Технология и оборудование для производства крупногабаритных поковок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат технических наук Воробьев, Николай Иванович

• Воробьев, Николай Иванович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Воробьев, Николай Иванович

Введение.

1. Мировой и отечественный опыт производства крупных поковок.

1.1. Рынок крупных поковок.

1.2. Производство крупногабаритных поковок.

1.2.1. Ижорские заводы.

1.2.2. Камасталь (ОАО «Мотовилихинские заводы»).

1.2.3. Ижбуммаш.

1.2.4. Оскольский завод металлургического машиностроения.

1.2.5. ОАО «Тяжстанкогидропресс» (г. Новосибирск).

1.2.6. Днепроспецсталь.

1.2.7. Завод Электросталь.

1.2.8. Юргинский машиностроительный завод (металлургическое производство).

1.2.9. Зарубежное производство крупных поковок.

1.3. Технические и технологические аспекты производства металла для крупных поковок.

1.4. Влияние водорода на качество металла.

1.5. Термическая обработка крупных поковок.

1.6. Задачи исследования.

2. Разработка технологии выплавки, внепечной обработки и разливки металла для крупногабаритных поковок.

2.1. Технологическая схема производства крупногабаритных поковок на ОАО «Мечел».

2.2. Особенности технологии выплавки и внепечной обработки металла для крупных поковок.

2.3. Разработка параметров кузнечного слитка и сменного стале-разливочного оборудования.

2.3.1. Расчет параметров кузнечного слитка.

2.3.2. Разработка конструкции изложницы, надставки и поддона.

2.3.3. Расчет продолжительности кристаллизации слитка.

2.3.4. Изготовление и эксплуатация сменного оборудования.

2.4. Исследование качественных характеристик 17,5-тонного слитка для поковок.

2.4.1. Изменение содержания водорода при выплавке и внепечной обработке металла для крупных поковок.

2.4.2. Влияние содержания серы и неметаллических включений на флокенообразование.

2.4.3. Термодинамический анализ взаимодействия компонентов жидкой и кристаллизующейся стали 40ХГМ.

2.4.4. Исследование структуры и химической неоднородности

17,5-тонного слитка стали 40ХГМ.

2.5. Выводы по главе.

3. Разработка оборудования и технологии термической обработки поковок методом водовоздушной закалки.

3.1. Разработка устройств и оборудования для проведения водовоздушной закалки поковок диаметром до 700 мм.

3.1.1. Гидравлические испытания форсунок капельного орошения.

3.1.2. Гидравлические испытания водовоздушного коллектора.

3.1.3. Тепловые испытания. Определение охлаждающей способности форсунок капельного орошения и водовоз душных коллекторов.

3.1.4. Компоновка охлаждающих устройств в установке водовоздушного охлаждения.

3.2. Разработка технологии термической обработки крупногабаритных поковок с применением установки водовоздушного охлаждения.

3.3. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология и оборудование для производства крупногабаритных поковок»

Для создания новых образцов техники требуются крупные стальные заготовки большого диаметра. Эти заготовки получают методом ковки из крупных стальных слитков.

Получение высококачественных стальных поковок представляет собой весьма сложную проблему, так как качество поковок зависит как от технологии выплавки, внепечной обработки и разливки металла, так и от дальнейшей термической обработки кованого изделия.

Поэтому организация производства крупных стальных поковок в условиях ОАО «Мечел» потребовала комплексного подхода к решению всех вопросов от технологии выплавки в дуговой электросталеплавильной печи и внепечной обработки жидкого металла на агрегате комплексной обработки стали (АКОС) и вакууматоре до конструирования изложницы и технологии разливки легированной стали в слиток большой массы.

Последнее обстоятельство крайне важно при производстве именно крупных слитков, так как производство таких слитков характеризуется большими потерями металла, вызываемыми внутренними дефектами - физической, химической и макроструктурной неоднородностью, неравномерным распределением неметаллических включений и дефектами, связанными с повышенной локальной газонасыщенностью металла.

Наконец, весьма важным, зачастую определяющим этапом получения качественной крупной поковки, является технология ее термической обработки. Такая обработка наряду с отладкой известных технологических режимов потребовала создания принципиально нового оборудования и технологии термической обработки крупных кованых изделий. Решению всех этих вопросов и посвящена данная работа.

Выполненные исследования использованы при разработке и освоении производства крупных поковок диаметром до 700 мм из легированных сталей. Эти разработки внедрены в производство со значительным экономическим эффектом.

Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность коллективу исследовательско-технологического центра ОАО «Мечел», оказавшему помощь при проведении экспериментальной части работы, коллективу кафедры физической химии ЮУрГУ (зав. кафедрой профессор Г.Г. Михайлов), а также научным руководителям профессорам O.K. Токовому и Ю.В. Юдину за помощь и поддержку при выполнении работы.

Заключение диссертации по теме «Металлургия черных, цветных и редких металлов», Воробьев, Николай Иванович

4. Общие выводы.

1. Разработана технологическая схема производства крупногабаритных поковок диаметром до 700 мм в условиях ОАО «МЕЧЕЛ», включающая выплавку и внепечную обработку широкого сортамента легированных сталей высокого качества, разливку стали в 17,5-тонные слитки, ковку и термическую обработку поковок.

2. Разработана технология выплавки и внепечной обработки металла для крупных поковок, включающая выплавку стали в высокомощной ДСП-100 с трансформатором 60 МВА, доводку металла по химическому составу и температуре в агрегате комплексной обработки стали и порционную вакуумную обработку на вакууматоре фирмы «Вакметалл».

3. Разработаны конструкция восьмигранного кузнечного слитка массой 17,5-тонн, изложницы, прибыльной надставки и поддона, обеспечивающие хорошее качество поверхности и макроструктуры слитка, оптимальные условия кристаллизации, хорошую наполняемость сифонной проводкой и оптимальную скорость наполнения по всей высоте слитка.

4. Изучено изменение содержания водорода при выплавке внепечной обработке, разливке и термической обработке поковок. Показано влияние серы и неметаллических включений на флокенобразование. Установлено, что критическое содержание водорода в крупных поковках, вызывающее образование флокенов, снижается с уменьшением содержания серы в стали и при содержании серы в металле не ниже 0,01% составляет не более 2,0 ррт.

5. На основании анализа экспериментальных данных и металлографических исследований представлен механизм аномального влияния серы на качество крупных поковок, согласно которому водород аккумулируется в сульфидах, причем, чем меньше количество таких включений, тем выше локальная концентрация водорода вблизи оставшихся в стали включений, что увеличивает парциальное давление водорода и провоцирует образование водородных трещин.

6. Методом математического моделирования выполнен термодинамический анализ процессов взаимодействия компонентов стали 40ХГМ при температуре жидкой стали и в интервале температур кристаллизации. Рассчитано количество неметаллических включений различного типа, образующихся при кристаллизации жидкого металла и состав неметаллической фазы. Показано, что расчетный состав включений, образующихся при охлаждении металлического расплава, соответствует практически чистому корунду (А1203) и оксикар-бонитридам титана (TiO, TiC, TiN) переменного состава. Термодинамические условия образования сульфидов железа и марганца в качестве равновесных кристаллизационных включений не реализуются.

7. Используя осевой продольный темплет 17,5-тонного слитка стали 40ХГМ изучили макроструктуру, химический состав и неметаллическую фазу в различных зона слитка. Установлено, что слиток имеет хорошую макроструктуру и малую химическую неоднородность. Ликвация углерода, марганца и хрома не превышает 10%, фосфора и кислорода - 20.25%, серы - 20.40%. В слитке отсутствует дефекты в виде пузырей, заворотов корочки, инородных и шлаковых включений, межкристаллитных трещин. Состав и размер неметаллических включений различается по высоте слитка, однако таких различий в зависимости от расстояния от центра слитка не обнаружено.

8. Неметаллическая фаза в крупных поковках из стали 40ХГМ представлена преимущественно оксидами, разнообразными силикатами и глобуля-ми. Содержание сульфидов железа и марганца в металле крайне невелико. Поковки из стали 40ХГМ имеют низкий балл неметаллических включений и полностью укладываются в нормативы отечественных и зарубежных стандартов.

9. Разработаны оборудование и технология термической обработки (закалки) крупных поковок массой до 15 т и диаметром до 700 мм с применением водовоздушного охлаждения для широкой номенклатуры термоупрочняе-мых сталей. Технология позволяет программно регулировать охлаждающую способность закалочных смесей в широких пределах, что обеспечивает более высокий уровень свойств поковок благодаря управлению процессом закалки.

10. Разработана конструкция форсунок капельного орошения и разделяющего коллектора. Определены оптимальные параметры давления воды, расстояния от форсунки до орошаемой поверхности, межосевое расстояние между форсунками. Установлено, что рассчитанная конструкция обеспечивает среднюю плотность орошения до 70-90 л/м"'мин при расходе воды до 900 л/час на одну форсунку.

11. Разработанная технология обеспечивает регулирование скорости охлаждения аналогичном закалке в индустриальном масле типа И-20А при сохранении безопасных и санитарно-гигиенических условий труда.

12. Разработанные режимы термической обработки (закалки) поковок диаметром 250.650 мм из конструкционных марок стали с применением водовоздушного охлаждения обеспечивают комплекс механических свойств, соответствующий требованиям отечественных и зарубежных стандартов.

13. Конструкция установки водовоздушного охлаждения и технология термической обработки (закалки) крупных цилиндрических поковок защищены патентами России № 2176274, 2178004.

14. Экономический эффект от применения технологии и оборудования для производства крупных поковок на ОАО «МЕЧЕЛ» составляет 15235 тыс. руб. в год.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Воробьев, Николай Иванович, 2003 год

1. Соколов Л.Н., Золотухин Н.М., Ефимов В.Н. и др. Ковка слитков на прессах. К.: Техника, 1984-127 с.

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

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

4. Трубин В.Н. Тарновский ИЯ. Ковка крупных поковок. М.-Св., Машгиз, 1962-224 с.

5. Горяйнов В.А. и др. Состояния и перспективы производства крупных слитков методами специальной электрометаллургии. М.: ЦНРМТЯЖМАШ, 1981-37 с.

6. Маслов A.M. Некоторые направления улучшения свойств крупного стального слитка. Проблемы стального слитка. Труды III конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с. 245-248.

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

8. Скобло С.Я., Страхов В.Г., Кирюшкин Ю.И., Сапелкин Н.Ф. Развитие химической неоднородности в процессе затвердевания кузнечного бесприбыльного стального слитка. Труды IV конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969 с. 232-234.

9. Сапелкин Н.Ф., Молотов Г.Д., Лепорский С.В., Романов О.И. Неметаллические включения в крупном слитке. Проблемы стального слитка. Труды V конференции. М.: Металлургия, 1974, с. 224-227.

10. Лирман A.M., Бутаков Д.К., Плотников Г.Н. и др. Разливка стали сверх> через шлак в изложницы для кузнечных слитков. Проблемы стального слитка Труды V конференции. М.: Металлургия, 1974, с. 482-486.

11. Колпишон Э.Ю. Мощук Я.И., Новицкий В.К. и др. Изготовление 200-1 кузнечного слитка роторной стали. Проблемы стального слитка. Труды V конференции. М.: Металлургия, 1974, с. 529-531.

12. Микульчик А.В., Соколов В.Е. Ликвация углерода в крупных поковках роторных валов. Проблемы стального слитка. Труды V конференции. М.: Металлургия, 1974, с. 562-565.

13. Мухаметжанов Б.Ж., Исатулов А.З., Богатырев А.С., Исатулов Б.З. Совершенствование технологии разливки 7-т кузнечных слитков. Черная металлургия, 1985, №9, с.34.

14. Соколов В.Е., Микульчик А.В., Гринь В.Е. Повышение качества крупных кузнечных слитков. Сталь, 1985, №9, с. 36-37.

15. Матвеев Э.Г., Васильев Н.В., Дорофеев В.М. Снижение головной обрези кузнечных слитков. Сталь, 1987, №8, с. 31-32.

16. Ситачев А.А., Давиденко Н.И., Бетин Г.Я. и др. Промышленное опробование производства крупных кузнечных слитков повышенного качества. Металлург, 1987, №8, с. 22-23.

17. Китаев Е.М., Ларин М.А., Гущин В.Н. и др. Повышение качества 13-т кузнечных слитков путем увеличения направленности их затвердевания. Сталь, 1998, №4, с.38-39.

18. Тимошенко В.Л., Смирнов А.Н., Носов Е.Г. Улучшение качества кузнечных слитков путем управления процессом макроликвации. Сталь, 1995, №3, с. 18-21.

19. Reiber D. Qualitatsverbesserung bei freiformschmiedestucken und Knuppel-stranggub durch Anwendung der Ca-Einblasmetallurgir. «Radex Rdsch.», 1981, №1-2, 466-473.

20. Hochstein F., Austel W. The improved manufacturing procedure of heavy forging ingots. Rotor Forg. Turbines and General. Proc. Iut. Workshok. Palo Alto, Calif., 14-17 sept., 1980. New York e.a., 1982, 4/81-4/90.

21. Forch K. Manufacture and processing of heavy forging-grade ingots for turbine and generator shafts/ Turbines and General. Proc. Iut. Workshok. Palo Alto, Calif., 14-17 sept., 1980. New York e.a., 1982, 4/126-4/135.

22. Moidorn С. Erstarrungsablauf und Seirgerung in schweren Schmledeblocken unter besonderer Berucksichtigung des Stahls 20MnMoNi55. Techn.-wiss. Ber. Staatl. Naterialprufungsanst. Univ. Stuttgart, 1983, №4, 239 S.

23. Martinek P., Iazikovsky B. Vyroba tezkych kovarskych ingotu z vysokole-govanych oceli. Hutnik (CSSR), 1984, 34, №10, 370-372.

24. Tazmann R., Meyez W. Processing for high quality forging ingots. Iron and Steel Int., 1984, 57, №15, p. 154-156.

25. Кейка M., Клеточка 3. Повышение качества кузнечных 200-т слитков на заводе «Шкода». Сталь, 1983, №10, с.40-41.

26. Machner P., Krainer Е. Improvements of forging ingot quality and advantages of the application of the B.E.S.T. process/Rotor Forg. Turbines and General Proc. Int. Worshop, Palo Alto, Calif., 14-17 Sept., 1980, New York e.a. 1982, 4/30-4/37.

27. Machner P., Tarmann R., Bisquz B. Qualitatsmerkmale eines 52-t-B.E.S.T.-Schmiedeblockes. Stahl und Eisen, 1982, 102, №17 S 25-30, 86.

28. Кабаков 3.K., Галентовский Г.Г., Чесницкая E.A. Расчетное обоснование повышения плотности осевой части крупных кузнечных слитков, получаемых полунепрерывной разливкой/Труды III конгресса сталеплавильщиков. М.: Металлургия, 1996, с.383-384.

29. Латаш Ю.В., Воронин А.Е., Биктагиров Ф.К. и др. Крупные кузнечные слитки электрошлаковой отливки/ Электрошлаковый переплав. Киев, Наукова Думка, вып. 9., 1987, с. 79-84.

30. Марченко И.К., Аникиев В.В., Будников Ю.В. и др. Особенности литья кузнечных слитков на МПНЛ/Тяжелое машиностроение, 1992, №1, с.25-30.

31. Мазуров Е.Ф., Крупичев А.К., Тамарина И.А. и др. Повышение качества конструкционной легированной стали путем вакуумирования/ Сталь, 1988, №7, с.40-41.

32. Неделькович Л., Трипкович М, Смирнов А.Н. Улучшение механических свойств низколегированной хромомолибденовой стали путем внепечной обработки/Сталь, 1991, №11, с. 25-27.

33. Дуб А.В., Волков В.Г., Круглов А.В. Влияние вакуумного рафинирования на свойства конструкционной стали/Электрометаллургия, 2000, №5, с. 17-23.

34. Шелгаев Ю.Н., Воробьев Н.И., Евченко М.Г. и др. Производство крупных поковок из хромоникельмолибденовой коррозионностойкой стали./Сталь, 1993, №3, с. 31-36.

35. Шелгаев Ю.Н. Технология производства крупных поковок из коррози-онностойких сталей./Металлург, 1998, №3, с.30-31.

36. Тюрин В.А., Овечкин В.В. Кованая сталь материал XXI века./Сталь, 2001, №4, с. 32-33.

37. Пилюшенко B.JL, Смирнов А.Н., Пильгук С.В. и др. Использование пульсационного перемешивания для улучшения качества кузнечных слитков/Черная металлургия, 1991, №1, с. 53-54.

38. Соколов В.В., Плотников Г.Н., Гринь В.Б. и др. Влияние конфигурации изложницы и разливки кислой стали под слоем шлакам на качество крупного кузнечного слитка / Проблемы стального слитка. Труды V конференции. М.: Металлургия, 1974, с. 495-499.

39. Самойлович Ю.А., Дистергерт И.М., Немченко В.П. и др. расчет затвердевания кузнечного слитка электрошлаковой разливки./ Проблемы стального слитка. Труды V конференции. М.: Металлургия, 1974, с. 745-746.

40. Дудко Д.А., Максимович Б.И., Гончаренко В.П. и др. Электрошлаковая разливка крупных кузнечных слитков/Труды IV конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с. 383-386.

41. Левин С.Л., Исаев Е.И., Олексеенко В.В. и др. Некоторые меры по совершенствованию разливки углеродистой и низколегированной стали для кузнечных слитков/Труды III конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с. 241-245.

42. Поволоцкий Д.Я. Раскисление стали. М.: Металлургия, 1972 208 с.

43. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. Ч. 1.М.: Металлургия, 1973 312 с.

44. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. 4.2. М.: Металлургия. 1984-414 с.

45. Явойский В.И., Рубенчик Ю.И., Окенко А.П. Неметаллические включения и свойства стали. М.: Металлургия. 1980 176 с.

46. Гельд П.В., Рябов Р.А. Водород в металлах и сплавах. М.: Металлургия, 1974-270 с.

47. Морозов А.Н. Водород и азот в стали. М.: Металлургия. 1968 281 с.

48. Электрометаллургия стали и ферросплавов. Под редакцией Поволоцкого Д.Я., М.: Металлургия, 1982 375 с.

49. Явойский В.И., Близнюков С.А., Вишкарев А.Ф. и др. Включения и газы в сталях. М.: Металлургия, 1979 271 с.

50. Эллиот Д.Ф., Глейзер М, Рамакришна В. Термохимия сталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1969-251 с.

51. Ревтов Н.И., Козаченков Е.А., Мосюра Л.И. Влияние азота и водорода на процесс газообразования при затвердевании стального слитка./ Разливка кипящей стали. Киев: Наукова Думка, 1984, с. 53-61.

52. Percus J.K., Jevik G./J.Phys. Rev. 1958. V. 110. - p.l - 13.

53. Явойский В.И. Газы и включения в стальном слитке. М.: Металлургиз-дат, 1955-245 с.

54. Карпенко Г.В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов. Киев: Наукова Думка, 1976 128 с.

55. Поволоцкий Д.Я., Морозов А.Н. Водород и флокены в стали. М.: металлургия, 1959- 182 с.

56. Дубовой Д.Я. Флокены в стали. М.: Металлургиздат, 1950 327 с.

57. Мороз Л.С., Чечулин Б.Б. Водородная хрупкость металлов. М.: Металлургия, 1967 253 с.

58. Гельд П.В., Рябов Р.А., Кодес Е.С. Водород и несовершенства структуры металла. М.: Металлургия, 1979 219 с.

59. Павлов В.В., Мулько Г.Н., Кулаков В.В. и др. Дегазация флокеночувст-вительной стали путем вакуумной обработки./Сталь, 1987, №1, с. 21-24.

60. Явойский В.И., Явойский А.В. Научные основы современных процессов производства'стали. М: Металлургия, 1987 184 с.

61. Воробьев Н.И., Мокринский А.В., Шабуров Д.В. Флагман российской качественной металлургии в условиях рыночной экономики./Сталь, 2001, №9, с. 56-62.

62. Ефимов В.А. Теоретические основы разливки стали. Изд. АН УССР, Киев, 1960- 180 с.

63. Хорунжий Ю.Г., Ефимов В.А., Черновал В.Т. Исследования кинетики затвердевания и температурных полей в крупном кузнечном слитке методом гидротепловой аналогии. Проблемы стального слитка. Труды III конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с. 56-60.

64. Карножицкий В.Н., Борисов Г.П. Процессы затвердевания и тепловое состояние отливки при различных параметрах формы. Проблемы стального слитка. Труды III конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с. 60-66.

65. Хорунжий Ю.Г., Ефимов В.А. К вопросу определения вертикальной скорости затвердевания крупного кузнечного слитка. Проблемы стального слитка. Труды III конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с.67-70.

66. Акименко А.Д., Сидоров С.П., Скворцов А.А. Исследования тепловых процессов при затвердевании крупных кузнечных слитков. Проблемы стального слитка. Труды IV конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с.214-216.

67. Вихляев В.Б., Ефимов В.А., Ищук Н.Я. Исследование взаимосвязи между скоростью кристаллизации стали и ликвации примесей в слитке. Проблемы стального слитка. Труды IV конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с.217-220.

68. Коновалов B.C., Баптизманский В.И., Горобец В.Г. и др. Исследование поведения водорода в процессе разливки и кристаллизации спокойной стали. Проблемы стального слитка. Труды IV конференции по слитку. М.: Металлургия, 1969, с.221-223.

69. Баптизманский В.И. и др. Разливка стали. Киев Донецк, Вища школа, 1977- 199 с.

70. Ойкс Г.Н., Иоффе Х.М. Производство стали. Расчеты. М.: Металлургия, 1969-520 с.

71. Чалмерс Б. Теория затвердевания. М.: Металлургия, 1962 288 с.

72. Сталеплавильное производство. Справочник. Под. ред. A.M. Самарина. Т. 1. М.: Металлургия, 1964, с. 454-463.

73. Казанцев Е.И., Темник А.В., Куликов И.В. Методика расчета затвердевания слитка. Сталь, 1981, №7, с. 14-16.

74. Китаев Е.М. Анализ процессов затвердевания стальных слитков в изложницах. Известия АН СССР. Металлы. 1977, №6, с. 90-97.

75. Катаргин. А.Ю., Токовой O.K. Практикум по разливке стали. Изд. ЧГТУ, Челябинск, 1994- 102 с.

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

77. Лубяной Д.Я., Федоренко Е.М., Солянин И.Ф. О влиянии газов на фло-кенообоазование. Известия вузов. Черная металлургия, 2001, №4, с. 51-54.

78. Ширга JI. Затвердевание и кристаллизация стальных слитков. М.: Металлургия, 1985-248 с.

79. Смирнов Ю.Д., Строганов А.И., Колосов М.И., Богатенков В.Ф. Увеличение выхода годной стали. Челябинск, 1961 73 с.

80. Поволоцкий Д.Я., Токовой O.K., Марков Б.Л. и др. Массоперенос при порционном вакуумировании стали. Металлы, 1988, №2, с. 26-30.

81. Поволоцкий Д.Я., Токовой O.K., Максутов Р.Ф. и др. Производство осо-бонизкоуглеродистой стали путем продувки аргоном при обработке в порционном вакууматоре. Сталь, 1988, №7, с. 34-36.

82. Вороненко Б.И. Водород и флокены в стали. МиТОМ, 1997, №11, с. 12-18.

83. Kameda J., McManon C.J. Solute segregation and hydrogen-induced inter-granular fracture in an alloy steel. Metal. Transactions, 1983, v. 14A, №5, p. 903- 911.

84. Speich G.R., Spitig W.A. Effect of volume fraction and shape of sulfide inclusions on through-thickness ductility and impact energy of high-strength 4340 plate steels. Metal. Transactions, 1982, v. 13A, №126 p. 2239-2258.

85. Bandyopadhyay N., Kameda J., McMahon C.J. Hydrogen-induced cracking in 4340-type steel: effect of composition, yield strength, and H2 pressure. Metal. Transactions, 1983, v. 14A, №5 p. 881-888.

86. Хворинов Н.И. Кристаллизация и неоднородность стали. М.: Машгиз, 1958.

87. Попова JI.E., Попов А.А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-раствора в сплавах титана: Справочник термиста. М.: Металлургия, 1991- 503 с.

88. Технология термической обработки стали. Под ред. Бернштейна M.JI. М.: Металлургия, 1981-607 с.

89. Кобаско Н.И. Технологические аспекты охлаждения при закалке (обзор). МиТОМ, 1991, №4, с. 2-8.

90. Башнин Ю.А., Паисов И.В., Цурюков В.Н. и др. Термообработка крупных поковок. М.: Металлургия, 1986-424 с.

91. Склюев П.В. Термическая обработка крупных поковок. М.: Металлургия, 1976-68 с.

92. Блантер М.Е. Термическая обработка в машиностроении: Справочник. М.: Машиностроение, 1989-187 с.

93. Термообработка в машиностроении: Справочник. Под ред. Лахтина Ю.М., Рахштадта А.Г. М.: Машиностроение, 1990-132 с.

94. Левитан Л.М., Борисов И.А. Расчет закалочных напряжений на ЭВМ методом конечных разностей. Организация и механизация инженерного и управленческого труда. М.: НИИинформтяжмаш, 1978. 15-78-18, с. 3-5.

95. Морозов Н.П., Юдин 10.В., Адамова Н.А. Моделирование структурных превращений аустенита в непрерывном охлаждении конструкционных сталей. Металловедение и термическая обработка: Межвузовский сборник. Свердловск: изд. УПИ, 1985, с. 33-36.

96. Люты В. Закалочные среды: Справочник. Челябинск: Металлургия, 1990- 198 с.

97. Горюшин В.В. О применении синтетических закалочных сред в промышленности. МиТОМ, 1991, №4, с. 10-14.

98. Боришанский В.М., Жохов К.А. Теплообмен при пузырьковом кипении. Инженерно-физический журнал, 1968, т. XV, №5, с. 809-817.

99. Акименко А.Д. Особенности пленочного кипения при поверхностном водяном охлаждении. Инженерно-физический журнал, 1964, т. VII, №6, с. 31-34.

100. Moriyama Akira. Скорость теплоотдачи от нагретой поверхности стального листа к капле воды. Tetsu to hagane, 1973, 59, №9, с. 1244-1250.

101. Moriyama Akira. Исследование скорости испарения водяной капли на поверхности высоконагретого твердого тела. Tetsu to hagane, 1973, 59, №10, с. 1373-1379.

102. Дорощук В.Е. Кризисы теплообмена при кипении в трубах. М.: Энергия, 1970-168 е., илл.

103. Общие и теоретические вопросы теплоэнергетики: Теплоэнергетика Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Общие и теоретические вопросы теплоэнергетики. Т. 3. М., 1972.

104. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск: Наука 1970-659 е., илл.

105. Петухов Б.С., Ковалев С.А. О критических тепловых нагрузках при ки пении жидкости. Известия вузов. Энергетика, 1963, №4, с. 81-84.

106. Джордан Д.П. Пленочное кипение и кипение в переходном режиме. Ус пехи теплопередачи. М., 1971, с. 68-143.

107. Ивашкевич А.А. Критические тепловые потоки и коэффичиент теплоотдачи при кипении жидкости в каналах в условиях вынужденного движения. Теплоэнергетика, 1961, №10, с.74-78.

108. Ивашкевич А.А. Модель кризиса кипения при вынужденном движении жидкости в каналах. Теплоэнергетика, 1964, №6, с.66-70.

109. Корочкин А.Е. Исследование закономерностей закалочного охлаждения водо-воздушными смесями. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. тех. наук, Новосибирск (Сибирский металлург.институт), 1975-24с.

110. Обзор литературы по теплоотдаче при струйном охлаждении. Черные металлы, 1976, №4, с.26-29.

111. Кадинова А.С., Хейфец Г.Н., Тайц Н.Ю. О характере теплообмена при струйном охлаждении. Инженерно-физический журнал, 1963, №4, с.46-51.

112. Кадинова А.С. Теплотехническое исследование процесса скоростной термической обработки труб нефтяного сортамента. Дис. на соиск. учен, степени канд. тех. наук, Днепропетровск (Днепропетровский металлург. Институт), 1965-196с.

113. Будрин Д.В., Кондратов В.М. Особенности спрейерного метода охлаждения при термообработке. Известия вузов: Черная металлургия, 1964, №11, с. 168-174.

114. Кондратов В.М. Применение ускоренного спрейерного охлаждения при термической обработке хромомарганцевых аустенитных сталей. Дис. на соиск. учен, степени канд. тех. наук. Свердловск (Уральский политехнический институт), 1964-125с.

115. Морозов Н.А. Некоторые особенности охлаждения в водо-воздушной смеси при закалке листовых деталей. В сб.: Центрального НИИ тяжелого машиностроения, 1960, с. 14-17.

116. Эйсмондт Ю.Г. Исследование процессов охлаждения разномассивных деталей при термической обработке. Дис. на соиск. учен, степени канд. тех. наук. Свердловск (Уральский политехнический институт), 1970-148с.

117. Будрин Д.В., Кондратов В.М. Водо-воздушное охлаждение при закалке. МиТОМ, 1965, №6, с.22-25.

118. Будрин Д.В., Суханов E.JL, Кондратов В.М. Применение термозонда призматической формы для определения охлаждающей способности закалочных сред. Известия вузов: Черная металлургия, 1966, №2, с. 134-139.

119. Блантер М.Е., Кулаков Н.А., Сергеичев И.М. и др. Закалка в водо-воздушных смесях. МиТОМ, 1958, №12, с.29-35.

120. Кадинова А.С., Кривиженко В.И. Исследование охлаждающей способности сопел различной конструкции. МиТОМ, 1968, №3, с.26-31.

121. Зимин Н.В., Замятин M.JI. Применение регулируемого душевого охлаждения при закалке сталей. В сб.: Теория и технологические вопросы закалочного охлаждения. М., 1969, с. 175-179.

122. Кобаско Н.И., Констанчук Ю.М. Оценка охлаждающей способности закалочных сред с использованием характеристик процесса кипения. МиТОМ, 1973, №10, с.21-27.

123. Акименко А.Д. Особенности теплоотдачи при струйном и форсуночном охлаждении нагретых поверхностей. МиТОМ, 1964, №12, с. 18-21.

124. Кремнев О.А., Сатановский А.П., Дукненко Н.Т., Бук Г.Н. Теплоотдача в двухфазном потоке. В сб.: Теплофизика и теплотехника. Киев, 1970, вып. 16, с.6-8.

125. Хейфец Г.Н., Кадинова А.С. Регламентированное водовоздушное охлаждение труб при термической обработке. Сталь, 1972, №2, с. 173-177.

126. Мицудзуза М., Фукуда К. Ступенчатое охлаждение стальных изделий. ВИНИТИ, №87801/0-12 е., илл. -Тэцу то хаганэ, 1969, т.55, №14, с.1342-1346.

127. Кривандин В.А., Мастрюков Б.С., Зубов В.В., Птицин А.И. Интегральные степени черноты жаростойких сплавов при нагреве на воздухе. Науч. тр. Московский институт стали и сплавов, 1975, №84, С.66-72.

128. Гладштейн Л.И. Применение душа для закалки низколегированной стали. МиТОМ, 1964, №12, с.2-6.

129. Бравмаг М.Я., Сурин Е.В., Литвинов B.C. Форсунки для равномерного распыления воды на установках непрерывной разливки стали. Сталь, 1960, №5, с.416-419.

130. Эйсмондт Ю.Г., Шустов А.В., Пильщиков Е.Ф. и др. Получение и применение жидкостно-воздушных закалочных сред. МиТОМ, 1980, №11, с.43-45.

131. Эйсмондт Ю.Г., Будрин Д.В., Поляков С.Н. и др. Исследование охлаждающей способности водовоздушной смеси, получаемой в форсунке Ф-1. В сб.: Термическая обработка металлов. Вып.5. М.: Металлургия, 1976, с. 132-134.

132. Антонишин Н.В., Геллер М.А., Желудкевич М.С. Закалка изделий газожидкостным потоком, управляемым микроЭВМ. МиТОМ, 1989, №3, с.7-9.

133. Антонишин Н.В., Булавко А.А., Геллер М.А., Желудкевич М.С. Теплообмен потока диспергированной жидкости с нагретой поверхностью. Тепломасса-обмен в дисперсных системах (секция 5): Материалы Минского Международного форума. Минск, 1988, с.22-25.

134. Геллер М.А., Желудкевич М.С., Кобаско Н.И., Ткачук Т.И., Устьянцев В.В. Моделирование закалочного охлаждения в массах водовоздушным потоком, управляемым микроЭВМ. МиТОМ, 1991, №4, с.36-37.

135. Воробьев Н.И., Антонов В.И., Кузькина Н.Н. и др. Освоение производства крупногабаритных поковок в ОАО «Мечел». Сталь, 2001, №5, с. 15-21.

136. Михайлов Г.Г., Поволоцкий Д.Я. Термодинамика раскисления стали. М.: Металлургия 1993 144с.

137. Вагнер К. Термодинамика сплавов.- М.: Металлургиздат.- 1969.- 248 с.

138. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. Т.1./ Под ред. Бернштейна Л.М.- М.: Металлургиздат.- 1960.- 252 с.

139. Goksen N., Chipman J. Aluminium-oxygen equilibrium in liquid iron // Journal of metals. 1953.-V. 5.-№ 5.-P. 173-178.

140. Buzek Z. Zakladni thermodinamicke udaje о metallurgickych reakciah // Hutnic actuality.- 1979.- 20.- № 1-2.- S. 3-111.

141. Диаграмма температура свободная энергия образования различных соединений из элементов, растворенных в жидкой стали / Итисэ Э.: ВЦП.- № 377765.-12 с. - Суиё кайси.-1971.- Т. 17,- № 5.- С. 212-222.

142. Растворимость азота в жидком железе / Свяжин А.Г., Чурсин Г.М., Вишкарев А.Ф., Явойский В.И. // Изв. АН СССР. Металлы.- 1974.-№ 5.- С. 24-35.

143. Термодинамика взаимодействия хрома и марганца с кислородом в жидком железе / Чернова JI.A. // Вопросы производства и обработки стали: Тема-тич. сб. научи, трудов.- Челябинск: ЧПИ.- 1989.-С. 29-36.

144. Chojesky A., Galewsky G. Odtletanie staly kwasoodpornej titanom // Hutnic.- 1975.-42.-№ 12.- S. 466-470.

145. Взаимодействие хрома с углеродом в металлических расплавах / Танклевская Н.М. // Вопросы производства и обработки стали: Тематич. сб. научи. трудов.-Челябинск: ЧПИ.- 1985.-С. 9-13.

146. Sigworth O.K., Elliott J.F. The Thermodynamics of Liquid Iron Alloys // Metal Science.- 1974.- V.8.- № 9.- P. 31 -41.

147. Olette M. Aspects fondamentaux des processes de de'deoxydation et de-calmage de l'acier // Rapport IRSID RPF 15- 1972.- d'ecembre.- P. 1921-1970.

148. Голанд М.Ф. Разработка и внедрение закалки крупных стальных поковок водовоздушными смесями // Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Москва, 1988. 24 с.

149. Патент России № 2164246. Распределительное коллекторное устройство газожидкостной смеси // Юровский К. А., Юдин Ю.В. и др. Опубл 2001.03.20

150. Эйсмондт Ю.Г., Шустов А. В. Расчетно-экспериментальный метод раз работки рациональных режимов охлаждения при термической обработке // Ми ТОМ. 1983. № И. С. 6-9.

151. Коздоба Л. А. , Круковский П.Г. Методы решения обратных задач тепло-переноса. Киев: Наукова думка, 1982. 358 с.

152. Проблема оптимизации закалки прокатных валков и методы ее решения / Н.А. Адамова, Ю.Н. Андреев, Ю.В. Юдин и др. // Металловедение и термическая обработка, 1990, N 9, с. 19-23

153. Юдин Ю.В. Применение водовоздушного охлаждения для закалки крупных деталей // Пластическая, термическая и термомеханическая обработка современных металлических материалов. С-Петербург, 1999, с. 26-27.

154. Патент России № 2178004. Способ термообработки крупногабаритных цилиндрических изделий.// Закиров Р.А., Воробьев Н.И. и др. Бюлл. 2002, №1.

155. Патент России № 2176274. Установка водовоздушной закалки крупногабаритных поковок// Закиров Р.А., Воробьев Н.И. и др. Бюлл. 2001, №33.

156. Юдин Ю.В., Пышминцев И., Эйсмондт Ю.Г., Воробьев Н.И. и др. Термоупрочнение поковок // Национальная металлургия, 2002, №2, с. 59-63.

157. Расчет массы поковка и слитка.

158. Масса поковки диаметром 600 мм и длиной 6000 мм. С учетоммеханической обработки принимаем размеры поковки: dn = 0,61м; 1п = 6,2 мл-dl 314-0 612тппк=-— • / • р = —————. 6 2 7800 = 14125 кг4 4

159. Масса слитка с учетом головной обрези (15%), донной обрези (2%), угара металла при нагреве (1%) и потери металла при ковке (1%)1,02-14125т" = | 2 + j 5 + 2 = кг100

160. Принимаем массу слитка 17,5 т. Масса тела слиткат =10014125 + ^-^-17500 10017263,5 КГ1. Объем слитка17263^ ,7100v