Проектирование электротехнических устройств Курс лекций по электротехнике Курс лекций по теории электрических цепей Курс лекций по информатике

Проектирование и моделирование электротехнических устройств

Процесс литья полосы

 В конце 80-х годов XX века из многообразия способов литья полосы для проведения дальнейших исследований были выбраны два: способ подачи расплава на поверхность вращающегося валка (одно-валковая схема) и способ литья в зазор между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу (двух валковая технология). Основным аргументом в пользу одновалкового литья полосы был накопленный практический опыт, полученный в ходе развития производства стальной полосы с аморфной и микрокристаллической структурой. Однако асимметричная кристаллическая структура и трудность контроля качества свободной поверхности литой полосы в рамках одновалковой схемы способствовали прекращению исследований по данной методике и сосредоточению главных усилий на двухвалковой технологии, дополнительным преимуществом которой является более высокая производительность [85]. Производительность установки для литья полосы составляет 0,5 млн. т/год [73]. Основные характеристики различных литейных агрегатов приведены в табл. 5.

 Типичная схема двухвалковой литейной установки показана на рис. 7. Расплавленный металл через керамическое сопло подается в зазор между валками, вращающимися навстречу друг другу. Для формирования ванны расплава в межвалковом пространстве используются боковые ограничители. При вращении валков происходит затвердевание слоев металла на их поверхностях и формирование полосы при выходе из межвалкового зазора.

Таблица №12

Параметры установок непрерывного литья полосы

Диаметр вал-

Страна

Фирма

Масса плавки, т

Скорость литья, м/мин

ков, мм (ма­териал по­верхности

Толщина, мм

Ширина, мм

Масса рулона, т

Марка стали

валков)

Германия Eurostrip

90

60-100

1500

2-3;

1100-1450

90;

Коррозионностойкая

1,5-4,5

3x30

Италия

60

40-100

800/1500

2-3

1130-1350

20

Коррозионностойкая,

(Си)

углеродистая,

специальная

США Nucor-BHP-IHI

110

80

500

1-2

1345-2000

25

Углеродистая

Франция Myosotis

92

20-80

1500

2-4

865-1350

15

Коррозионностойкая,

(Cu+Ni

углеродистая,'

специальная

Австралия BHP-IHI

60

80,

500 (Си)

0,9-2,0

1345,

25

Углеродистая

максима-

максима-

льная 150

льная 2000

Япония NSC/MHI

60

20-130

1200

1,6-5

778/1330

27

Коррозионностойкая

(Cu+Ni)

Kawasaki

3

60-420

550/800

0,2-0,8

500

0,5

Коррозионностойкая,

(Си)

специальная

Pacific Metals

10

50

1200

2,5

1100

10

Коррозионностойкая

Hitachi Zosen

(Сталь)

Франция IRSID

0,3/8

15-90

660

1-2

200 / 800

1,5

Углеродистая,

(углеродистая

специальная

сталь, Си,

Cu+Ni, Cr-Zr)

Германия ZFW

0,25

90-480

350/500

0,6-3

30-800

Коррозионностойкая,

(Сталь, Си)

специальная

Ахенский

0,18

6-60

580(Си)

0,5-3

150-300

0.18

Углеродистая,

технологические

1

коррозионностойкая,

институт (RWTH

специальная

Институт

0,07

5-25

330

0,5-3

120

0,07

Углеродистая,

Макса Планка

(Сталь)

специальная

Корея (Южная) Posco RIST/Davy

5/10

50/135

750/1250,

1,8-5,0

350/1300

1,8/10

Коррозионностойкая,

1300

специальная

(Cu+Ni, сталь)

Великобритания British Steel

2-5

8-36

750 (Сталь)

1-5,5

74/500/750

3

Коррозионностойкая,

специальная

Россия ВНИИМетмаш

120-360

340

0,1-0,5

150/300

0,05

Специальная

(Си-1 % Сг)

Тайвань ITRI

12-24

400

2

300

Коррозионностойкая

(Си-1 % Сг)

  В процессе разливки к валкам прикладывается определенное усилие сжатия, без которого металл может вытечь в межвалковый зазор [57, 114]. При больших значениях усилия (как в процессе горячей прокатки) металл деформируется и наблюдается процесс опережения полосы [71, 115]. При литье полосы температурный градиент по ее ширине меньше, чем при горячей прокатке. Это находит выражение в

Рис.111 Влияние скорости литья на производительность установки

более высокой деформации при литье полосы по сравнению с горячей прокаткой [116]. Скорость деформации в направлении литья зависит от многих переменных величин [ 102] и может быть больше в обратном направлении, чем в прямом [117].

 Чрезмерное усилие вызывает избыточную деформацию полосы и является нежелательным, поскольку оно способствует ликвации легкоплавких элементов, которые кристаллизуются в последнюю очередь 171, 105]. Усилие, приложенное к валкам, выдавливает легкоплавкий расплав.

  Температура жидкого металла перед разливкой поддерживается на минимально возможном уровне с целью повышения производительности установки [70] и снижения вероятности образования тре-Щин [118]. Контроль температуры расплава перед литьем оказывает положительное влияние на качество литой полосы, поскольку наблюдается уменьшение сегрегации и внутренних напряжений в полосе [119].

 Производительность литейной установки зависит от скорости литья и толщины непрерыв-нолитой полосы. Анализ работы промышленных литейных установок представлен на рис. 8 в виде регрессионной зависимости между производительностью и скоростью литья.

Разброс данных по отношению к усредненной прямой может быть объяснен разницей диаметров валков, видов покрытий поверхности и микротопографическими особенностями поверхности валков (см. табл. 5).

 Увеличение диаметра валков обусловливает больший объем расплава металла, большую способность к абсорбции тепла и увеличение производительности установки [88]. Кроме того, увеличение диаметра валков обеспечивает расширение зоны деформации и создание условий для более стабильного процесса литья [102]. Однако при увеличении диаметра валков возникают трудности при проектировании керамических сопел для подачи расплава и требуются дорогостоящие керамические боковые ограничители большего размера. Анализ конструкции промышленных литейных установок показывает, что пока нет единого мнения об оптимальном диаметре валков. Так, фирма Castrip использует валки диаметром 0,5 м, фирма Nippon — 1,2 м, а фирма Eurostrip — 1,5 м.

 В настоящее время анализ материала и микротопографии поверхности валков на промышленных литейных агрегатах невозможен, поскольку эти характеристики относятся к коммерчески охраняемым данным, связанным не только с производительностью литейных установок, но и с общим качеством получаемой литой полосы. Доступная информация по этой теме, опубликованная в печати как результат фундаментальных или общих исследований, представлена далее.

 Керамические боковые ограничители являются одними из самых дорогих компонентов установки; их цена и стойкость определяют ее рентабельность [121]. Ограничитель должен плотно прилегать к торцам валков, быть износостойким, выдерживать большие перепады температур между холодным валком и расплавом. Таким требованиям удовлетворяют керамические материалы на основе нитрида бора (BN) [122, 123].

Стенд подъемно-поворотный

Идея многодвигательного привода Многодвигательные приводы появились как ответ на потребность в высоконадежных и компактных приводах, предназначенных для передачи больших крутящих моментов. Реализация идеи многодвигательных приводов стала возможной, когда заводы тяжелого машиностроения оснастились точными, крупногабаритными высокопроизводительными расточными станками, т.к. увеличение объема расточных работ стало платой за новое качество приводов.

 Рама должна быть достаточно жесткой, держать размеры в температуре и влажности зоны вторичного охлаждения (ВО). Отдельно надо рассмотреть вопрос целесообразности внутреннего охлаждения рамы. Аргументы «против» — значительно усложнится конструкция. Появляются специальные обязанности у обслуживающего персонала, который должен следить за протоком воды и ее чистотой. Очевидной необходимости нет, т. к. рама омывается большим количеством воды, подаваемый через форсунки и отскакивающей от поверхности заготовки, еще не успев нагреться. Аргументы «за» — возможность эксплуатировать оборудование (вести разливку) при очень низких расходах воды на охлаждение  («сухое» охлаждение).

Решая задачу, будем идти путем от целесообразных (оптимальных) конструктивных и проектных решений и посмотрим, какой уровень производства можем получить. В качестве готовой продукции примем два вида изделия

Задача В существующем производстве, на заводе тяжелого машиностроения, находится более 30 лет в эксплуатации ковочный гидравлический пресс усилием 6000 т. Произошла поломка колонны пресс и подвижной траверсы. Восстановить пресс с привлечением других заводов возможным не представляется в силу произошедших структурных изменений в экономике России.


На главную