Вплив теплофізичних параметрів на стабільність горизонтального безперервного лиття мідних заготовок малого перерізу
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Вплив теплофізичних параметрів на стабільність горизонтального безперервного лиття мідних заготовок малого перерізу
|
|
| Creator |
Журило, Дмитро Юрійович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 16. 04 – Ливарне виробництво. - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2011. Дисертація присвячена розробці процесу стабільного горизонтального безперервного лиття заготовок діаметром 11...14 мм, призначених для обробки різанням й тиском. Досліджено вплив теплових параметрів горизонтального безперервного лиття на стабільність процесу, отримано залежності розподілу температур, теплових потоків по довжині графітового кристалізатора, при використанням яких виконано конструювання багаторівчакового кристалізатора. Встановлено, що при середній температурі заготовки 890 оС сумарні напруги в ній дорівнюють її міцності. Отримано значення термічних опорів в системі «заготовка - охолоджуюча вода» і середнього значення коефіцієнта теплопередачі в однорівчаковому кристалізаторі при безперервному литті мідних заготовок малого перерізу, який дорівнює 992,5 Вт/м2•К, що практично відповідає значенню коефіцієнта теплопередачі, отриманого розрахунковим шляхом (1042,5 Вт/м2•К). Запропоновано стабільний процес горизонтального безперервного лиття мідних заготовок діаметром 11...14 мм у багаторівчаковий кристалізатор з зупинками при витягування кожного кроку 3 ± 0,5 с, довжині кроку витягування 40 ± 1,5 мм, часі зупинки (паузи) 2 ± 0,5 с. Досягнуто швидкість лиття 0,48 ± 0,02 м/хв., при якій було отримано якісні заготовки. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05. 16. 04 – Литейное производство.- Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2011. Диссертация посвящена разработке параметров плавки и обработки расплава вторичной меди с целью обеспечения стабильного процесса горизонтального непрерывного литья заготовок диаметром 11…14 мм, предназначенных для обработки резанием и давлением. Исследовано влияние тепловых параметров горизонтального непрерывного литья на стабильность процесса, получены зависимости распределения температур, удельных и средних тепловых потоков по длине графитового кристаллизатора. Установлено, что при средней температуре заготовки 890 0С суммарные напряжения в заготовке равны её прочности. Указанное равновесие наступает через 2 с после остановки процесса вытягивания и достаточно для надёжного соединения вытягиваемой и зависшей частей заготовки. Определены зависимости основных параметров вытягивания непрерывнолитых заготовок от времени их кристаллизации, что дало возможность сравнить предел прочности меди с возникающими при кристаллизации заготовки напряжениями. Температурный диапазон горизонтального непрерывного литья заготовок диаметром 11…14 мм составляет 880…890 оС. Установлено, что медная заготовка диаметром 14 мм затвердевает в течение 4,2…4,3 секунд, а диаметром 11 мм – 3,85…3,9 секунд. На основании рассчитанного температурного поля затвердевающей заготовки получены зависимости изменения её средней температуры по длине кристаллизатора. Определены параметры термических сопротивлений в системе «заготовка – охлаждающая вода» и среднее значение коэффициента теплопередачи в одноручьевом обогреваемом кристаллизаторе при непрерывном литье медных заготовок малого сечения - 992,5 Вт/м2•К. Это соответствует величине коэффициента теплопередачи, полученного расчетным путём (1042,5 Вт/м2•К). По количеству тепла, выделяемого в одноручьевом обогреваемом кристаллизаторе, спрогнозирован требуемый расход воды, составляющий 3,56 м3/тонну металла при литье медных непрерывнолитых заготовок диаметром 14 мм. Уточнена физическая модель формирования фронта затвердевания горизонтально - вытягиваемой медной заготовки, объединяющая затвердевание стационарной (зависшей) и подвижной (относительно поверхности кристаллизатора) твердых частей этой заготовки. Определены условия, обеспечивающие непрерывный переход стационарной части в подвижную без нарушения сплошности заготовки. Для обеспечения стабильного процесса литья продолжительность вытягивания каждого шага не должна превышать времени затвердевания заготовки. При использовании тянущей клети валкового типа и времени вытягивания каждого шага 3 с - шаг вытягивания не должен превышать 40 мм. Скорость литья заготовок диаметром 11…14 мм при этих параметрах составляет 0,48 м/мин (время паузы 2 с). Увеличение времени паузы до 4…5 с нерационально, так как это может привести к разрушению графитового кристаллизатора и прорыву расплавленного металла. Для обеспечения стабильного процесса литья температура расплавленной меди в металлоприемнике должна быть в интервале 1180…1200 оС, а в 40 кг индукционной печи - 1260...1290 оС. Значение коэффициента трения практически не зависит от скорости литья, а с увеличением диаметра заготовки оно уменьшается за счет притирки кристаллизатора. С увеличением времени паузы при вытягивании заготовок значение коэффициента трения увеличивается. Среднее значение коэффициента трения медной заготовки при вытягивании из графитового кристаллизатора составляет 0,2. При неустановившихся режимах литья коэффициенты сцепления медной непрерывнолитой заготовки с графитовым кристаллизатором возрастают с увеличением времени паузы и составляют 2,4…3,5, что в 12…17,5 раз выше, чем значение коэффициента трения. В результате экспериментов усовершенствована технология плавки и обработки расплава вторичной меди, включающая окисление примесей, наведение флюса на основе соды, буры и кварцевого песка, обработку расплава аргоном и раскисление расплава меди литием. Таким образом, предложен стабильный процесс горизонтального непрерывного литья медных заготовок диаметром 11…14 мм в многоручьевой кристаллизатор с периодическими остановками. Время вытягивания каждого шага - 3 ± 0,5 с, длина шага вытягивания - 40 ± 1,5 мм, время паузы - 2 ± 0,5 с. Определена скорость литья 0,48 ± 0,02 м/мин, при которой были получены качественные заготовки. По сравнению с традиционной технологией новая технология позволяет устранить ряд операций, связанных с литьем, механической и термической обработкой вайербарсов, т.е. обоснована необходимость замены вайербарсов на непрерывнолитые заготовки из вторичной меди. Основные результаты работы получили промышленное применение на ПО «Апостоловагромаш» при плавке и обработке вторичной меди. Thesis for submitting a Technical science candidate degree on specialty 05. 16. 04 – Foundry production.- National technical university of the Ukraine «Kiev polytechnic institute», Kiev, 2011. This thesis describes the development parameter swimming trunks and processing melt for the reason provision stable horizontal continuous casting up by diameter 11…14 mms. The explored influence heat parameter horizontal unceasing litho on stability of the process, are received dependencies of the sharing the temperature, specific and average heat flow on length graphite mould. It is installed that under average temperature of the stocking up 890 оС total stress in stocking up are toughness. The specified balance approaches through 2 s after stop and it is enough for reliable join extended of a parts of the stocking up. When use to cages, time work each step 3 s - a step work must not exceed 40 mm are installed that velocity litho stocking up by diameter 11…14 mms under specified step work and time work forms 0,48 m/min (at time of the pause 2 s). Importance of the thermal resistances are received on way "stocking up - cooling water" and average importance of the factor issue of the heat in mold under unceasing casting of the copper stocking up the small section, equal 992,5 W/m2•K that practically corresponds to importance of the factor of the heat transfer, got by accounting way, which forms 1042,5 W/m2•K. As a result experiment has got the most further development technology swimming trunks and processing melt secondary copper, including oxidation of the impurities, slag formation the flux on base of the soda, borax and quartz sand and deoxidizer melt metal lithium. Thereby is offered stable process horizontal continuous casting copper bar up by diameter 11…14 mms in graphite mould with periodic stop at time work 3 ± 0,5 s, length of the step 40 ± 1,5 mms, time the pauses 2 ± 0,5 s. are reached velocity casting 0,48 ± 0,02 m/min with minimum flaw defective step work. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-04-11T11:49:21Z
2011-04-11T11:49:21Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/841
|
|
| Language |
uk
|
|