Затвердевание металлического расплава при внешних воздействиях
  Введение: Затвердевание металлического расплава при внешних воздействиях

Современный уровень развития различных отраслей машиностроения Украины характеризуется непрерывным по-вышением требований к качеству и потребительским свойствам металлопродукции в условиях развития свободной конкуренции. При этом высокие требования к качеству изделия обычно рассматриваются в тесной взаимосвязи с его себестоимостью, что предопределяет актуальность проблемы снижения материало- и энергоемкости продукции на всех стадиях производства.

Для достижения гарантированно высокого уровня физико-механических и технологических свойств конструкционных материалов все шире используются прогрессивные методы выплавки металла в комплексе с современными высокоэффективными приемами доводки чугуна и стали в ковше. Между тем, промышленная реализация этих мероприятий требует, как правило, значительных капиталовложений и реконструкции существующих технологических линий или цехов в целом, а достигнутый эффект повышения качества стали в ковше в значительной степени может быть утерян в ходе последующего затвердевания слитков или заготовок за счет развития ликвационных и усадочных дефектов. Особенно важной представляется проблема повышения качества слитков и заготовок в энергетическом и тяжелом машиностроении в условиях разрыва единого экономического пространства и диверсификации специализированных цехов. В этом случае, например, в комплексе с задачей повышения качества металла как конструкционного материала необходимо рассматривать также задачу увеличения единичной массы слитка или отливки без пропорционального увеличения массы прибылей.

В соответствии с современными представлениями о затвердевании слитков и заготовок существенные резервы повышения качества металлопродукции могут быть найдены на стадии перехода от жидкой фазы к твердой. С этой точки зрения весьма перспективным представляется использование методов принудительного перемешивания жидкой фазы в ходе затвердевания, обеспечивающих управление массо- и теплообменными процессами. В настоящее время благодаря работам Абрамова О.В., Баландина Г.Ф., Борисова В.Т., Ефимова В.А., Казачкова Е.А., Кэмпбелла Дж., Оно А., Скворцова А. А., Скребцова А.М., Флемингса М.С., Чалмерса У., Эльдарханова А. С. и других исследователей, развиты общие представления о влиянии внешних воздействий на процессы, происходящие при затвердевании. Между тем, широкое промышленное применение методов внешних воздействий на слитки и заготовки в значительной степени сдерживается отсутствием комплексных рекомендаций и достаточных для практического применения теоретических представлений о массо- и теплообменных процессах, происходящих в жидкой и жидко-твердой фазах при затвердевании в условиях наложения принудительного воздействия. Принимая во внимание большое разнообразие геометрической формы, массы, эксплуатационных характеристик слитков и отливок, производимых для нужд машиностроения, задача использования методов внешних воздействий должна включать дальнейший поиск рациональных схем и приемов с учетом конкретных производственных условий.

Особый интерес для управления процессами формирования слитков и заготовок при затвердевании представляет метод виброимпульсного воздействия, обеспечивающий направленное и регламентированное перемещение потоков жидкости и находящихся в них частиц твердой фазы. Поэтому для его применения в промышленных условиях необходимо изучить взаимосвязь между параметрами внешнего воздействия, характером и интенсивностью перемешивания, ха-рактером развития колебательных процессов в системе, степенью проявления навигационных явлений, закономерностями образования и роста частиц твердой фазы в расплаве, изменениями в тепловой работе прибылей и пр.

Авторы изложили результаты теоретических исследований, физического моделирования процессов затвердевания в условиях пульсационного и вибрационного воздействия. Установленные закономерности проверены на натурных слитках, отливках и заготовках и даны практические рекомендации по новым технологическим процессам.

Экспериментальные работы проводились в Донецком национальном техническом университете, Институте черной металлургии НАН Украины (г. Днепропетровск), физико-технологическом институте металлов и сплавов НАН Украины (г. Киев).

Разработанные технологии виброимпульсного воздействия на процессы затвердевания внедрены более чем на 20 предприятиях СНГ. В их числе Донецкий металлургический завод, завод «Энергомашспецсталь» (г. Краматорск), предприятия вторцветмета (Донецкая область), заводы России (г. Нальчик, г. Верхний Уфалей, г. Ишимбай), Азербайджана (Кишлимский з-д, г. Баку).

Теоретические положения, результаты экспериментов и установленные закономерности и практические рекомендации будут полезны специалистам-исследователям, инженерам-практикам металлургических и литейных предприятий, преподавателям и студентам высших учебных заведений.

  Введение: Затвердевание металлического расплава при внешних воздействиях
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ