|
4-2015 |
|
|
ПРОЦЕССЫ ЛИТЬЯ № 4 (112), июль-август, 2015 г. |
ПОЛУЧЕНИЕ И ОБРАБОТКА РАСПЛАВОВ |
Ященко А. В.
Моделирование процесса циркуляционного фильтрования алюминиевого расплава в магнитодинамической установке
|
ЗАТВЕРДЕВАНИЕ РАСПЛАВОВ |
Тыднюк В. З., Шинский О. И., Кравченко В. П.
Кристаллизация и затвердевание отливок в температурном поле гиперболического типа
|
НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ |
Смирнов А. Н., Максаев Е. Н., Куберский С. В., Ефимова В. Г.
Влияния неметаллических включений на подвисание и прорыв оболочки непрерывного слитка в кристаллизаторе МНЛЗ
Фикссен В. Н.
Перспективы расширения области применения магнитодинамических установок в литейных технологиях
|
ПРОБЛЕМЫ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ |
Кеуш Д. В.
Закономерности образования связующих из ортофосфорной кислоты и огнеупорных наполнителей
|
НОВЫЕ ЛИТЫЕ МАТЕРИАЛЫ |
Дубоделов В. И., Середенко В. А., Середенко Е. В., Паренюк А. А.
Влияние движения расплава на диспергирование добавки в объёме металла на начальном этапе сплавления компонентов монотектической системы
Затуловский А. С., Лакеев В. А., Каранда Е. А, Щерецкий В. А.
Рациональные технологии литья экономноармированных алюмоматричных композиционных заготовок
Малявин А. Г., Кузьменко А. А.
Изучение процесса получения фторфлогопитового расплава в электродуговых плавильных печах.
|
ГИДРОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ЛИТЬЯ |
Ноговицын А. В., Баранов И. Р., Назаренко В. А., Машкин А. М.
Физическое моделирование течения расплава при валковой разливке
|
Хроника. Информация. |
Памяти Большакова Вадима Ивановича
|
ПОЛУЧЕНИЕ И ОБРАБОТКА РАСПЛАВОВ
уДк669.715:62-229.31;
А. В. Ященко
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО РАСПЛАВА В МАГНИТОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ
Рассмотрен процесс циркуляционного фильтрования алюминиевого расплава в магнитодинамической установке и механизмы удержания неметаллических включений пенокерамическим фильтром. Разработана и опробована компьютерная модель данного процесса, с помощью которой произведена оценка эффективности циркуляционного фильтрования. Расчёт показал, что процесс циркуляционного фильтрования алюминиевого расплава в
магнитодинамической установке позволит удалить 99 % неметаллических включений независимо от их начального содержания в расплаве. Расчётное время обработки не превышает реальную продолжительность комплексного процесса рафинирования, включающего продувку аргоном и фильтрование, во время которого осуществляется исследуемый процесс.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, фильтрование, рафинирование, циркуляция, магнитодинамическая установка, алюминиевый расплав, пенокерамический фильтр.
Розглянуто процес циркуляційного фільтрування алюмінієвого розплаву в магнітодинамічній установці та механізми утримання неметалевих включень пінокерамічним фільтром. Розроблено та використано комп’ютерну модель цього процесу, за допомогою якої проведено оцінку ефективності циркуляційного фільтрування. Розрахунок показав, що процес циркуляційного
фільтрування алюмінієвого розплаву в магнітодинамічній установці дозволить видалити 99 % неметалевих включень незалежно від їх початкового вмісту в розплаві. Розрахунковий час об- Розрахунковий час обробки не перевищує реальної тривалості комплексного процесу рафінування, який включає продувку аргоном та фільтрування, під час якого проводять досліджуваний процес.
Ключові слова: комп’ютерне моделювання, фільтрування, рафінування, циркуляція, магнітодинамічна установка, алюмінієвий розплав, пінокерамічний фільтр.
The process of molten aluminum circulation filtration in a magnetodynamic unit and the mechanisms of non-metallic inclusions retaining by ceramic foam filters are considered. The computer model
of this process is developed and the estimation of circulation filtration efficiency is made by its use. The calculation showed that molten aluminum circulation filtration in magnetidynamic unit allows
removing 99% of non-metallic inclusion regardless of their initial content in the melt. The estimated time of processing doesn’t exceed the real duration of complex refining, including argon blow and
filtration.
Keywords:computer modeling, filtration, refining, circulation, magnetodynamic installation, aluminum melt, ceramic foam filter.
ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СПЛАВОВ
УДК 621.745.5
В. З. Тыднюк, О. И. Шинский, В. П. Кравченко
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И ЗАТВЕРДЕВАНИЕ ОТЛИВОК В ТЕМПЕРАТУРНОМ ПОЛЕ ГИПЕРБОЛИЧЕСКОГО ТИПА
Показано, что при учёте как решёточной теплопередачи, так и теплопереноса с участием фононного и электромагнитного теплового излучения, температурное поле в твёрдых и жидких телах будет гиперболическим. Решения гиперболического уравнения теплопроводности более точно описывают процессы теплопередачи, кристаллизации и охлаждения в отливках. Получено аналитическое решение одномерной и плоской общих краевых задач гиперболического уравнения теплопроводности в рамках теории Максвелла-Каттанео-Лыкова при формулировке обобщённого закона Фурье с помощью системы из двух уравнений.
С точки зрения концепции температурных волн определяются некоторые механизмы влияния вибрации на процесс кристаллизации металлов и сплавов.
Ключевые слова: обобщённый закон Фурье, температурные волны, фононная компонента теплопередачи, затухающие стоячие волны, параметрический резонанс, влияние вибрации на кристаллизацию металлов и сплавов.
Показано, що при урахуванні теплопередачі як за допомогою механічного теплового руху, так і теплопереносу за участі фононного та електромагнітного теплового випромінювання, температурне поле у твердих та рідких тілах визначається гіперболічним рівнянням теплопровідності. Рішення такого рівняння більш достеменно описують процеси теплопередачі,
кристалізації та охолодження у виливках. Отримано аналітичні розв’язки гіперболічного рівняння теплопровідності у межах теорії Максвелла-Каттанео-Ликова при формулюванні узагальненого закону Фур’є за допомогою системи двох рівнянь. З точки зору концепції температурних хвиль визначаються деякі механізми впливу вібрацій на процеси кристалізації
металів та сплавів.
Ключові слова: узагальнений закон Фур’є, температурні хвилі, фононна компонента теплопередачі, затухаючі стоячі хвилі, параметричний резонанс, вплив вібрації на кристалізацію металів і сплавів.
It is shown that taking into account both the lattice heat transfer and heat transfer involving a phonon and electromagnetic thermal radiation, temperature field in solids and liquids is hyperbolic. Solution of the hyperbolic heat equation more accurately describes the processes of heat transfer, crystallization and solidification of castings. The analytical solution of one-dimensional and flat general
boundary value problems of hyperbolic heat equation in the theory of Maxwell-Cattaneo-Lykov in the formulation of the generalized Fourier law through a system of two equations is oltained. From the point of view of the concept of temperature waves some mechanisms of influence of vibration on the crystallization of metals and alloyswere were idenbified.
Keywords: generalized Fourier law, thermal wave, phonon component of heat transfer, damped standing waves, parametric resonance, vibration effect on the crystallization of metals and alloys
НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ
УДК621.746.5.047 № 5-2015
А. Н. Смирнов, Е. Н. Максаев*, С. В. Куберский**,
В. Г. Ефимова***
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
*ПАО «Алчевский металлургический комбинат», Алчевск
**Донбасский государственный технический университет, Алчевск
***Национальный технический университет Украины «КПИ», Киев
ВЛИЯНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ
НА ПОДВИСАНИЕ И ПРОРЫВ ОБОЛОЧКИ НЕПРЕРЫВНОГО СЛИТКА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ МНЛЗ
Проведён анализ влияния неметаллических включений на дефектообразование и прорывы формирующейся оболочки непрерывнолитой заготовки. Представлены основные схемы перемещения и внедрения неметаллических включений в металле и шлаке на этапе формиро-
вания оболочки непрерывнолитой заготовки в кристаллизаторе. Предложены рекомендации для повышения чистоты разливаемой стали, снижения дефектообразования и вероятности образования прорывов, а также повышения выхода годной стали.
Ключевые слова: непрерывная разливка, сталь, включения, дефекты, формирующаяся оболочка, подвисание, прорыв, кристаллизатор.
Проведено аналіз впливу неметалевих включень на дефектоутворення і прориви оболонки безперервнолитої заготовки в кристалізаторі. Представлено основні схеми переміщення і занурення неметалевих включень в металі і шлаці на етапі формування оболонки безперервнолитої заготовки в кристалізаторі. Запропоновано рекомендації для підвищення чистоти сталі, що розливається, зниження ймовірності утворення дефектів і проривів, а також підвищення виходу придатної сталі.
Ключові слова: безперервне розливання, сталь, включення, дефекти, оболонка, що формується, підвисання, прорив, кристалізатор.
The influence of non-metallic inclusions in the formation of defects and breakthroughs shell continuous casting. Schemes movement of nonmetallic inclusions in the metal and slag at the stage of the shell mold in continuous casting. Recommendations for improving the purity of steel and reduce defects and preventing breakouts.
keywords:continuous casting of steel, inclusions, defects, being formed shell, moment of suspension, with the breakthrough, mold.
УДК 621.74 : 621.313 : 658.382 : 538.4
В. Н. Фикссен
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины,Киев
П Е Р С П Е К Т И ВЫ РАСШИРЕНИЯ ОБЛАСТИ ПРИМЕН Е Н И Я МАГНИТОДИНАМИЧЕСКИХ УСТАНОВОК В ЛИТЕЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
Предложен новый принцип формирования рабочей зоны в магнитодинамических установках и соответствующая конструкция устройства. Благодаря равномерности распределения плотности тока по высоте рабочей зоны и увеличению расстояния, на котором в ней суммируются
электромагнитные силы, становится возможным повышение электромагнитного давления, предположительно, не менее чем до 50 кПа. Этим создаются предпосылки для значительного расширения области применения магнитодинамических установок в литейных технологиях, особенно в литье под электромагнитным давлением.
ключевые слова: магнитодинамическая установка, рабочая зона, плотность тока, электромагнитная сила, электромагнитное давление, гидравлический напор, П-образный канал, литьё под электромагнитным давлением, дозирование.
Запропоновано новий принцип формування робочої зони в магнітодинамічних установках і відповідну конструкцію пристрою. Завдяки рівномірності розподілу щільності струму по висоті робочої зони і збільшенню відстані, на якій в ній підсумовуються електромагнітні сили,
стає можливим підвищення електромагнітного тиску, приблизно, не менше ніж 50 кПа. Цим створюються передумови розширення області застосування магнітодинамічних установок в ливарних технологіях, особливо в литті під електромагнітним тиском.
Ключові слова: магнітодинамічна установка, робоча зона, щільність струму, електромагнітна сила, електроманітний тиск гідравлічний напір, П-подібний канал, лиття під електромагнітним тиском, дозування.
New principle of forming of a working zone in magnetodynamic devices and corresponding construction of the device are offered. Due to uniform distribution of a current density on the height of working zone and increasing of a distance, where electromagnetic forces are summarized, the increasing of electromagnetic pressure supposedly no less than 50kPa becomes possible. Due to that, pre-conditions for considerable expansion of application of magnetodynamic devices in casting technologies, especially in electromagnetic low-pressure casting are created.
Keywords: magnetodynamic device, working zone, current density, electromagnetic force, electromagnetic pressure, hydraulic pressure, П-like channel, electromagnetic low-pressure casting, dosage.
ПРОБЛЕМЫ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ
УдК621.742
Д. В. Кеуш
Национальный технический университет Украины «КПИ», Киев
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ СВЯЗУЮЩИХ ИЗ ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ОГНЕУПОРНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ
Проанализированы общие закономерности взаимодействия ортофосфорной кислоты с различными огнеупорными материалами. Установлена возможность образования связующих из этой кислоты с различными наполнителями стержневых смесей, такими как: кварц, циркон и алюмосиликаты. С использованием методов планирования экспериментов и математической оптимизации установлен состав смеси на основе кварцевого наполнителя, который имеет высокие физико-механические свойства. Разработанная смесь пригодна как формовочная или стержневая для стального литья и позволяет получать отливки без пригара и поверхностных дефектов.
Ключевые слова: наполнитель, ортофосфорная кислота, пирофиллит, пирофосфат кремния, пылевидный кварц, связующее, стержневая смесь, циркон.
Проаналізовано загальні закономірності взаємодії ортофосфорної кислоти з різними вогнетривкими матеріалами. Встановлено можливість утворення зв’язувальних компонентів з цієї кислоти із різними наповнювачами стрижневих сумішей, такими як: кварц, циркон та алюмосилікати. З використанням методів планування експериментів та математичної
оптимізації встановлено склад суміші на основі кварцового наповнювача, яка має найвищі фізико-механічні властивості. Розроблена суміш є придатною як формувальна або стрижнева для сталевого литва і дозволяє отримувати виливки без пригару та поверхневих дефектів.
Ключові слова:наповнювач, ортофосфорна кислота, пірофіліт, пірофосфат кремнію, пилоподібний кварц, зв’язувальний компонент, стрижнева суміш, циркон.
The common patterns of interaction between phosphoric acid and various refractory materials were analyzed. The possibility of the formation u binders of this acid with various fillers core mixtures – such as quartz, zircon and aluminium silicates was installed.Using the methods of planning experiments and mathematical optimization was installed the composition of the mixture based on silica filler which has the highest physical and mechanical properties.Designed mixture is suitable as a molding or core one for steel casting and allows produce castings without burnt and surface defects.
Keywords: binder, core mixture, filler, phosphoric acid, pulverized quartz pyrophyllite, silica pyrophosphate, zircon
НОВЫЕ ЛИТЫЕ МАТЕРИАЛЫ
669.017.12/15
В. И. Дубоделов, В. А. Середенко, Е. В. Середенко,А. А. Паренюк
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
ВЛИЯНИЕ ДВИЖЕНИЯ РАСПЛАВА НА ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ДОБАВКИ В ОБЪЁМЕ МЕТАЛЛА НА НАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ СПЛАВЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ МОНОТЕКТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
На низкотемпературном сплаве монотектической системы Bi-Zn, в которой каждый из элементов существенно отличается температурой плавления и вязкостью, исследованы особенности процессов взаимодействия объёма добавки (цинк) и основы расплава (висму) на начальном этапе их сплавления при различных интенсивностях перемешивания (Re ~ 1-1000). Полученные результаты могут быть использованы при выплавке промышленных сплавов. Ускорение процесса сплавления возможно за счёт адресного воздействия на добавку и примыкающий к ней слой основы сплава электромагнитным полем в частности.
Ключевые слова: расплав, монотектическая система, зона несмешиваемости, компоненты, начало сплавления, температура плавления, вязкость, перемешивание
На низькотемпературному сплаві системи Bi-Zn, в якій кожен із елементів суттєво відрізняється температурою плавлення і в’язкістю, досліджено особливості процесів взаємодії об’єму добавки (цинк) і основи розплаву (вісмут) на початковому етапі їх сплавлення при різній інтенсивності перемішування (Re ~ 1-1000). Отримані результати можуть бути використані при виплавці промислових сплавів. Прискорення процесу сплавлення можливо за рахунок адресної дії на добавку і прилеглий до неї шар основи сплаву, електромагнітним полем у тому числі
Ключові слова:розплав, монотектична система, зона незмішування, компоненти, початок сплавлення, температура плавлення, в’язкість, перемішування.
On lower temperature alloy Bi-Zn, which differ from melting temperatures and viscosities, peculiarities of interaction between addition’s (Zn) volume and matrix’s one (Bi) were investigated at
beginning stage of there smelting in differ mixing intensities (Re ~ 1-1000). Results can to be used for melting of industrial alloys. Acceleration of smelting process is possible by address action, in
particular, electromagnetic field on an addition and applied to it a melt lamina.
Keywords: melt, monotectic system, immiscbility gap, components, beginning smelting, melting temperature, viscosity, mixing
УДК 621.74.074:743.45
А. С. Затуловский, В. А. Лакеев, Е. А. Каранда, В. А. Щерецкий
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
РАЦИОНАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ ЭКОНОМНОАРМИРОВАННЫХ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ
КОМПОЗИЦИОННЫХ ЗАГОТОВОК «ПЛАШКА»
Рассмотрены некоторые литейные технологии получения композитов на основе алюминиевых сплавов. Установлено, что применение металлических и неметаллических отходов в качестве армирующих элементов позволяет повысить износостойкость базового антифрикционного алюминиевого сплава Ак12М2МгН и срок службы деталей без существенного повышения стоимости материала.
Ключевые слова: алюмоматричные КМ, литейные технологии, армирующие элементы, использование отходов, износостойкость.
Розглянуто деякі ливарні технології отримання композитів на основі алюмінієвих сплавів. Встановлено, що застосування металевих і неметалевих відходів як армуючих елементів дозволяє підвищити зносостійкість базового антифрикційного алюмінієвого сплаву Ак12М2МгН і термін служби деталей без істотного підвищення вартості матеріалу.
Ключові слова: алюмоматричні КМ, ливарні технології, армуючі елементи, використання відходів, опір до зношування.
Some casting technologies of production of the composites based on aluminum are considered. Establiehed that use of metal and non-metal waste as the reinforcing elements can improve wear resistance of the aluminum antifriction alloy Ak12M2MгН and goods without a significant increase in cost of the material.
Keywords: aluminum matrix composite (CCM), casting technologies of production, the reinforcing elements, using waste, wear resistance.
УДК 621.365:669.19:66.046.5
А. Г. Малявин, А. А. Кузьменко
Физико-технологичекий институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ
ФТОРФЛОГОПИТОВОГО РАСПЛАВА В ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ
Исследован процесс получения фторфлогопитового расплава в электродуговых плавильных печах. Опредёлен оптимальный температурный интервал приготовления расплава. Изучены влияние температурного режима и длительности плавки на структуру фторфлогопитового материала, а также вопрос утилизации отходов фторфлогопитового литья.
Ключевые слова: плавка, фторфлогопитовый расплав, электропечь, графитовая футеровка, электрический режим, структура, фазовый состав
Досліджено процес одержання фторфлогопітового розплаву в електродугових плавильних печах. Визначено оптимальний температурний інтервал приготування розплаву. Вивчені вплив температурного режиму і тривалість плавки на структуру фторфлогопітового матеріалу,
а також питання утилізації відходів фторфлогопітового лиття.
Ключові слова: плавка, фторфлогопітовий розплав, електропіч, графітове футерування,
електричний режим, структура, фазовий склад.
The process of obtaining fluorine-phlogopite melt in electric melting furnaces was investigated. The optimal temperature range for the preparation of the melt was determined. it was studied the
effect of temperature and duration of melting on the structure fluorine-plogopite material and waste disposal issue of fluorine-phlogopite casting.
Keywords: melting, melt fluor-phlogopite, electric furnace, graphite lining, electric mode, structure, phase composition.
ГИДРОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ЛИТЬЯ
УДК УДК621.771.23.669.71
А. В. Ноговицын, И. Р. Баранов, В. А. Назаренко*,
А. М. Машкин
*Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
Институт материаловедения НАН Украины, Киев
ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ РАСПЛАВА ПРИ ВАЛКОВОЙ РАЗЛИВКЕ
Проведены исследования по изучению поля скоростей модельной жидкости в межвалковом пространстве двухвалковой установки с вертикальной подачей жидкости.
Ключевые слова:валковая разливка-прокатка, межвалковое пространство, гидродинамика течения расплава, поле скоростей жидкости, гидродинамическая модель.
валковая разливка-прокатка, межвалковое пространство, гидродинамика
течения расплава, поле скоростей жидкости, гидродинамическая модель.
Ключові слова: валкова розливка-прокатка, міжвалковий простір, гідродинаміка течії роз- прокатка, міжвалковий простір, гідродинаміка течії роз- простір, гідродинаміка течії розплаву, поле швидкостей рідини, гідродинамічна модель.
It was, conducted studies on the distribution of the velocity field of the fluid in the roll model the space of a vertical twin roll feed liquid.
Keywords: roller casting-rolling, the roll space, hydrodynamics of the melt flow, the velocity field of the fluid, hydrodynamic model
|
|
|
|