Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП

Проведено компьютерное моделирование комбинированного процесса непрерывной разливки с электрошлаковым обогревом рельсовой стали. Применена программа THERCAST®, позволяющая учесть особенности конструкции конкретной машины непрерывного литья. Расчетным путем установлены исходные параметры не только ск...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Современная электрометаллургия
Дата:	2017
Автори:	Медовар, Л.Б., Стовпченко, А.П., Сибирь, А.В., Волченков, Е.А., Педченко, Е.А., Полишко, А.А., Лебедь, В.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2017
Теми:	Электрошлаковая технология
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160345
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП / Л.Б. Медовар, А.П. Стовпченко, А.В. Сибирь, Е.А. Волченков, Е.А. Педченко, А.А. Полишко, В.А. Лебедь // Современная электрометаллургия. — 2017. — № 4 (129). — С. 3-7. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. .

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160345
record_format	dspace
spelling	Медовар, Л.Б. Стовпченко, А.П. Сибирь, А.В. Волченков, Е.А. Педченко, Е.А. Полишко, А.А. Лебедь, В.А. 2019-11-02T15:31:38Z 2019-11-02T15:31:38Z 2017 Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП / Л.Б. Медовар, А.П. Стовпченко, А.В. Сибирь, Е.А. Волченков, Е.А. Педченко, А.А. Полишко, В.А. Лебедь // Современная электрометаллургия. — 2017. — № 4 (129). — С. 3-7. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. . DOI: doi.org/10.15407/sem2017.04.01 0233-7681 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160345 669.117.56.001 Проведено компьютерное моделирование комбинированного процесса непрерывной разливки с электрошлаковым обогревом рельсовой стали. Применена программа THERCAST®, позволяющая учесть особенности конструкции конкретной машины непрерывного литья. Расчетным путем установлены исходные параметры не только скорости разливки, но и вторичного охлаждения и их влияние на глубину жидкометаллической ванны непрерывнолитого слитка. Рассмотрены особенности совмещения на машине непрерывного литья заготовок отдельных ручьев с разной скоростью вытягивания слитка. Виконано комп’ютерне моделювання комбінованого процесу безперервного розливання з електрошлаковим обігрівом рейкової сталі. Використано програму THERCAST®, що дозволяє врахувати особливості конструкції конкретної машини безперервного лиття. Розрахунковим шляхом встановлено початкові параметри не тільки швидкості розливання, але і вторинного охолодження та їх вплив на глибину рідкометалевої ванни безперервнолитого злитка. Розглянуто особливості поєднання на одній машині безперервного лиття заготовок струмків з різною швидкістю витягування злитків. Computer modeling of a combined process of continuous casting with electroslag heating of a rail steel was carried out. The program THERCAST® was applied, which allows accounting for the peculiarities of design of a definite continuous casting machine. Using calculations, the initial parameters of not only of casting speed, but also of secondary cooling and their effect on depth of molten pool of a continuously-cast ingot were established. The peculiarities of matching the billets of separate passes at different speed of the ingot withdrawal were also studied. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Современная электрометаллургия Электрошлаковая технология Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП Моделювання безперервного лиття комбінованим процесом МБЛЗ + ЕШП Modeling of continuous casting by combined process of MCCB + ESR Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП
spellingShingle	Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП Медовар, Л.Б. Стовпченко, А.П. Сибирь, А.В. Волченков, Е.А. Педченко, Е.А. Полишко, А.А. Лебедь, В.А. Электрошлаковая технология
title_short	Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП
title_full	Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП
title_fullStr	Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП
title_full_unstemmed	Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП
title_sort	моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом мнлз + эшп
author	Медовар, Л.Б. Стовпченко, А.П. Сибирь, А.В. Волченков, Е.А. Педченко, Е.А. Полишко, А.А. Лебедь, В.А.
author_facet	Медовар, Л.Б. Стовпченко, А.П. Сибирь, А.В. Волченков, Е.А. Педченко, Е.А. Полишко, А.А. Лебедь, В.А.
topic	Электрошлаковая технология
topic_facet	Электрошлаковая технология
publishDate	2017
language	Russian
container_title	Современная электрометаллургия
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
format	Article
title_alt	Моделювання безперервного лиття комбінованим процесом МБЛЗ + ЕШП Modeling of continuous casting by combined process of MCCB + ESR
description	Проведено компьютерное моделирование комбинированного процесса непрерывной разливки с электрошлаковым обогревом рельсовой стали. Применена программа THERCAST®, позволяющая учесть особенности конструкции конкретной машины непрерывного литья. Расчетным путем установлены исходные параметры не только скорости разливки, но и вторичного охлаждения и их влияние на глубину жидкометаллической ванны непрерывнолитого слитка. Рассмотрены особенности совмещения на машине непрерывного литья заготовок отдельных ручьев с разной скоростью вытягивания слитка. Виконано комп’ютерне моделювання комбінованого процесу безперервного розливання з електрошлаковим обігрівом рейкової сталі. Використано програму THERCAST®, що дозволяє врахувати особливості конструкції конкретної машини безперервного лиття. Розрахунковим шляхом встановлено початкові параметри не тільки швидкості розливання, але і вторинного охолодження та їх вплив на глибину рідкометалевої ванни безперервнолитого злитка. Розглянуто особливості поєднання на одній машині безперервного лиття заготовок струмків з різною швидкістю витягування злитків. Computer modeling of a combined process of continuous casting with electroslag heating of a rail steel was carried out. The program THERCAST® was applied, which allows accounting for the peculiarities of design of a definite continuous casting machine. Using calculations, the initial parameters of not only of casting speed, but also of secondary cooling and their effect on depth of molten pool of a continuously-cast ingot were established. The peculiarities of matching the billets of separate passes at different speed of the ingot withdrawal were also studied.
isbn	DOI: doi.org/10.15407/sem2017.04.01
issn	0233-7681
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160345
citation_txt	Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП / Л.Б. Медовар, А.П. Стовпченко, А.В. Сибирь, Е.А. Волченков, Е.А. Педченко, А.А. Полишко, В.А. Лебедь // Современная электрометаллургия. — 2017. — № 4 (129). — С. 3-7. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. .
work_keys_str_mv	AT medovarlb modelirovanienepreryvnoirazlivkikombinirovannymprocessommnlzéšp AT stovpčenkoap modelirovanienepreryvnoirazlivkikombinirovannymprocessommnlzéšp AT sibirʹav modelirovanienepreryvnoirazlivkikombinirovannymprocessommnlzéšp AT volčenkovea modelirovanienepreryvnoirazlivkikombinirovannymprocessommnlzéšp AT pedčenkoea modelirovanienepreryvnoirazlivkikombinirovannymprocessommnlzéšp AT poliškoaa modelirovanienepreryvnoirazlivkikombinirovannymprocessommnlzéšp AT lebedʹva modelirovanienepreryvnoirazlivkikombinirovannymprocessommnlzéšp AT medovarlb modelûvannâbezperervnogolittâkombínovanimprocesommblzešp AT stovpčenkoap modelûvannâbezperervnogolittâkombínovanimprocesommblzešp AT sibirʹav modelûvannâbezperervnogolittâkombínovanimprocesommblzešp AT volčenkovea modelûvannâbezperervnogolittâkombínovanimprocesommblzešp AT pedčenkoea modelûvannâbezperervnogolittâkombínovanimprocesommblzešp AT poliškoaa modelûvannâbezperervnogolittâkombínovanimprocesommblzešp AT lebedʹva modelûvannâbezperervnogolittâkombínovanimprocesommblzešp AT medovarlb modelingofcontinuouscastingbycombinedprocessofmccbesr AT stovpčenkoap modelingofcontinuouscastingbycombinedprocessofmccbesr AT sibirʹav modelingofcontinuouscastingbycombinedprocessofmccbesr AT volčenkovea modelingofcontinuouscastingbycombinedprocessofmccbesr AT pedčenkoea modelingofcontinuouscastingbycombinedprocessofmccbesr AT poliškoaa modelingofcontinuouscastingbycombinedprocessofmccbesr AT lebedʹva modelingofcontinuouscastingbycombinedprocessofmccbesr
first_indexed	2025-11-24T16:10:00Z
last_indexed	2025-11-24T16:10:00Z
_version_	1850850960883056640
fulltext	3ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (129), 2017 ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УДК 669.117.56.001 https://doi.org/10.15407/sem2017.04.01 МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ КОМБИНИРОВАННЫМ ПРОЦЕССОМ МНЛЗ + ЭШП Л. Б. Медовар1, А. П. Стовпченко1, А. В. Сибирь2, Е. А. Волченков1,3, Е. А. Педченко1,3, А. А. Полишко1, В. А. Лебедь1,3 1Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua 2Национальная металлургическая академия Украины. 49600, г. Днепр, просп. Гагарина, 4. E-mail: nmetau@nmetau.edu.ua 3Інжиниринговая компания «Элмет-Рол». 03150, г. Киев-150, А. я. 259. E-mail: office@elmet-roll.com.ua Проведено компьютерное моделирование комбинированного процесса непрерывной разливки с электрошлако- вым обогревом рельсовой стали. Применена программа THERCAST®, позволяющая учесть особенности кон- струкции конкретной машины непрерывного литья. Расчетным путем установлены исходные параметры не только скорости разливки, но и вторичного охлаждения и их влияние на глубину жидкометаллической ванны непрерывнолитого слитка. Рассмотрены особенности совмещения на машине непрерывного литья заготовок отдельных ручьев с разной скоростью вытягивания слитка. Библиогр. 10, табл. 1, ил. 4. К л ю ч е в ы е с л о в а : непрерывная разливка; ЭШП; вторичное охлаждение; осевая неоднородность; ги- перэвтектоидная рельсовая сталь Хорошо известно, что непрерывная разливка по- зволила значительно повысить качество сталей различного химического состава, в т. ч. и высокоу- глеродистых. Однако и сегодня широко проводятся изыскания, направленные на повышение качества металла, отливаемого непрерывным способом. В частности это касается качества сталей для желез- нодорожных рельсов. Железнодорожный транс- порт активно развивается по всему миру, одно- временно растут и требования к рельсам. Лучшие рельсы сегодня производят в Японии на Nippon Steel [1]. На территории Украины, несмотря на увеличение загрузки железнодорожных путей, все также продолжают использовать рельсы из стали М76, К76 с содержанием углерода до 0,8 %. В то же время в мире все шире применяются рельсы из гиперэвтектоидных сталей с содержанием углерода значительно превышающим 0,8 % [1] (таблица). Отметим также, что и в новом стандарте РФ ГОСТ Р51685-2013 самые высокие требования по механическим свойствам термоупрочненных рельсовых сталей для скоростного движения усту- пают вышеприведенным гиперэвтектоидным ста- лям с содержанием углерода более 1 %. Вполне очевидно, что в гиперэвтектоидных ста- лях ликвационные процессы проходят значительно интенсивнее в сравнении с традиционными марками рельсовых сталей, а следовательно, получение каче- ственной непрерывнолитой заготовки из этих сталей требует не только особого внимания, но и особых технологических приемов. Предварительные ре- зультаты испытаний комбинированного способа не- прерывной разливки МНЛЗ + ЭШП [2, 3] позволили предположить, что этот способ может быть успешно применен и для разливки гиперэвтектоидных рель- совых сталей. Предложенный способ, сочетающий непрерывную разливку и электрошлаковый процесс для нагрева разливаемого металла и поддержания благоприятного температурного режима в кристал- лизаторе, позволяет расширить диапазон скоростей разливки металла и снизить осевую ликвацию в непрерывнолитой заготовке. Основан он на приме- нении токоподводящего кристаллизатора в качестве кристаллизатора МНЛЗ. Отметим, что идея элек- трошлакового обогрева металла в кристаллизаторе МНЛЗ впервые была предложена Б. И. Медоваром и его соратниками еще на первом этапе развития не- прерывной разливки и электрошлакового переплава. На рис. 1 представлена схема электрошлакового обо- грева металла в кристаллизаторе МНЛЗ нерасходуе- мыми (графитовыми) электродами [4]. Идея базировалась на том, чтобы за счет до- полнительного тепла электрошлакового процесса © Л. Б. МЕДОВАР, А. П. СТОВПЧЕНКО, А. В. СИБИРЬ, Е. А. ВОЛЧЕНКОВ, Е. А. ПЕДЧЕНКО, А. А. ПОЛИШКО, В. А. ЛЕБЕДЬ, 2017 Содержание углерода и механические свойства рельсо- вых сталей Рельсовая сталь С, мас. % σв, МПа δ, % Стандартная М76, К76 0,71…0,82 ≥900 ≥4 Гиперэвтектоидная ≥0,8 ≥1290 ≥14,1 ≥0,9 1350...1420 13,2...13,6 ≥1,0 1440 ≥10,7 4 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (129), 2017 ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ добиться снижения осевой неоднородности не- прерывнолитого слитка. Но в те годы, идея совме- щения МНЛЗ и ЭШП не нашла применения. Тем не менее, даже при нынешнем развитии методов электромагнитного воздействия (перемешивания и торможения) на жидкометаллическую сердцеви- ну непрерывно отливаемого слитка добиться по- давления осевой ликвации удается далеко не всег- да, особенно при разливке сталей с протяженной двухфазной зоной. Поэтому при поиске методов подавления ликвации в гиперэвтектоидных рель- совых сталях предположили, что снижение скоро- сти разливки может помочь в этом. Однако хорошо известно и то, что снижение скорости непрерыв- ной разливки невозможно ниже некоторого поро- га, определяемого в конечном итоге конструкцией данной машины непрерывной разливки и маркой разливаемой стали. При снижении скорости ниже этого условного порога отлить непрерывно слиток с хорошей поверхностью невозможно. Примене- ние электрошлакового обогрева может снизить указанный порог минимальной скорости разлив- ки, а значит и позволить уменьшить осевую неод- нородность слитка. Опыты по применению токоподводящего кри- сталлизатора для непрерывной и полунепрерыв- ной разливки жидкого металла проводили в лабо- раторных условиях Института электросварки им. Е. О. Патона (ИЭС) с использованием кристалли- заторов с внутренним диаметром 110, 180, 215 и 350 мм, а 620 мм — в условиях «Опытного заво- да спецэлектрометаллургии ИЭС». Проводили их как с обычными углеродистыми сталями, так и с инструментальными типа Х12МФ и легированны- ми типа Х18АГ18. Эти опыты подтвердили пред- положение о возможности снижения центральной неоднородности слитка за счет уменьшения ско- рости разливки. Математическое моделирование изменения глубины двухфазной зоны круглого не- прерывнолитого слитка углеродистой стали про- вели используя традиционные подходы. Дифференциальное уравнение теплопроводно- сти для круглого непрерывно отливаемого слитка в цилиндрической системе координат имеет сле- дующий вид: ( ) ( ) ( )1 ,T T TC T T r Tr r r z z ∂ ∂ ∂ ∂ ∂   r = l + l   ∂τ ∂ ∂ ∂ ∂    (1) где C, ρ, λ — теплоемкость, плотность и теплопро- водность соответственно. Граничные условия в каждой из различных об- ластей теплопередачи между непрерывно отлива- емым слитком и различными технологическими элементами и зонами всех частей машины непре- рывного литья определяются следующими выра- жениями: на поверхности шлаковой смеси в кристалли- заторе 1 ;slag T qz Ω ∂ -l = ∂ (2) на оси непрерывно отливаемого слитка 2 0;T r Ω ∂ -l = ∂ (3) в зоне плотного прилегания корочки слитка к стенке кристаллизатора ( ) 3 1 ;m T T Tr Ω ∂ -l = α - ∂ (4) в зоне зазора между корочкой слитка и кри- сталлизатором ( ) ( )4 4 2 0m s mT T T T∂ -l = α - + s ε - ∂ (5) в зонах вторичного охлаждения водно-воздуш- ной смесью ( ) ( ) 5 4 4 3 0 ;w Me w T T T T Tr Ω ∂ -l = α - + s ε - ∂ (6) ( ) ( ) 6 4 4 4 0 ;w Me w T T T T Tr Ω ∂ -l = α - + s ε - ∂ (7) ( ) ( ) 7 4 42 2 5 0 ;w Me w T T T T Tr Ω ∂ l = α - + s ε - ∂ (8) в конце вытягивания непрерывного слитка ( ) 8 4 42 2 0 0 ;Me T T Tr Ω ∂ l = s ε - ∂ (9) Рис. 1. Схема непрерывной разливки стали в сочетании с электрошлаковым обогревом мениска разливаемого металла в кристаллизаторе МНЛЗ: 1 — сталеразливочный ковш; 2 — промежуточный ковш; 3 — нерасходуемые электроды; 4 — шлаковая ванна; 5 — кристаллизатор; 6 — жидкий металл; 7 — тянущие валки; 8 — заготовка 5ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (129), 2017 ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ в зоне затравки 9 0,T z Ω ∂ -l = ∂ (10) где σ0 = 5,67·10–8 Вт/(м2∙К4) — постоянная Стефана– Больцмана; εMe, εs — степень черноты поверхности слитка и кристаллизатора соответственно; α — ко- эффициент теплоотдачи; qslag — тепловой поток на поверхности нерасходуемого электрода (токоподво- дящего кристаллизатора); T0 — температура окружа- ющей среды; Tw — температура охлаждающей воды; Tm — температура поверхности кристаллизатора; Ω1–9 — соответствует положению поверхностей и/ или осей теплопередачи от оси слитка до его поверх- ности в различных зонах по высоте кристаллизатора и условным четырем зонам вторичного охлаждения. Теплоемкость слитка с учетом скрытой тепло- ты затвердевания определяли по следующей зави- симости: ( )1 , L L S L S L L S S S C T T LC fC f C T T TT T C T T  >  = + - + ≤ ≤ -  < (11) где CS, CL — теплоемкость металла в твердом и жидком состоянии; L — теплота фазового пере- хода; f = (T – TS)/(TS – TL) — доля твердой фазы в двухфазной зоне. Теплопроводность слитка определяли в соот- ветствии с работой [5]: ( ) 21 1 , L L L c S L S S K T T f T T T T T l >   l = l + l - ≤ ≤   l < (12) где K — экспериментальный коэффициент. Результаты расчетов для слитка диаметром 500 мм и различных скоростей разливки приведе- ны на рис. 2. Они показали, что несмотря на то, что при расчетах были учтены эффекты влияния четырех зон вторичного охлаждения, отличаю- щихся эффективностью теплоотвода, сохраняется практически прямолинейная зависимость умень- шения глубины жидкометаллической и двухфаз- ной зон от уменьшения скорости разливки. Рас- четное уменьшение глубины двухфазной зоны с 29 до 11 м позволяет предположить, что предлага- емый комбинированный способ непрерывной или полунепрерывной разливки в сочетании с ЭШО может быть перспективным при полунепрерыв- ной отливке кузнечных слитков большого сечения на вертикальных машинах [6]. Отметим также, что отчетливо проявился новый виток интереса к полунепрерывной разливке, демонстрируемый в последние годы в Австрии, Германии, Китае и не- которых других странах [7]. В сочетании с фактом Рис. 2. Температурное поле непрерывнолитых слитков диаметром 500 мм в зависимости от скорости разливки, м/мин: а — 0,5; б — 0,4; в — 0,3; г — 0,2 6 ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (129), 2017 ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ввода в эксплуатацию в США, Ю. Корее и Китае ряда вертикальных машин непрерывного литья слитков диаметром до 1000 мм [8–10] исследова- ния в данном направлении необходимо расширить с целью получения не только качественной заго- товки для прокатки рельсов высокого качества, а и кузнечного слитка. Полученные расчетные данные, а также прове- денные в промышленных условиях испытания шла- ка ЭШП вместо разливочной смеси при непрерыв- ном литье дали положительный результат [3]. Это позволило вернуться к дальнейшему поиску путей повышения качества именно рельсовой стали. Следующим шагом к реализации способа МНЛЗ + ЭШП было создание математической модели конкретной машины непрерывного литья криволиней- ного типа для расчетов влияния изменения скорости разливки на затвердевание заготовки рельсовой стали. В данном случае решение обычной задачи затвердева- ния непрерывно-литого слитка с фиксированной си- стемой вторичного охлаждения недостаточно. Дело в том, что при значительном уменьшении скорости раз- ливки необходимо адекватно изменять режим вторич- ного охлаждения по зонам, чтобы не столкнуться с пе- регрузкой отдельных элементов вытягивания слитка. Для создания математической модели реальной МНЛЗ был применен программный продукт THERCAST® французской компании Transvalor [10], широко при- меняемый сегодня для численных исследований не- прерывной разливки. Особенности этой программы позволяют учесть условия разливки на конкретной МНЛЗ. Модель создана для МНЛЗ Днепровского мет- комбината с учетом реального размера кристаллизато- ра, поперечное сечение которого 335×400 мм и схемы расположения направляющих и тянущих роликов. Учитывали также конфигурацию и расположение си- стемы вторичного охлаждения. Моделирование раз- ливки проводили от погружного стакана до окончания лунки жидкого металла, т.е. полной металлургической длины МНЛЗ. Скорость разливки: 200, 300, 500 и 600 мм/мин. Рабочая часть кристаллизатора 850 мм. Мо- дельным материалом выбрали эвтектоидную рель- совую сталь R350TH (072...0,80 % C; 0,15...0,58 % Si; 0,70...1,20 % Mn; P, S < = 0,0204 %; Al <= 0,004 %; Cr <= 0,15 %) с TL = 1467 и TS = 1174 оC. По результа- там компьютерного моделирования установлено, что с уменьшением скорости от стандартной 600 до желае- мой 200 мм/мин наблюдается существенное уменьше- ние доли жидкого металла, находящегося в двухфазной зоне. На расстоянии 1000 мм от нижней части кристал- лизатора она уменьшается с 55 до 20 %, что позволяет прогнозировать уменьшение осевой неоднородности. На рис. 3 и 4 показаны этапы численных экспе- риментов по оценке изменения глубины жидкоме- таллической лунки при неизменных параметрах вторичного охлаждения. Эти расчетные данные свидетельствуют о пер- спективности предложенного метода снижения осевой неоднородности, но они требуют пред- варительной оценки возможностей реального промышленного производства. Речь идет о том, что в промышленных условиях рельсовую сталь обычно разливают на 5-6-ручьевых машинах с общим промежуточным ковшом для всех ручьев. Возможные проблемы при разливке серии из не- скольких плавок при существенном (в несколько раз) снижении скорости вытяжки на одном или нескольких ручьях могут возникнуть при реализа- ции коротких серий разливок методом «плавка–на плавку». Иными словами, при переходе от разлив- ки рельсовой стали к разливке другой марки, не требующей снижения скорости разливки, возмож- ны ситуации, когда необходимо прерывать разлив- ку на ручье, реализующем процесс МНЛЗ + ЭШП. Рис. 3. Общий вид окна программы ТHERCAST® модели не- прерывной разливки рельсовой стали Рис. 4. Изменение глубины жидкометаллической ванны (лунки) при разливке МНЛЗ + ЭШП заготовки рельсовой стали с изменением скорости, мм/мин: 200 (а), 300 (б), 400 (в), 500 (г), 600 (д) 7ISSN 2415-8445 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ, № 4 (129), 2017 ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ Список литературы 1. Nippon Steel and Sumitomo Metal (2015) Rails. http://www. nssmc.com/product/catalog_download/pdf/K003en.pdf 2. Медовар Л. Б., Стовпченко А. П., Кайда П. Н. и др. (2016) Новый подход к улучшению качества заготовки для про- изводства высокопрочных рельсов. Современная элек- трометаллургия, 1, 7–15. 3. Kayda P., Medovar L., Polishko G., Stovpchenko G. (2015) ESR Possibilities to improve railroad rail steel performance. Procesing of 9th Intern. Conf. on Clean Steel, Budapest, Hungary, September 8–10, 2015. 4. Медовар Б. И., Латаш Ю. В., Максимович Б. И., Сту- пак Л. М. (1963) Электрошлаковый переплав. Москва, ГНТИ литературы по черной и цветной металлургии. 5. Lally B., Biegler L., Henein H. (1990) Finite difference heat-transfer modeling for continuous casting. Metallurgical transactions B, 21B, 761–770. 6. Марченко И. К. (1986) Полунепрерывное литье стали. Москва, Металлургия. 7. (2015) http://www.inteco.at/en/products 8. Jumbo Bloom Vertical Caster (2017) http://www.timkensteel. com 9. Oversized blooms experience and market potential in Asia (2017) http://seaisi.org/seaisi2017/file/file/presentation-file/ 10A-4.pdf 10. http://www.transvalor.com References 1. Nippon Steel and Sumitomo Metal (2015) Rails. http://www. nssmc.com/product/catalog_download/pdf/K003en.pdf 2. Medovar, L.B., Stovpchenko, A.P., Kaida, P.N. et al. (2016) New approach to the improvement of quality of billets for manufacture of high-strength rails. Sovrem. Electrometall., 1, 7–15 [in Russian]. 3. Kayda, P., Medovar, L., Polishko, G., Stovpchenko, G. (2015) ESR possibilities to improve railroad rail steel performance. In: Proc. of 9th Intern. Conf. on Clean Steel (2015, September 8–10, Budapest, Hungary). 4. Medovar, B.I., Latash, Yu.V., Maksimovich, B.I., Stupak, L.M. (1963) Electroslag remelting. Moscow, GNTI [in Russian]. 5. Lally, B., Biegler, L., Henein, H. (1990) Finite difference heat-transfer modeling for continuous casting. Metallurgical Transact. B, 21B, 761–770. 6. Marchenko, I.K. (1986) Semicontinuous casting of steel. Moscow, Metallurgiya [in Russian]. 7. (2015) http://www.inteco.at/en/products 8. Jumbo Bloom Vertical Caster (2017) http://www.timkensteel. com 9. Oversized blooms experience and market potential in Asia (2017) http://seaisi.org/seaisi2017/file/file/presentation-file/ 10A-4.pdf 10. http://www.transvalor.com МОДЕЛЮВАННЯ БЕЗПЕРЕРВНОГО ЛИТТЯ КОМБІНОВАНИМ ПРОЦЕСОМ МБЛЗ + ЕШП Л. Б. Медовар1, Г. П. Стовпченко1, А. В. Сибір2, Є. О. Волченков1,3, Є. О. Педченко1,3, Г. О. Полішко1, В. А. Лебідь1,3 1Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України. 03150, м. Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua 2Національна металургійна академія України. 49600, м. Дніпро, просп. Гагаріна, 4. E-mail: nmetau@nmetau.edu.ua 3Інжинирінгова компанія «Елмет-Рол». 03150, м. Київ-150, А. с. 259. E-mail: office@elmet-roll.com.ua Виконано комп’ютерне моделювання комбінованого процесу безперервного розливання з електрошлаковим обігрівом рейкової сталі. Використано програму THERCAST®, що дозволяє врахувати особливості конструкції конкретної машини безперервного лиття. Розрахунковим шляхом встановлено початкові параметри не тільки швидкості розливання, але і вторинного охолодження та їх вплив на глибину рідкометалевої ванни безперерв- нолитого злитка. Розглянуто особливості поєднання на одній машині безперервного лиття заготовок струмків з різною швидкістю витягування злитків. Бібліогр. 10, табл. 1, іл. 4. К л ю ч о в і с л о в а : безперервна розливка; ЕШП; вторинне охолодження; осьова неоднорідність; гіперев- тектоїдна рейкова сталь Modeling of continuous casting by coMbined process of Mccb + esr l.b. Medovar1, a.p. stovpchenko1, a.V. sibir2, ye.a. Volchenkov1,3, e.a. pedchenko1,3, a.a. polishko1, V.a. lebed1,3 1E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine. 11 Kazimir Malevich Str., 03150, Kiev, Ukraine. E-mail: office@paton.kiev.ua 2The National Metallurgical Academy of Ukraine. 4 Gagarin Ave., 49600, Dnepr, Ukraine. E-mail: nmetau@nmetau.edu.ua 3Engineering company «Elmet-Roll». 03150, Kiev-150, P.B. 259. E-mail: office@elmet-roll.com.ua Computer modeling of a combined process of continuous casting with electroslag heating of a rail steel was carried out. The program THERCAST® was applied, which allows accounting for the peculiarities of design of a definite continuous casting machine. Using calculations, the initial parameters of not only of casting speed, but also of secondary cooling and their effect on depth of molten pool of a continuously-cast ingot were established. The peculiarities of matching the billets of separate passes at different speed of the ingot withdrawal were also studied. 10 Ref., 1 Table, 4 Fig. K e y w o r d s : continuous casting; ESR; secondary cooling; centerline segregation; hypereutectoid railroad steel Поступила 02.10.2017

Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП

Репозитарії

Схожі ресурси