Дослідження умов утворення усадкової раковини в нижній шийці прокатних валків виконання СПХН-60
Loading...
Files
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: В роботі досліджена можливість попередження виникнення усадкових раковин закритого типу в нижніх шийках чавунних прокатних валків виконання СПХН-60 за рахунок зміни теплофізичних та розмірних параметрів елементів комбінованої ливарної форми, яку на сьогодні використовують в ливарних цехах. Дослідження виконано за результатами термографування реальних валків виконання СПХН-60, адаптування отриманих даних та комп’ютерного моделювання процесу затвердіння чавунних валків в комбінованій кокільно-піщаній формі, а також вперше розробленого параметричного критерію послідовного затвердіння в системі нижня шийка валку та його бочки. Встановлено закономірності комплексного впливу діаметрів бочки і нижніх шийок валків, розмірів і теплофізичних параметрів матеріалів комбінованої форми на послідовність затвердіння даних елементів виливка. Отримані дані свідчать про те, що підвищення рівня теплофізичних властивостей формувальної суміші для нижньої шийки валка в межах використання відомих на сьогодні вогнетривких неметалевих матеріалів не дозволяє попередити виникнення усадкової раковини в нижній шийці валків виконання СПХН-60. Підвищення рівня теплоакумулюючої здатності формувальної суміші для нижньої шийки валка до 10000 Вт с0,5/(м²град) дозволить попередити виникнення усадкової раковини в нижній шийці валків виконання СПХН-60, але не є доцільним у зв'язку з появою шару вибіленого чавуну в нижній шийці, що неприпустимо для будь-якого прокатного валку. Для вирішення даної задачі рекомендовано для валків виконання СПХН-60 використовувати екранування валкової комбінованої форми в певний момент часу затвердіння розплаву в бочці. Мета роботи – дослідити можливість попередження виникнення усадкових раковин закритого типу в нижніх шийках прокатних валків за рахунок змін теплофізичних параметрів їх формувальних сумішей. Методика. В роботі використано метод термографування та комп'ютерного моделювання за програмою LVMFlow. Наукова новизна. Вперше встановлено закономірності комплексного впливу теплофізичних та розмірних параметрів елементів комбінованої ливарної форми на виникнення усадкової раковини в нижньої шийки прокатних валків виконання СПХН-60. Практична значущість. Використання результатів досліджень дозволить скоротити час та витрати на технологічні зміни виготовлення прокатних валків виконання СПХН-60 з метою попередження виникнення в їх нижніх шийках усадкових раковин шляхом зміни використуємих формувальних матеріалів та розмірів конструктивних елементів комбінованої ливарної форми.
ENG: The paper investigates the possibility of preventing the occurrence of closed-type shrinkage shells in the lower necks of СПХН-60 iron rolling rolls by changing the thermophysical and dimensional parameters of the elements of the combined foundry mold, which is currently used in foundries. The research was carried out based on the results of thermography of real rolls of СПХН-60, adaptation of the obtained data and computer modeling of the process of hardening of cast iron rolls in the combined casting-sand mold, as well as the first developed parametric criterion of sequential hardening in the system of the lower neck of the roll and its barrel. The regularities of the complex influence of the diameters of the barrel and the lower necks of the rol ls, the sizes and thermophysical parameters of the materials of the combined form on the sequence of solidification of these casting elements have been established. The obtained data indicate that increasing the level of thermophysical properties of the molding mixture for the lower neck of the roll within the limits of the use of currently known refractory non-metallic materials does not prevent the occurrence of a shrinkage shell in the lower neck of the rolls of СПХН-60 execution. Increasing the level of the heat-accumulating capacity of the forming mixture for the lower neck of the roll to 10000 Ws0,5/(m² С) will prevent the occurrence of a shrinkage shell in the lower neck of the rolls of СПХН-60 performance, but it is not expedient due to the appearance of a layer of bleached iron in the lower neck, which is unacceptable for any rolling mill. To solve this problem, it is recommended for СПХН-60 rolls to use shielding of the roll combined form at a certain moment of solidification of the melt in the barrel. Рurposeof the work is to investigate the possibility of preventing the occurrence of closed-type shrinkage shells in the lower necks of rolling rolls due to changes in the thermophysical parameters of their forming mixtures. Methodology.The work uses the method of thermography and computer modeling using the LVMFlow program. Originality.For the first time, the regularities of the complex influence of thermophysical and dimensional parameters of the elements of the combined foundry mold on the occurrence of a shrinkage shell in the lower neck of the СПХН-60 rolling rolls were established. Practical value.The use of the research results will allow to reduce the time and costs for technological changes in the production of СПХН-60 rolling rolls in order to prevent the occurrence of shrinkage shells in their lower necks by changing the used forming materials and the dimensions of the structural elements of the combined foundry mold.
ENG: The paper investigates the possibility of preventing the occurrence of closed-type shrinkage shells in the lower necks of СПХН-60 iron rolling rolls by changing the thermophysical and dimensional parameters of the elements of the combined foundry mold, which is currently used in foundries. The research was carried out based on the results of thermography of real rolls of СПХН-60, adaptation of the obtained data and computer modeling of the process of hardening of cast iron rolls in the combined casting-sand mold, as well as the first developed parametric criterion of sequential hardening in the system of the lower neck of the roll and its barrel. The regularities of the complex influence of the diameters of the barrel and the lower necks of the rol ls, the sizes and thermophysical parameters of the materials of the combined form on the sequence of solidification of these casting elements have been established. The obtained data indicate that increasing the level of thermophysical properties of the molding mixture for the lower neck of the roll within the limits of the use of currently known refractory non-metallic materials does not prevent the occurrence of a shrinkage shell in the lower neck of the rolls of СПХН-60 execution. Increasing the level of the heat-accumulating capacity of the forming mixture for the lower neck of the roll to 10000 Ws0,5/(m² С) will prevent the occurrence of a shrinkage shell in the lower neck of the rolls of СПХН-60 performance, but it is not expedient due to the appearance of a layer of bleached iron in the lower neck, which is unacceptable for any rolling mill. To solve this problem, it is recommended for СПХН-60 rolls to use shielding of the roll combined form at a certain moment of solidification of the melt in the barrel. Рurposeof the work is to investigate the possibility of preventing the occurrence of closed-type shrinkage shells in the lower necks of rolling rolls due to changes in the thermophysical parameters of their forming mixtures. Methodology.The work uses the method of thermography and computer modeling using the LVMFlow program. Originality.For the first time, the regularities of the complex influence of thermophysical and dimensional parameters of the elements of the combined foundry mold on the occurrence of a shrinkage shell in the lower neck of the СПХН-60 rolling rolls were established. Practical value.The use of the research results will allow to reduce the time and costs for technological changes in the production of СПХН-60 rolling rolls in order to prevent the occurrence of shrinkage shells in their lower necks by changing the used forming materials and the dimensions of the structural elements of the combined foundry mold.
Description
О. Білий: ORCID 0000-0003-1234-5404; Л. Солоненко: ORCID 0000-0003-2092-8044; І. Осипенко: ORCID 0000-0002-7119-9278; Р. Усенко: ORCID 0000-0002-8007-9702; С. Реп'ях: ORCID 0000-0003-0203-4135; В. Хричиков: ORCID 0000-0002-8557-098X
Keywords
прокатний валок, кокіль, суміш, усадкова раковина, затвердіння, чавун, виливок, rolling roll, mold, mixture, shrink shell, solidification, cast iron, casting, КЛВ
Citation
Білий О. П., Солоненко Л. І., Осипенко І. О., Усенко Р. В., Реп'ях С. І., Хричиков В. Є. Дослідження умов утворення усадкової раковини в нижній шийці прокатних валків виконання СПХН-60. Теорія і практика металургії. 2021. № 6 (131). С. 39–47. DOI: https://doi.org/10.34185/tpm.6.2021.06.