ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ И ФОРМЫ СЛИТКА ДЛЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК НА ЕГО СТРОЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат наук Галкин Антон Николаевич

• Галкин Антон Николаевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Галкин Антон Николаевич

Содержание

Введение

Глава 1. Анализ современных концепций формирования качества

стального слитка

1.1. Основные изделия машиностроения и слитки, применяемые для них

1.2. Влияние геометрических параметров изложницы и технологии утепления прибыли на формирование структуры слитка

1.3. Влияние тепловой работы прибыли на процесс кристаллизации и макроструктуру слитка

1.4. Зависимость ликвации углерода, серы и фосфора от технологии утепления прибыли

2.2 Методика проведения исследования процесса разливки и кристаллизации слитка на холодной модели

2.3. Выбор критериев подобия для физического моделирования кристаллизации крупного стального слитка

Глава 3. Физическое моделирование процесса кристаллизации слитков с различной технологией утепления головной части

10

10

14

24

29

Заключение по главе

Глава 2. Методика проведения исследований

2.1 Сведения о материале исследований

39

42

2.4. Определение масштабов моделирования

54

3.1. Характеристика условий проведения экспериментов

3.2 Обсуждение полученных результатов

Заключение по главе

Глава 4. Математическое моделирование процесса кристаллизации стальных слитков

61

4.1. Начальные условия для моделирования

4.2. Обсуждение полученных результатов

4.3. Расчёт теплового баланса захолаживающей прибыльной надставки

66

Заключение по главе

Глава 5. Исследование литого металла слитка стали 38ХН3МФА массой 1,53 т, полученного с использованием прибыли-холодильника

71

5.1. Распределение микропор по высоте слитка по высоте слитка массой 1,53 т стали 38ХН3МФА, отлитого с захолаживаемой 71 прибылью объёмом 10,8%

5.2. Исследование распределения неметаллических включений по

75

сечению и высоте слитка массой 1,53 т стали 38ХН3МФА

5.3. Прогностическая оценка распределения сульфидов в слитке с захолаживаемой прибылью с пониженным содержанием серы в 81 расплаве

5.4. Исследование макроструктуры литого металла

5.5. Сравнение механических свойств поковок, поученных из слитков с утепляющей и захолаживаемой прибылью

Заключение по главе

Общие выводы

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ И ФОРМЫ СЛИТКА ДЛЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК НА ЕГО СТРОЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ»

Введение

Классическая технология получения слитков путём разливки стали в изложницы с утепляющей прибыльной надставкой является наиболее распространённой после непрерывной разливки, имеющей свой сортамент и предназначение. Обеспечивая относительно плотную осевую зону утепление прибыли способствует интенсивному развитию ликвационных процессов по высоте слитка, особенно ликвации углерода, серы и фосфора, что отрицательно сказывается на качестве получаемых заготовок и уменьшении выхода годного.

Проблема получения качественных слитков является важной задачей современного машиностроения, над решением которой работали и работают многие российские и зарубежные учёные: В.С. Дуб, С.И. Жульев, Н.И. Хворинов, М. Флемингс, Б. Чалмерс, С.Я. Скобло, В.А. Ефимов, Е.А. Казачков, Н.А. Зюбан, А.Н. Смирнов и другие. Но и на данный момент решение этой задачи осложняется воздействием комплекса различных факторов при протекании физических, физико-химических и кристаллизационных процессов во время разливки, затвердевания и ковки слитков.

Уменьшить структурную и химическую неоднородность можно рядом технических решений — вибрационным воздействием, инокулированием, вращением слитка при затвердевании и др., однако главным условием получения качественного металла остаются правильно выбранные геометрические параметры слитка [1-5, 73, 99, 101]. Именно в этом случае можно получить более благоприятную макроструктуру, снизить ликвационную неоднородность и дефектность осевой зоны.

Не последнюю роль в этих процессах играет объём и конфигурация прибыли, обеспечивающей сохранение металла в жидком состоянии в осевой области слитка как можно большее время. Однако стремление к поддержанию высоких температур в осевой зоне слитка с целью снижения усадочных дефектов может привести к усилению развития химической неоднородности, в частности по углероду [18, 20].

Также при производстве полых заготовок из слитков с полноразмерной утепляющей прибылью наблюдается значительный перерасход металла и снижение выхода годного (рис. 1) [1].

а

б

а — усреднённые данные, б — различные типы поковок Рисунок 1 — Баланс металла при ковке слитков для полых поковок

Одним из методов, позволяющих совместить эти два взаимоисключающих условия, является отливка слитков с применением захолаживания прибыли, предназначенная для производства полых поковок. Использование этой технологии обусловило повышение выхода годного, перемещение усадочной раковины в осевую область, удаляемую при ковке, уменьшение ликвации углерода, серы, фосфора по высоте слитка.

Дальнейшее совершенствование и развитие этого метода требует рассмотрения механизма и кинетики кристаллизационных процессов, протекающих в условиях ускоренного охлаждения верхней части слитка, распределения неметаллических включений, исследования дендритной структуры и физической неоднородности литого металла с целью оценки его качества и надёжности. Это и определило направление настоящей работы, связанной с исследованием кристаллизационных процессов, структуры, формированием и распределением неметаллических включений, исследованием ликвационных процессов в слитках, отлитых с применением прибыли-холодильника.

В связи с этим целью работы является исследование влияния процесса затвердевания слитка при захолаживании его верхней части на строение, распределение неметаллических включений, физическую неоднородность и формирование внутренних дефектов с целью повышения свойств полых поковок и выхода годного.

Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач:

• анализ и оценка роли теплофизических факторов и условий кристаллизации в процессах формирования структуры слитка, его дефектов, физической неоднородности;

• экспериментальные исследования на базе физического моделирования особенностей кинетики затвердевания слитков при различных теплофизических условиях кристаллизации;

• теоретический расчёт эффективности тепловой работы прибыли слитков, полученных в различных условиях охлаждения;

• математическое моделирование процессов формирования структуры и внутренних дефектов слитка с прибылью-холодильником с целью выявления особенностей расположения усадочной области в осевой зоне слитка.

• Исследование макроструктуры, внутренних дефектов, распределения неметаллических включений по составу и количеству в слитке стали 38ХН3МФА массой 1,53 т с захоложенной верхней частью с целью оценки качества и надёжности металла, полученного в условиях ускоренной кристаллизации.

В работе были получены следующие новые научные результаты:

• 1. по результатам математического моделирования процесса кристаллизации слитка массой 1,53 т с захоложенной прибыльной частью объёмом 10,6%, была выявлена зависимость глубины проникновения усадочной раковины в тело слитка от величины параметра H/D, с возрастанием которого от 1,4 до 2,5 относительная протяжённость усадочной раковины снижается с 41% до 21%, что позволяет разрабатывать оптимальную технологию ковки слитка.

• 2. теоретическим расчётом баланса тепловой работы прибыли было установлено более чем двукратное поглощение тепла расплавленного металла с захолаживаемой прибылью (77,7%) по сравнению со слитком с утепляющей прибыльной надставкой (36,67%).

3. металлографическими исследованиями установлено более

благоприятное распределение неметаллических включений в слитке,

отлитом с прибылью-холодильником, по сравнению со слитками с

8

утепляющей прибыльной надставкой:

• 3.1. на верхнем горизонте установлено снижение количества оксисульфидов от поверхности слитка к оси и соответствующее повышение содержания сульфидов, количество которых существенно меньше по сравнению с обычными слитками;

• 3.2. на среднем горизонте количество сульфидных включений резко возрастает, достигая максимума у оси слитка, что обеспечивает благоприятные условия для их удаления при прошивке слитка;

• 4. на основании физического моделирования установлено изменение кинетики кристаллизации слитка, отлитого с захолаживанием головной части, заключающееся в том, что на начальном этапе процесс вертикальной кристаллизации описывается пропорциональной зависимостью между высотой затвердевшего слоя и временем затвердевания. В дальнейшем интенсивность кристаллизации многократно возрастает за счёт смыкания вертикального и горизонтального фронтов затвердевания, в результате чего процесс смещается к объёмному типу. Для слитка с утепляющей прибылью равномерность и стабильность кристаллизации характерна для всего времени затвердевания.

Глава 1. Анализ современных концепций формирования качества

стального слитка

1.1. Основные изделия машиностроения и слитки, применяемые для

них

Основные виды кузнечных заготовок, изготавливаемых на машиностроительных предприятиях, представлены на рисунке 1.1.

Они характеризуются разнообразием геометрических форм и сочетаний размерных параметров, что затрудняет выбор оптимальной технологии их последующей ковки.

Рисунок 1. 1 показывает, что большая часть наименований поковок - полые. Мониторинг объёмных показателей машиностроительных предприятий так же говорит о том, что свыше 80% изделий, получаемых кузнечно-прессовой обработкой, имеют сквозные либо глубокие осевые отверстия [1].

Производство полых поковок в настоящее время осуществляется из различных типов слитков: бесприбыльных, малоприбыльных и прибыльных [2-5]. При этом используются укороченные слитки (Н/D = 0,8-1,5), слитки нормальной длины (Н/D = 1,6-2,5) и удлинённые (Н/D > 2,5).

Ковка крупных полых изделий производится вертикальными прессами и осуществляется следующими операциями: вытяжка, осадка, биллетировка, разгонка, прошивка (в зависимости от конфигурации готового изделия) [2, 6-8, 14, 15]. Удлинённые кузнечные слитки, как правило, имеют отношение высоты к среднему диаметру более 2,5, конусность 5-6% на две стороны, относительный объём прибыли 10-14

%, а также характеризуются малой относительной протяженностью усадочной раковины [6]. За счёт развитой зоны транскристаллизации в удлинённых слитках ослабляется развитие внеосевой ликвации.

^ 0 №

ш

13

шШШШмт

С

17

84

МттА Щ ЧЦОТгрЯ I

14 и

Ш О ЕЭ <г~>

87

89

1-4 - кольца профильные; 5 - обечайки профильные; 6 - валы, плиты; 7 - обечайки конические; 8 - пластины; 9 - кубики; 10 - валы

буртовые; 11 - валы полые ступенчатые; 12 - роторы; 13 - валы многобуртовые; 14, 15 - трубы профильные; 16 - трубы квадратного сечения; 17, 18 - диски; 19, 20 - днища; 21, 22 - баллоны; 23, 24 -шаровые корпуса; 25, 26 - обечайки конические с буртом; 27, 28 -обечайки, трубы; 29 - кубики полые Рисунок 1.1 — Типы кузнечных поковок

Удлинённые слитки с НЮ=4-8 и более, отливаемые в составную из двух полуформ изложницы, используются в переплавных процессах ЭШП, ВДП, ЭЛП в качестве электродов, вследствие чего слитки имеют

небольшой диаметр [29, 30].

Объём прибыльной надставки для слитков, предназначенных для полых изделий, составляет 10-12 %, в случае использования слитка для сплошных заготовок, объём прибыльной части увеличивается до 14% и выше [2, 17]. Удлинённые слитки характеризуются наличием развитой осевой рыхлости, что говорит о более раннем завершении процесса их затвердевания в горизонтальном направлении [2, 6, 13] в сравнении с укороченными или слитками нормальной длины.

Однако промышленное применение удлинённых слитков, отливаемых в составные изложницы, состоящие из двух полуформ, затруднено соблюдением соосности при сборке литейной оснастки, опасностью возникновения поверхностных трещин, а также ограничениями по высоте разливочного пролета для слитков большой массы.

Малоприбыльные слитки получают в обычных изложницах посредством частичного заполнения прибыльной надставки металлом. Объём металла в прибыли равен 6-12% [2]. Предназначены такие слитки для заготовок полых изделий, получаемых методом прошивки, осадки и последующей протяжки. Усадочная раковина, проникающая в тело слитка, удаляется в так называемую «выдру» при прошивке заготовки. Однако использование малоприбыльных слитков не позволяет существенно снизить ликвационную неоднородность и удельный расход металла, так как тонкий металлический каркас в прибыльной части недостаточно прочен для удержания слитка захватом манипулятора, в связи с чем приходится использовать для этих целей годную часть тела слитка. Недостаточная прочность твердого каркаса головной части слитка вызвана утеплением прибыльной надставкой.

Бесприбыльные слитки, как и слитки с уменьшенной прибылью,

применяются для изготовления полых изделий [2, 16, 88]. Различают

12

слитки с прямой (расширяющиеся к низу) и обратной конусностью. Особенностью строения бесприбыльных слитков является наличие глубоко проникающей в тело усадочной раковины, верхняя часть которой у слитков с обратной конусностью имеет большую ширину и, следовательно, большую обрезь. Однако верхняя часть усадочной раковины в бесприбыльных слитках имеет недопустимо большую ширину, что сопряжено с увеличением головной обрези и усложнением механической обработки для получения полого изделия. Также использование малоприбыльных и бесприбыльных слитков большой массы осложняется тем, что слитки извлекаются методом вытряхивания, обычно используемым при работе со слитками небольшой массы. При этом происходит преждевременное разрушение изложниц из-за сколов на внутренней части верхнего торца. При значительной стоимости изложниц использование таких слитков большой массы нецелесообразно.

Слитки с прибылью-холодильником также используют для получения полых поковок. Применение верхнего холодильника приводит к ускорению кристаллизации верхней части слитка, а также сокращению времени полного его затвердевания [9, 31].

В результате, к моменту окончания затвердевания в верхней части слитка успевает образоваться достаточно толстый слой твердого металла, а поперечные размеры усадочной раковины уменьшаются до минимума (рисунок 1.2), при этом усадочная раковина проникает в тело слитка до половины его высоты. Применение вместо утепляющей прибыльной надставки холодильника обеспечивает благоприятные, для получения полых поковок, конфигурацию и размеры усадочной раковины, которая в дальнейшем удаляется в процессе деформационной обработки.

Слитки, отлитые с захоложенной верхней частью,

13

характеризуются более равномерным распределением ликватов по высоте слитка [31].

а б

а — стальной слиток с прибылью-холодильником массой 23 кг; б — стальной слиток с прибылью-холодильником массой 23т Рисунок 1.2 — Конфигурация усадочной раковины в слитках, полученных с использованием прибыли-холодильника

1.2. Влияние геометрических параметров изложницы и технологии утепления прибыли на формирование структуры слитка

Геометрическими параметрами слитка называются определенные соотношения между его размерами, которые обеспечивают получение слитка заданной конфигурации. Наиболее важными параметрами слитка, определяющими его форму, являются: H/D - отношение высоты тела

14

слитка к среднему приведенному диаметру; конусность; форма поперечного и продольного сечений [2, 10-12, 17, 59, 79, 81, 84, 85, 94].

Слитки соответствующей группы отличаются особенностями процесса кристаллизации и строением структуры, что и обусловливает выбор параметра H/D для изготовления конкретной поковки.

При установлении отношения Н/D руководствуются стремлением расположить усадочные пороки максимально в прибыльной части, а также условиями дальнейшей горячей деформационной обработки слитков [67]. Чем больше значение параметра H/D, тем глубже в слитке расположены усадочные дефекты: получают более глубокое расположение усадочной рыхлости и большее развитие осевой V-образной неоднородность, связанные с усадочными перемещениями жидкого металла. Глубина залегания усадочной раковины также пропорциональна этому отношению [2, 63-65, 67, 82, 90].

Выбор отношения H/D слитка также связывают с индивидуальными свойствами стали и типом процесса её получения [65]. Практикой показано, что у слитков из стали, выплавленной основным мартеновским процессом, усадочная раковина и пористость более сильно развиты, чем у слитков из стали кислого и, в особенности, кремневосстановительного процесса. В связи с этим сталь основного процесса необходимо разливать в слитки с менее высоким отношением H/D, чем сталь кислого процесса [13].

Другим важным параметром конфигурации слитка является относительный (по отношению к массе слитка) объем прибыли [69, 73]. Этот параметр может колебаться от 12 до 28%. Кроме того, существуют малоприбыльные и бесприбыльные слитки, где объем прибыли стремится к минимуму. Последние используются, в основном, для изготовления полых поковок, где дефектная осевая зона удаляется вместе с отходами [2, 16].

Не менее существенным параметром геометрической конфигурации слитка является его конусность [2, 12, 13], определяемая отношением разности линейных размеров между верхним и нижним основаниями к высоте изложницы, этот параметр выражается в процентах. Конусность для слитков, идущих под прокатку, составляет 2,5-3,5 %, а для кузнечных слитков она может возрастать до 20 % и во многом определять характер структуры слитка.

На направленность затвердевания слитка влияет конусность расширяющихся кверху изложниц, чем больше конусность, тем выше направленность затвердевания снизу вверх.

Конусность слитка к исчисляют в процентах как отношение разности поперечных размеров оснований к высоте, умноженное на 100:

к = — *100%, (1.1)

н

где а, Ь - поперечные размеры оснований изложницы, Н - высота изложницы.

Полученную величину конусности относят на обе стороны.

Также конусность изложницы оказывает существенное влияние на степень развития усадочной рыхлости и осевой неоднородности. В то же время повышенная конусность уменьшает перемещения осевых объемов жидкого металла при затвердевании и этим способствует получению более плотной и однородной осевой части слитка. Чем больше конусность слитка, тем короче усадочная раковина и тем меньшее развитие получает осевая неоднородность [2].

Стальной слиток имеет два основных вида дефектов: ликвационные и усадочные [1, 2, 11, 78]. Усадочные дефекты:

усадочные рыхлости, осевая пористость, усадочная раковина [60, 61]. Усадочными раковинами называют открытые или закрытые полости в теле слитка, имеющие шероховатую глубокую кристаллическую поверхность со следами дендритов. Усадочная пористость представляет собой мелкие полости, расположенные между дендритами сплава по всему объему слитка или в ее центральных частях. Усадочные раковины в отличие от усадочной пористости имеют сравнительно большие размеры. Открытые усадочные раковины бывают окислены.

Усадочные дефекты литого металла пытаются устранить, как правило, улучшением питания тела слитка жидким металлов прибыли. Для этого снижают H/D слитка до 0,8 - 1,3 и увеличивают конусность его стенок до 16°; прибыльная часть достигает 28 % из-за большого диаметра верхней части. Такой слиток имеет плотную осевую зону, но увеличенная масса прибыли и длительное время затвердевания приводят к увеличению ликвационной неоднородности.

Многочисленные исследования показывают, что форма слитка оказывает сильное влияние на расположение усадочных дефектов в слитке. Охлаждение слитков происходит равномерно со всех сторон, кроме верха. В начальный период охлаждения происходит только понижение уровня жидкого металла (объемная усадка), после чего с равномерным нарастанием затвердевающих слоев продолжается "опускание" жидкого металла.

На плотность структуры и усадочные дефекты стального слитка существенно влияет направленность затвердевания. То есть, необходимо организовать теплоотвод таким образом, чтобы объемы металла затвердевали последовательно, от дна к прибыльной части слитка, и при этом были созданы все условия для беспрепятственного питания всех затвердевающих участков слитка. В качестве критерия направленности процесса затвердевания служит соотношение скоростей вертикальной и

17

горизонтальной кристаллизации слитка и, в особенности, продвижения линий изоликвидуса, при смыкании которых доступ питающего металла к нижележащим затвердевающим участкам слитка затруднен, и плотность макроструктуры нарушается.

Первостепенное влияние параметра H/D обусловлено одновременным затвердеванием слитка в горизонтальном и вертикальном направлениях. Осевая зона слитков, затвердевая последней, формируется в результате взаимодействия продвигающихся вглубь слитка вертикального и горизонтального фронтов затвердевания. В удлиненном слитке с отношением H/D, достигающим 4...5, затвердевание осевой зоны на верхних горизонтах происходит посредством смыкания боковых фронтов, продвигающихся от стенок изложницы. Такой слиток наиболее экономичен, так как при объеме прибыли 10...14 %, выход годного достигает 75...78 %, но в связи с большим развитием в этих слитках осевых дефектов их использование ограничивается в основном производством полых поковок. Укороченный слиток, к которому, как правило, относятся кузнечные слитки, имеет отношение H/D в пределах 0,8.. 1,5 и характеризуется опережающим развитием вертикального затвердевания. Относительный объем прибыли в укороченных слитках колеблется от 15 до 28 %, возрастая с увеличением верхнего диаметра слитка. Нормальные слитки имеют отношение H/D в пределах 1,5...2,5 и являются наиболее распространенными. Уплотнение металла осевых объемов в слитках с малыми значениями отношения H/D неоднократно отмечалось многочисленными исследованиями.

В соответствии с современными представлениями процесса затвердевания, с увеличением конусности возрастает угол питающего канала в теле кристаллизующего слитка, что облегчает подпитку

затвердевающих твердожидких объемов кристаллического каркаса.

18

Уплотнение осевого строения слитков с повышенной конусностью неоднократно подтверждалось на практике. Наряду с уплотнением осевого строения в слитках с увеличенным диаметром и конусностью наблюдается усиление внеосевой и положительной осевой ликвации.

Таким образом, уплотнение металла осевой зоны достигается уменьшением H/D и увеличением конусности слитков. При этом устранение неблагоприятных последствий, вызванных усилением внеосевой химической неоднородности, становится такой же острой проблемой, как и получение плотной осевой зоны в слитках обычной конфигурации.

Общая тенденция в конструировании слитков состоит в увеличении относительного объема прибыли с ростом массы слитка. Данное обстоятельство объясняется рядом причин. Одна из них связана со стремлением получить плотный, здоровый слиток, так как с его укрупнением устранение физической неоднородности при последующих переделах.

В то же время в связи с переходом на большеконусные укороченные слитки возрастает верхний диаметр изложницы, что также требует увеличения объема прибыли. Известно, что уменьшением массы слитка в два раза, со 100 до 50 тонн за счет изменения его высоты, относительный объем прибыли увеличивается с 20 до 37 %, что обусловлено неизменным верхним диаметром слитка.

Таким образом, важнейшим параметром, определяющим качественные характеристики слитка, является отношение H/D. Величина его позволяет определять продолжительность затвердевания, характеризовать и одновременно предвидеть характер и направленность процесса кристаллизации, развитие усадочных дефектов в процессе кристаллизации, а также возможность их локализации.

Обработка, систематизация и анализ опытных данных, позволили установить, что направление, в котором завершается затвердевание слитка, определяется величиной отношения H/D. Этот параметр определяет соотношения скоростей горизонтального и вертикального затвердевания, что обеспечивает три возможных случая завершения процесса затвердевания слитка. Кинетика процесса затвердевания для этих случаев в зависимости от параметра H/D представлена схематически на рисунке 1.3 [2].

Соответствующее «критическому» случаю отношение H/D называют критическим (НЮ)кр. Тогда случаю а будет отвечать отношение (H/D) < (НЮ)кр, а случаю в : (H/D) > (НЮ)кр.

Понятие критического отношения H/D позволяет по этому параметру различать три типа слитков спокойной стали [11].

Время после ¿алибни, мим

а - завершение процесса затвердевания в вертикальном направлении;

б - одновременное достижение фронтом затвердевания середины верха

слитка в обоих направлениях («критический случай»); в - завершение

процесса затвердевания в горизонтальном направлении; г - д - область

ускорения кристаллизации

Рисунок 1.3 - Кинетические кривые горизонтального (1) и

вертикального (2) затвердевания слитков с различным отношением H/D

20

Размеры областей горизонтального, т. е. последовательного, и вертикального затвердевания как следствие осадочной кристаллизации устанавливаются из соответствующих кинетических кривых (рисунок 1.3). Очевидно, что чем меньше отношение H/D в укороченных слитках по сравнению с критическим, тем значительнее вертикальное затвердевание опережает горизонтальное и тем, следовательно, больше относительная ширина осевой зоны вертикального затвердевания.

Макроструктура, форма и протяженность осевых и внеосевых пороков, наблюдаемая в слитках различной конфигурации, объясняется особенностями кристаллизации (последовательной и объемной) и их сочетанием в различных направлениях (вертикальном и горизонтальном).

Последовательный характер кристаллизации, наиболее ярко проявляющийся в слитках со сплошной транскристаллизацией, исключает направленность затвердевания в сторону прибыли. Об этом достаточно убедительно свидетельствует вид макроструктуры этих слитков. Наблюдающееся в слитках направленное затвердевание, которое проявляется в большой относительной скорости нарастания твердой фазы в вертикальном направлении, обусловлено объемной кристаллизацией. Экспериментальным доказательством последней служит наличие в затвердевающем слитке жидко-твердой области, поддающейся измерению зондированием до полного его затвердевания.

Степень направленности затвердевания слитка взаимосвязана с

преобладанием одной формы кристаллизации стали в изложнице над

другой. В наиболее распространенных промышленных слитках

укороченного типа преимущественное значение приобретает объемная

кристаллизация, обусловливающая ускоренное вертикальное

затвердевание осевой зоны слитка. Последнее развивается под

воздействием непрерывного отбора тепла изложницей из жидко-твердой

21

области расплава, которая путем осаждения, разрастания, а также срастания отдельных ее кристаллов между собой и с жестким каркасом постепенно переходит в твердо-жидкое состояние. Происходящее при этом утолщение твердой фазы слитка получает преимущественное развитие в осевом направлении. Оно определяет завершение процесса и характер строения осевой зоны слитка. В таких укороченных слитках наблюдается относительно широкая сердцевина, простирающаяся до самого верха и имеющая специфическую макроструктуру, соответствующую особенностям «осадочной кристаллизации».

В удлиненных слитках преимущественное развитие получает последовательная кристаллизация, вследствие чего затвердевание верхней части их осевой зоны завершается в горизонтальном направлении на вертикальной оси.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Галкин Антон Николаевич, 2015 год

Список использованной литературы

1. Жульев С.И. Оптимизация процессов производства кузнечных слитков для поковок ответственного назначения с использованием САПР-технологий. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Волгоград, 1991. 372 с.

2. Скобло С.Я., Казачков Е.А. Слитки для крупных поковок. М., Металлургия, 1973. 248 с.

3. Белевитин В.А. Влияние технологии выплавки и внепечной обработки на качество кованых трубных заготовок . // Сталь. - 2000 г. -№3. С. 22-25.

4. Бровман М.Я. О возможности уменьшения пористости при обработке металлов давлением // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия.-2001г.-№5.

5. Воронин Ю.Ф., Лосев А.Г., Матохина А.В., Куликов Д.Ю. Управление процессов снижения усадочных дефектов отливок. // Литейщик. России. - 2004 г. - №12.

6. Слитки удлиненные для прессовых поковок. Выбор и рекомендации по применению. Руководящий технический материал. РТМ - 3 - 617 - 74. 1975. 26 с.

7. Сергеев В.И. Разработка слитка новой конфигурации для полых длинномерных изделий ответственного назначения. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. М.: 1990. 214с.

8. Проблемы стального слитка. Сборник №5. Институт проблем литья АН УССР. М., Металлургия, 1974. 139 с.

9. Скребцов А.М. Конвекция и кристаллизация металлического расплава в слитках и непрерывнолитых заготовках. М., Металлургия, 1993. 144 с.

10. Гуляев, Б.Б. Затвердевание и неоднородность стали. - М: Металлургиздат, 1950. - 228 с.

11. Ефимов, В.А. Разливка стали в слитки // Формирование стального слитка.- М.: Металлургия.- 1986.- С. 6-13.

12. Хворинов, Н.И. Кристаллизация и неоднородность стали / Н.И. Хворинов. - М.: Машгиз, 1958. - 392 с.

13. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. - М.: Металлургия, 1976. - 552 с.

14. Ковка крупных поковок. Под ред. Трубина В.Н., Шелехова

B.А. М.: Машиностроение, 1965. 296 с.

15. Камнев, П.В. Совершенствование ковки крупных поковок / П.В. Камнев - Л.: Машиностроение, 1975. - 342 с.

16. Forging of ingots without hot tops. Zhbankov I.G., Perig A.V. Materials and Manufacturing Processes. 2013. Т. 28. № 3. С. 229-235.

17. Лебедев В.Н., Коровин В.М., Варакин П.И. Крупные поковки для валов турбогенераторов. М., Машиностроение, 1968. 120 с.

18. Ликвация [Электронный ресурс] // Энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона. — Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/brocgauz_efron/61269 (дата обращения 12.12.2012).

19. Jie Wangqi, Zhou Yahoe. Formation of hot-top segregation in steel ingot and effect of steel composition // Metal. Trans. B. 1989. Vol 20B.

C. 723—730.

20. Руцкий Д.В., Жульев С.И., Титов К.Е. Ликвация в крупных кованых изделиях // Проблемы чёрной металлургии и материаловедения. 2008. №2. С. 21—26.

21. Шамрей В. А. Исследование слитков с захоложенной верхней частью и их использование для производства полых поковок.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Волгоград, 2007. 146 с.

22. П. м. 110667 РФ, МПК B22D 7/08. Устройство для исследования процесса кристаллизации слитков в модели изложницы / Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, С.Б. Гаманюк, С.Н. Никуйко, А.Н. Галкин; ВолгГТУ. - 2011.

23. П. м. 135551 РФ, МПК B22D7/08. Модель изложницы для исследования процесса кристаллизации слитков / Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, А.Н. Галкин, С.Б. Гаманюк, Е.А. Косова, А.Я. Пузиков; ВолгГТУ. - 2013.

24. П. м. 141550 РФ, МПК B22D7/08. Модель изложницы для исследования процесса кристаллизации слитков / Зюбан Н.А., Руцкий Д.В., Галкин А.Н., Гаманюк С.Б., Косова Е.А., Пузиков А.Я.; ВолгГТУ. -2014.

25. Эльдарханов А.С., Ефимов В.А., Нуратдинов А.С. Процессы формирования отливок и их моделирование. М. Машиностроение. 2001. 208 с.

26. Гречко, А.В. Практика физического моделирования на металлургическом заводе / А.В. Гречко, Р.Д. Нестеренко, Ю.А. Кудинов. - М. : Металлургия, 1976. - 224 с.

27. Шмрга, Л. Затвердевание и кристаллизация стальных слитков / Пер. с чешск. Под ред. Кашина В. И. - М.: Металлургия, 1985. -248 с.

28. Система компьютерного моделирования "CrystaГ,Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2013613206 от 28 марта 2013 г. РФ, МПК (нет). ВолгГТУ. - 2013, авторы - В.П. Багмутов, И.Н. Захаров, Д.В. Руцкий, Н.А. Зюбан, С.Б. Гаманюк.

29. Состояние и перспективы применения электрошлаковых технологий для производства длинномерных полых слитков. Часть I.

93

Медовар Л.Б., Стовпченко А.П., Дудка Г.А., Козьминский А.Н., Федоровский Б.Б., Гусев Я.В., Лебедь В.А. Электрометаллургия. 2014. № 8. С. 11-19.

30. Состояние и перспективы применения электрошлаковых технологий для производства длинномерных полых слитков. Часть II. Медовар Л.Б., Стовпченко А.П., Дудка Г.А., Козьминский А.Н., Федоровский Б.Б., Гусев Я.В., Лебедь В.А. Электрометаллургия. 2014. № 10. С. 19-23.

31. Новая форма кузнечного слитка для изготовления полых кованых изделий. Шамрей В.А., Жульев С.И. Металлург. 2007. № 11. С. 49.

32. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат, 1981. - 416 с.

33. Исследование строения слитка, используемого для производтсва сортового проката. Мозговой А.В., Жульев С.И., Руцкий Д.В., Федоров Д.Н., Зюбан Н.А. Известия Волгоградского государственного технического университета. 2008. Т. 2. № 10 (48). С. 146-148.

34. Хворинов, Ю.А. Самойлович, В.И. Тимошпольский. Стальной слиток. Том 1. Минск. Беларуская навука. 2000. 583 с.

35. Яковлев Ю.Н., Харченко С.В., Петейня В.Н. и др. Исследование теплообмена между слитком и изложницей в период её наполнения. // Проблемы стального слитка. Труды V конференции по слитку. — М.: Металлургия — 1974 — с. 134-136.

36. Экспериментальные методы определения температурных полей тепловых потоков при затвердневнии стальных слитков (методическое руководство) — Институт проблемы литья АН УССР — Киев — 1973 — с. 26.

37. Иодко Э.А., Моргунов А.В. Исследование поведения неметаллических включений при затвердевании слитка спокойной стали. // Проблемы стального слитка. Труды IV конференции по слитку. — М.: Металлургия — 1969 — с. 237-241.

38. Поволоцкий, Д.Я. Электрометаллургия стали и ферросплавов/ Поволоцкий Д.Я, В.Е. Рощин, М.А. Рысс - М.: Металлургия, 1974 - 551 с.

39. Гаманюк С.Б. Исследование крупного кузнечного стального слитка изменённой геометрии с целью повышения качества металла поковок. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Волгоград, 2012. 162 с.

40. Дуб В.С., Ромашкин А.Н., Мальгинов А.Н. и др. Влияние геометрии слитка на его химическую неоднородность. Часть 1. Металлург, 2013. №11. С. 46-52.

41. Физическое моделирование процесса кристаллизации слитков с охлаждением прибыльной надставки / А.Н. Галкин, Д.В. Руцкий, Н.А. Зюбан, И.Н. Скрипкин, И.Н. Ильин // Актуальные вопросы науки : матер. V междунар. науч.-практ. конф. (16.04.2012) / Науч. журнал "Актуальные проблемы современной науки", Изд-во "Спутник+". - М., 2012. - C. 103-107.

42. Влияние захолаживания головной части на условия кристаллизации стального слитка и качество полученных из него поковок / А.Н. Галкин, Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, С.Б. Гаманюк, А.Я. Пузиков, В.В. Фирсенко // Металлург. - 2013. - № 3. - C. 54-59.

43. Effect of chilling of the top part of a steel ingot on the conditions of its crystallization and the quality of forgings obtained from it /

A.Н. Галкин, Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, С.Б. Гаманюк, А.Я. Пузиков,

B.В. Фирсенко // Metallurgist. - 2013. - Vol. 57, No. 3-4. - C. 199-206.

44. Галкин, А.Н. Исследование влияния интенсивности охлаждения головной части слитков на условия и интенсивность кристаллизации / А.Н. Галкин, В.В. Фирсенко, Н.А. Зюбан // XVII региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, Волгоград, 6-9 нояб. 2012 г. : тез. докл. / ВолгГТУ [и др.]. -Волгоград, 2013. - C. 94-95.

45. Влияние охлаждения прибыльной части слитка стали 38ХН3МФА на образование и расположение дефектов усадочного происхождения / Н.А. Зюбан, А.Н. Галкин, И.Н. Скрипкин, Д.В. Руцкий // Изв. ВолгГТУ. Серия «Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении». Вып. 6 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2012. - № 9 (96). - C. 150-153.

46. Исследование влияния объёма «захолаживающей» головной части кузнечного слитка на особенности его затвердевания и развития дефектных зон / Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, А.Н. Галкин, С.Б. Гаманюк, А.Я. Пузиков // Технические науки - от теории к практике : сб. ст. по матер. XLIV междунар. науч.-практ. конф. (март 2015 г.). № 3 / Сибирская ассоциация консультантов (СибАК). - Новосибирск, 2015. -C. 77-83.

47. Математическое моделирование физической и структурной неоднородностей литого металла слитков с изменёнными теплофизическими условиями затвердевания головной части / Д.В. Руцкий, А.Н. Галкин, С.Б. Гаманюк, Н.А. Зюбан, И.Р. Сибгатуллин // Актуальные проблемы прочности : сб. тез. докл. 52-й междунар. науч. конф., (Уфа, 4-8 июня 2012 г.) / Ин-т проблем сверхпластичности металлов РАН, Башкирский гос. ун-т [и др.]. - Уфа, 2012. - C. 187.

48. Моделирование процесса кристаллизации слитков с различным утеплением головной части / Д.В. Руцкий, А.Н. Галкин, Н.А. Зюбан, Ю.А. Посламовская // Инженерная мысль машиностроения

96

будущего (ИММБ 2012) : сб. матер. всерос. молодёжной науч.-практ. конф. с междунар. участием / Союз машиностр. предприятий России, ФГАОУ ВПО "Урал. федер. ун-т им. первого Президента России Б.Н. Ельцина" [и др.]. - Екатеринбург, 2012. - C. 105-108.

49. Исследование влияния объёма «захолаживающей» головной части кузнечного слитка на особенности его затвердевания и развития дефектных зон / Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, А.Н. Галкин, С.Б. Гаманюк, А.Я. Пузиков // Технические науки - от теории к практике : сб. ст. по матер. XLIV междунар. науч.-практ. конф. (март 2015 г.). № 3 / Сибирская ассоциация консультантов (СибАК). - Новосибирск, 2015. -C. 77-83.

50. Оценка эффективности воздействия прибыли-холодильника на тепловую работу головной части слитка / Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, А.Н. Галкин, С.Б. Гаманюк, А.Я. Пузиков // Академическая наука -проблемы и достижения = Academic science - problems and achievements V : матер. V междунар. науч.-практ. конф., North Charleston (USA), 1-2 дек. 2014 г. / spc Academic. - North Charleston (USA), 2013. - Vol. 1. - C. 119-122.

51. Влияние захолаживания головной части на особенности распределения неметаллических включений в литом металле слитка стали 38ХН3МФА / А.Н. Галкин, Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, С.Б. Гаманюк, А.Я. Пузиков // Инновации в материаловедении : сб. матер. второй всерос. молодёж. науч.-техн. конф. с междунар. участием (г. Москва, 1-4 июня 2015 г.) / Ин-т металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН. - Москва, 2015. - C. 413-415.

52. Галкин, А.Н. Исследование физической неоднородности и распределения неметаллических включений в слитке стали 38ХН3МФА, отлитом с прибылью-холодильником / А.Н. Галкин, Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий // Металлург. - 2014. - № 10. - C. 28-31.

53. Влияние захолаживания головной части на особенности распределения неметаллических включений в литом металле слитка стали 38ХН3МФА / А.Н. Галкин, Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, С.Б. Гаманюк, А.Я. Пузиков // Инновации в материаловедении : сб. матер. второй всерос. молодёж. науч. -техн. конф. с междунар. участием (г. Москва, 1-4 июня 2015 г.) / Ин-т металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН. - Москва, 2015. - C. 413-415.

54. Nonmetallic inclusions in a chromium steel intended for the power engineering industry. Kolpishon E.Y., Mal'ginov A.N., Romashkin A.N., Durynin V.A., Afanas'ev S.Y., Shitov E.V., Afanas'eva L.T., Batov Y.M. Russian metallurgy (Metally). 2010. Т. 2010. № 6. С. 489-493

55. Inclusions characteristics of bearing steel in a runner after ingot casting. Doostmohammadi H., Jonsson P.G., Komenda J., Hagman S. Steel Research International. 2010. Т. 81. № 2. С. 142-149.

56. Inclusions generated during ingot casting of tool steel. Ragnarsson L., Sichen D. Steel Research International. 2010. Т. 81. № 1. С. 40-47.

57. Флемингс М. Процессы затвердевания. - М.: Мир, 1977. — 423 с.

58. Choice of a rational scheme for casting of a forging ingot for producing hollow forgings. Kolodkin M.V., Zhul'ev S.I., Dub V.S., Romashkin A.N., Mal'ginov A.N. Russian metallurgy (Metally). 2010. Т. 2010. № 6. С. 544-547.

59. Вайнгард У. Введение в физику кристаллизации металлов. Пер. с англ. - М.: Мир, 1967. - 171 с.

60. Тагеев В.М. Неоднородность строения стальных слитков и отливок. // Стальной слиток. - М: Металлургиздат, 1952. - С. 40-66.

61. Гаев Н.С. Дефекты строения стали. - М.: Металлургия, 1947. - 232с.

62. Чалмерс Б. Теория затвердевания. - М.: Металлургия, 1968.

- 300 с.

63. Тагеев В.М. Неоднородность строения стальных слитков и отливок. // Стальной слиток. - М: Металлургиздат, 1952. - С. 40-66.

64. Гуляев Б.Б. Затвердевание и неоднородность стали. - М: Металлургиздат, 1950. - 228 с.

65. Жульев С.И., Зюбан Н.А. Производство и проблемы качества кузнечного слитка: Монография / ВолгГТУ. - Волгоград, 2003.

- 168с.

66. Вейник А.И. Теплообмен между слитком и изложницей. М.: Металлургиздат, 1959. 358 с.

67. Дюдкин Д.А., Крупман Л.И., Максименко Д.М. Усадочные раковины в стальных слитках и заготовках. М., Металлургия, 1983. 136 с.

68. Попов А.Д. Расчет прибылей для отливок. М., МАШГИЗ, 1957. 56с.

69. Новик Ф.С. Математические методы планирования экспериментов в металловедении. М., Металлургия, 1972.

70. Пустыльник Е.Н. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М., Наука, 1968. 288 с.

71. Чиченев Н.А. Автоматизация экспериментальных исследований (организация эксперимента). Под ред. П.И. Полухина: Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Металлургия, 1983. 256 с.

72. Крохалев А.В., Шевкун Г.П. Методы организации экспериментов в металловедении. Учебное пособие. - Волгоград, изд-во ВолгПИ, 1990. 72 с.

73. Жульев С.И., Зюбан Н.А. Влияние параметров изготовления крупных кузнечных слитков на формирование оптимальной структуры осевой зоны // Металлург, 2001. №12. С. 38-39.

99

74. Голубцов В.А. Повышение степени химической однородности крупных слитков высокоуглеродистой стали // Сталь. -2000 г. - №12.

75. Нурадинов А.С., Ефимов В.А., Эльдарханов А.С. Влияние температурных полей в затвердевающей отливке на формирование её структуры. // Сталь. - 2002 г. - №2. С. 26-28.

76. Балакин Ю.А. Влияние внешних воздействий на основные параметры кристаллизации металлов. // Металлы. - 2002 г. - №6.

77. Металлургия стали. Под ред. В.И. Явойского, Г.Н. Ойкса. М., Металлургия, 1973. 816 с.

78. Самойлович Ю.А. Формирование слитка. - М.: Металлургия, 1977. - 160 с

79. Иванцов Г.П. Теплообмен между слитком и изложницей. -М.: Металлургиздат, 1951. - 40 с.

80. Червяков, А. Н. Металлографическое определение включений в стали / А. Н. Червяков, С. А. Кисилева, А. Г. Рыльникова. -М. : Металлургия, 1972. - 195 с.

81. Гудцов Н.Т. Основные вопросы изучения стального слитка. // Стальной слиток. - М.: Металлургиздат, 1952. - С. 11-20.

82. Общая металлургия: Учебник для вузов / Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. - М.: Металлургия, 1985. - 480 с.

83. Тасиро Тоити, Тодороки Тору и др. Механизм образования макроликваций в крупных слитках и отливках. Перевод с японского № 7751.

84. Поковки из крупных слитков. Отчет. - Japan steel works. -1970 - с. 134.

85. Китаев Е.М. Затвердевание стальных слитков. М., Металлургия, 1982. 168 с.

86. Жульев, С.И. Сравнение эффективности тепловой работы прибыльных надставок для крупных слитков / С.И.Жульев // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1980. - №11.

87. Проектирование кузнечных слитков на ОАО БУММАШ. Жульев С.И., Колодкин М.В. Вестник Удмуртского университета. 2008. № 4-1. С. 101-106.

88. Оптимизация производства поковок за счёт разработка геометрии бесприбыльных кузнечных слитков. Колодкин М.В., Руцкий Д.В., Жульев С.И. Известия Волгоградского государственного технического университета. 2008. Т. 2. № 10 (48). С. 162-164.

89. Применение методов математического моделирования для выбора оптимальной геометрии кузнечных слитков. Жульев С.И., Бузинов Е.И. Технология машиностроения. 2006. № 4. С. 11.

90. Комплексное экспериментальное и численное исследование усадочных дефектов крупных стальных слитков. Багмутов В.П., Захаров И.Н., Жульев С.И. Тяжелое машиностроение. 2005. № 7. С. 13-16.

91. Forging ingot for hollow forgings. Zhul'ev S.I., Sergeev V.I., Kolodkin V.M., Morozov G.I. Steel in Translation. 1990. Т. 19. № 11. С. 492-494.

92. Идентификация и определение характера распределения неметаллических включений с различным утеплением головной части. Гаманюк С.Б., Руцкий Д.В., Палаткина Л.В., Галкин А.Н. В сборнике: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Самара, 2015. С. 79-81.

93. Особенности образования сульфидных включений и их расположение внутри зерна в зависимости от условий раскисления стали 20. Шевцова О.А., Зюбан Н.А., Пегишева С.А., Руцкий Д.В., Титов К.Е., Клячина Н.В. Металлург. 2014. № 5. С. 60-63.

94. Кузнечные слитки: проблемы качества и новые подходы. Зюбан Н.А., Руцкий Д.В., Гаманюк С.Б., Коновалов С.С. Черные металлы. 2014. № 7 (991). С. 17-21.

95. Анализ качество трубных заготовок из кузнечных слитков с различным утеплением прибыли. Руцкий Д.В., Зюбан Н.А., Галкин А.Н., Коновалов А.С., Посламовская Ю.А., Пузиков А.Я. Технология машиностроения. 2012. № 7. С. 10-13.

96. Исследование распределения неметаллических включений в слитках различной геометрии. Руцкий Д.В., Гаманюк С.Б., Зюбан Н.А., Шмаль В.В., Пузиков А.Я. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 1 (94). С. 216-223.

97. Влияние охлаждения прибыльной части слитка стали 38ХН3МФА на распределение углерода и ликвационные процессы. Зюбан Н.А., Галкин А.Н., Ильин И.Н., Руцкий Д.В. Известия Волгоградского государственного технического университета. 2012. Т. 6. № 9 (96). С. 172-175.

98. Влияние технологии утепления прибыли на процесс кристаллизации и выход годного. Галкин А.Н., Руцкий Д.В., Зюбан Н.А., Гаманюк С.Б. Наука и производство Урала. 2012. № 8. С. 51-53.

99. Получение крупных слиткови проблема качества металла. Зюбан Н.А. учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Металлургия" / Н.А. Зюбан, Д.В. Руцкий, С.А. Пегишева; Волгоградский государственный технический университет. Волгоград, 2011.

100. Исследование особенностей формирования типа и вида сульфидных включений в зависимости от степени окисленности металла и их влияния на свойства низколегированных конструкционных сталей. Шевцова О.А., Зюбан Н.А., Летников М.Н., Руцкий Д.В. Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2010. № 2. С. 56-60.

101. Ingots for large forgings. Zhul'ev S.I., Fomenko A.P., Titov K.E., Buzinov E.I., Fedorov D.N., Rutskij D.V. Сталь. 2005. № 11. С. 41-44.

102. Десульфурация стали в вакууме. Линчевский Б.В. Электрометаллургия. 2013. № 6. С. 22-24.

Приложение

РАСЧЁТ ОЖИДАЕМОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТЕХНОЛОГИИ ОТЛИВКИ СЛИТКОВ с ЗЛХОЛАЖИВАМОЙ ПРИБЫЛЬЮ

1 .Сущность мероприятия

Внедрение технологии отливки слитков с захоложенной верхней частью направлено на уменьшение объёма прибыльной части слитка для полых поковок, с регулируемым расположением усадочной раковины в осевой области, удаляемой при прошивке слитка, с соответствующим уменьшением отходов и повышенным выходом годного.

2.База сравнения

За базу сравнения принята существующая на АО «Волгоградский металлургический комбинат «Красный октябрь» технология отливки слитков массой 1,7 тонны стали марки 38ХНЗМФА, предназначенных для получения полых поковок.

3.Расчёт ожидаемой экономической эффективности

В 2015 году на предприятии планируется отливка 85 слитков стали 38Х113МФА массой 1,7 тонны с объёмом утепляющей прибыли, составляющем 18,3 % от массы слитка.

При замене утепляющей прибыли на захолаживаемую, объёмом 10,8 %, масса рассматриваемого слитка снижается до 1.53 тонн.

Таким образом, годовая экономия металла от замены утепляющей прибыльной надставки на захолаживаемую составит:

Э = ( 1,7 - 1,53) * 85 = 14,45 тонны.

В денежном эквиваленте при средней стоимости стали 38ХНЗМФА 45000 руб. за 1 тонну ожидаемая годовая экономия составит:

45000 х 14,45 = 650250 руб.

Общий годовой эффект от внедрения технологии отливки слитков с захолаживаемой прибыльной частью с учётом предпроизводсгвенных затрат составит:

ЭоС)Ш. = 650,250 - 0,15 х 120,0 = 632650 руб.

В.Г. Кнохин

А.Н. Галкин

Начальник АО «Волгофадский комбинат «Красный

Аспирант кафедры «Технология материалов» Волгоградского государственного технического университета