневими дефектами - на 15 - 20 %, рівень осьової ліквації - на 0,3 - 0,5 бала.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження поля швидкостей та структури потоків у промковшах (ПК) з використанням водяної моделі. Встановлено кратність циркуляції та числа Пекле для ПК різних конструкцій. Розроблено математичну модель коагуляції та видалення неметалічних включень у промковші, результати моделювання підтверджено промисловими експериментами. На основі дослідження вторинного окислення в ПК встановлено залежність зниження концентрації алюмінію в сталі під час розливки методом "плавка на плавку" від її номера в серії. Запропоновано та випробувано методику розрахунку коректуючої домішки алюмінію, введеної до промковша на початку розливки плавки.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему утворення тріщин на поверхні слябів у процесі їх відливання на криволінійних МБЛЗ. Розроблено технологічні рекомендації щодо підвищення якості поверхні слябів, які відливаються з тріщиночутливих марок сталей із вмістом вуглецю 0,1 - 0,17 %. З метою підвищення точності досліджень умов охолоджування безперервнолитих заготовок, що проводяться у зоні вторинного охолодження (ЗВО), розроблено метод безконтактного визначення теплового стану поверхні безперервно-литої заготовки за допомогою цифрової фотокамери. На підставі статистичної обробки виробничих даних і математичного моделювання визначено оптимальні значення конусності кристалізаторів слябових МБЛЗ для розливання перитектичних марок сталей. Удосконалено математичну модель визначення локальних коефіцієнтів тепловіддачі від поверхні сляба в ЗВО криволінійної МБЛЗ, з використанням якої розроблено нове технологічне рішення щодо зміни орієнтації форсунок ЗВО, що дозволяє підвищити якість поверхні слябів. Розраховано очікуваний економічний ефект впровадження результатів наукового дослідження на ВАТ "МК "Азовсталь", який складає 85 тис. грн. на рік.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено залежність радіуса хитання кристалізатора машини безперервного лиття заготівок (МБЛЗ) (радіуса дуги кола - траєкторії руху точки робочої грані гільзи кристалізатора з великим радіусом кривизни) від амплітуд коливання столу хитання. Удосконалено метаметичну модель механізму хитання кристалізатора МБЛЗ із зазорами у підшипниках шарнірів шляхом автоматичного синтезу рівнянь руху. З використанням даної моделі встановлено закономірності відхилення параметрів коливального руху кристалізатора МБЛЗ у разі зміни технічного стану підшипників шарнірів механізму хитання (збільшення радіального зазору). На підставі встановлених закономірностей визначено припустиме значення сумарного зазору в підшипниках шарнірів механізму хитання. Удосконалено діагностичну модель механізму хитання кристалізатора МБЛЗ. Визначено діагностичні параметри, розроблено базові правила розпізнавання та встановлено межі розрізнення несправних станів підшипників шарнірів механізму хитання на основі дискримінантних функцій параметрів коливального руху кристалізатора МБЛЗ.

  Скачати повний текст

Розроблено екологічно чисті протипригарні покриття на водній основі, проаналізовано технологічний процес одержання з подальшим їх застосуванням під час лиття алюмінієвих сплавів за газифікованими моделями, що забезпечують задану розмірну точність виливків високими показниками якості поверхні. Досліджено протипригарні покриття на основі пірофіліту та перліту, які забезпечують розмірну точність, шорсткість поверхні виливків з алюмінієвих сплавів. Описано механізм формування пригару, наведено оцінку фазового складу полістиролу і визначено умови формування пригару під час лиття кольорових сплавів за газифікованими моделями. Відзначено, що умови формування пригару на поверхні виливків у процесі лиття кольорових сплавів за газифікованими моделями визначаються аналітичними залежностями. Проаналізовано закономірності впливу типів вогнетривких наповнювачів протипригарних покриттів (пірофіліту та перліту) та їх співвідношення на величину і кінетику зміни газопроникності, газотвірності, теплофізичних та технологічних характеристик.

  Скачати повний текст

Завдяки проведеним теоретичним і експериментальним дослідженням теоретично узагальнено та практично розв'язано наукову проблему розробки комплексної науково-обгрунтованої технології одержання блюмової заготовки з заданими споживчими властивостями. Досліджено та проаналізовано гідродинаміку, тепло- та масообмін рідкого металу у процесі розливання та кристалізації, створення сполучених математичних моделей для моделювання впливу технологічних факторів і розробки технологічних прийомів підготовки виплавленого металу до розливання, раціональних і оптимальних умов розливання, кристалізації та вторинного охолодження заготовки. З використанням результатів комп'ютерного моделювання, експериментальних і статистичних методів визначено закономірності тепломасообмінних процесів у проміжному ковші, заготовці, що формується, нові закономірності поводження лікватів у зоні двофазного стану та запропоновано методики і комплекс конкретних рішень стосовно впливу на якість заготовки.

  Скачати повний текст

Розширено наукові уявлення про динаміку продування металу аргоном крізь фурми, розташовані в дниші ковша. За промислових умов за допомогою розробленого пробовідбірника встановлено, що під час продування металу аргоном у ковші має місце захват і залучення вглиб рідкої ванни великих шлакових вкраплень конвективними потоками, що сформувалися. Вперше проведено промислове оцінювання впливу швидкості переливу сталі з ковша в ковш (місткість ковша 300 т) на ефективність відсікання шлаків. Одержали подальший розвиток уявлення про ефективність видалення великих неметалевих вкраплень під час продування сталі аргоном крізь продувні балки, встановлені в днищі промковша.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальні дослідження експлуатаційного поверхневого тріщиноутворення натурних конструкцій роликів машин безперервного лиття заготовок (МБЛЗ). Розроблено методику моделювання експлуатаційної деградації металу роликів. Досліджено вплив термоциклічного напрацювання роликів МБЛЗ на пластичне деформування металу. Запропоновано основні принципи та розроблено алгоритм ідентифікації дефектів у межах сітки термічного розтріскування для оцінки їх коалесценції та напряму поширення тріщин. Розроблено методику діагностування технічного стану роликів на підставі візуальної реєстрації поверхневого тріщиноутворення. Запропоновано лазерний ударно-хвильовий метод підвищення ресурсу роликів з поверхневим тріщиноутворенням. Вдосконалено методи розрахунку їх довговічності та залишкового ресурсу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено компонентні склади шлакотвірних сумішей (ШУС) для безперервного розливання слябів з підвищеною швидкістю (1,4 м/хв) на основі вітчизняних вторинних відходів шляхом експериментального та теоретичного дослідження їх властивостей, а також умов роботи сумішей в кристалізаторі слябової МБЛЗ. Удосконалено методику вимірювання в'язкості шлаку шляхом створення електроротаційного віскозиметра на базі мікроконтролера ATMEGA8, що дозолило через стандартний інтерфейс RS-232 передавати реєстровані сигнали безпосередньо до комп'ютера й обробляти їх за допомогою оригінального програмного забезпечення. Вперше з метою підвищення точності вимірювання температури використано принципи подвійної інтеграції сигналу термопари та компенсації напруги зміщення операційного підсилювача. Розроблено новий спосіб визначення кількості кристалічної фази, що виділилася у затверділій ШУС, який дозволяє відразу після експерименту з визначення в'язкості рідкої ШУС одержувати інформацію про її здатність кристалізуватися у процесі твердіння. Показано, що підвисання зливка у кристалізаторі з подальшим утворенням прориву металу може бути викликане перешкодою затікання рідкого шлаку в зазор між зливком і кристалізатором у результаті інтенсивного газовиділення за умови високого вмісту водню у металі.

  Скачати повний текст

Наведено результати теоретичних і числових досліджень щодо твердіння безперервнолитих заготовок. На підставі теплотехнічних досліджень визначено чинники, що впливають на якість одержання безперервнолитих заготовок. Розроблено раціональну теплотехнологію одержання безперервнолитих заготовок з урахуванням термічних напружень. Запропоновано алгоритми розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі конвекцією для зон повітряного охолодження і кристалізатора.

  Скачати повний текст