Разработка методов расчета настройки направляющего аппарата машин непрерывного литья заготовок тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный технический университет имени Н.Э.Баумана

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА НАСТРОЙКИ НАПРАВЛЯЩЕГО АППАРАТА МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

01.02.06 - Динемика{ прочность машин, приборов н аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

КОРАБЛИН Александр Игоревич

3

УДК 669.18

Москва -.Л£9$-

. го

Работа выполнена а Московском ордена .Тенина, ордена Октябрьской Революции к ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом университете им. ЕЭ. Баумана.

Научный руководитель - доктор технических наук» профессор ДАНИЛОВ а Л.

Офицальные оппоненты -

доктор технических на^в ПАНОВКО Г» Я.

кандидат технических наук ШИНКАРЕШЧ И.П.

Ведущее предприятие - указано в решении Совета

Защита диссертации состоится "__"__1991 г.

в ___ ч. на Вс.седакии специализированного совета "Машиностроение " КП53.15.11 при Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом универатете им, ЕЭ. Баумана по адрэсу: 107005 Москва, 2-я Багчанская ул., д. б.

Ваши созывы е 2-х экземплярах, заверенные печатью, просьба высылать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УХТУ им. Е Э. Баумана.

Автореферат разослан "_"_1991 г.

л П.К.1

УЧЗКЫЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЩШЙЗИРОЗАННОГО СОВЕТ«./Ь—П.К.ПОПОВ

05юи 1 I/. д. Тираж 100 экз. Ротапринт ¡ЯГУ км. Е Э. Баумана Шдп. к печати . /Л 91г. Заказ rf* $'¿>9

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЕ

Актуальность темы. Широкое применение непрерывной разливки стали обусло. .юно рядом с умственных преимуществ перед старым способом разливки в изложницы. Это, прежде Есего, уменьшение себестоимости получаемого металла на 10-15Х, повышение пр лзводи-гельности труда на 15-257. в результате механизации производства, улучшение качества непрерывных слитков и структуры металла, так, яапгимер, повышается степень однородности слитка, каче тво поверхности, уменьшается осевая рыхлость слитка.

Эти основные преимущества создаю? пр ^посылки для дальней-него развития способа иэпрерь"Ч10Я разливки стали и полной замены зтарого способа разливки в изложницы.

Технология непрерывной разливки интенсивно разрабатывается в течекиа последних десятилетий во всем мире и состоит в том, ■гго жидкий Могэлл непрерывно заливается в верхйето часть водоох-лалдаемой формы - кристаллизатор, постепенно затвердевает и ох-л-здается, преходя вдоль Вч-ей тежологической оси машины непрерывного литья заготовок (МШЕЗ).

Улучшение качестга непрерывполитых ваготовок путем укэыяие-, ния пораленнооти их внутренними трещинами, является одним из главных m травлений развития ¡сак конструкций малин, таг. и технологии непрерывного литья.

Качество формирующегося слитка зависит от комплекса тепло; о физических, физико - чимических, механических и других явлений, определявших его внутреннее строение. Для непрерывного ,литка характерно одновременное протекание пр цаесов кристаллизации и деформирования и, как следствие, возможность образования дефектов макроструктуры в виде внутренних троцин, вызванных деформацией слитка в двухфазном состоянии. Неудачное конструктивное ре-иание ШЛЬ или неправильный режим выягивашя и охлаждения елг^-ка, а такие плохое состояние роликовой проводки приводят к недопустимом/ количеству внутренних трещин в литой стпуктуре получаемого металла.

В настоящее время имеется значительное числг публикаций посвящэнных исследованию влияния отдельных факторов на качество непрерывиолитых заготовок. Тем не менее, область применения су-Ееетвуюаих решений и математических моделей процесса Н'>прерив:ю(

разлиьки является весьма ограниченной. &го обусловлено как э"а-чительным разбросом имеющихся немни.'очис ленных данных по описанию мехаягческих сьойстс о тали в высокотемпературно»* интервале хрупкости так и нее*._>ершенством расчетных схем, лежащих в лш-и< решения задачи получения бездефектных слитков.

Це^ь работы - соадачи^ численных методов, позволяющих проводить комплексное исследование влияния настройки и состояния направляющего и поддерживающего роликового аппарата М"ЯЗ на качество «ристг лизующэгося непрерывного слитка, расчет напряженно де4ормироваиного со ;ояни? (НДС) слитка при ого движении вдоль технологической : ти МШБ и выработка критериев определения рациональных параметров настройки и контроля за состоянием направляющего аппарата МНЛЗ.

Научная пивиана. Разработана новая постановка технологу.1 ";-е-кой задачи деформирования слябовой непреривнолитой заготовки в направляющем аппарате МНЯЗ, включающая как изгиб оси сл..гка, тик и выпучивание оболочки слитка под действием феррос атичееко! „> дав иония а жидкой ¿азе.

Разработан численный алгоритм расчета НДС непрерывного слитка, основанный на явной разностной схеме Эйлера при иснольеовании уравнения состояния нелинейно вяакоупругоплаетического тела. Решение контактной задачи о взаимодействии не).!«: '«внолитой заготовки с роликовой проводкой МГ'13 выполнено на основе метода градиентного с; 'ска, в предположении линейного контакта между слет-кон и роликовыми опорами."

Разработамч инженерная ютодика оцешси возможности вс-никно-вении внутренних трещин в конечном стальном продукте при ра&лич ьых отклонениях элементов направляющего и подд-ржш .юшего аппарата ШЫ в пространстве г>т расчетного положения, основанная на определении допустимых отклонений роликов и их пар.

Киото ве риость ревультатов исследования вытекает из обоснованности использованных теоретических положений и математических ).мл'одон и подтверждена .»еденными экспериментами по оь,.нке гочнооти разработанных алгоритмов, э таюне сравнительным ннали-ьом расчетных результатов с имезднчисп экспериментальными данными других авторов по целому ряду параметров характерных для процесса непрерывной разливки стали на установках радиально -криволинейного типа.

Практическая ценность работы состоит з том, что на основе численного моделирования разработана инженерная методика расчета влиян-i Oi(UioHeiih»i опор направляющего аппарата МНЛЗ, при различных сочетаниях i хнологических режимов разливки и конструкционных параметров машины, на качество получаемой ааготовк .. Это лает возможность, без летального изучения НДС непрерывного слитка, оценивать опасность различных"вариантов смещений элементен роликовой системы и принимать ревения об остановке прс jecca pan нивки для проведения соответствующих профилактических работ по наладке оборудования.

Результаты работы в виде втематических а^оритмов и расчет-дых методик передал« по Всесоюзный научно-исследовательский и прсзктно-конструкторский институт метал .ургического машинострое ния (В1!ИШ4птМзгп) для практического использования.

Апробация работы. В ходе выполнения диссертационной работы результаты иссл дований докладывались на Всесоюзной конференции i:о непрерывно;! разливке (Сиердлс^ск, 1987 г.), на Сибирской ппсо ле - семинаре по современным проблема}.; механики деформируемого твердого тела (Якутск, 199П г.;, а также на научном семинаре "Прикладная теория пластичности и поляучестк" в Ш'ТУ им. IL Э. . Баумана в 198', 1903 и 1990 годах.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, раздел с осног 'ими результатами и выводами по работе, списка литературы. Работа излажена ,.а 164 страницах, включая 53 рисунка и 10 таблиц. Библиогра^л.». иасчнть^зет 94 наи' i-нования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

to введении отмечена актуальность теш, содержатся краткие сведения о технологии ..рсцесса непрерывной разлигки стати, сформулирована цель работы.

В первой главе выполнен анализ теоретически-' и экспериментальных работ, посвященных исследованию термомеханических процессов в кристаллизующейся заготовке при ее получении на №Ш криволинейного типа. Приведен- классификация дефектов нспрерып-нолитого сли'1.<а, содержащаяся в работах В. М. Писковских, С. Миоши,

3

К. Вщнеиберга, Шгадлера. Р. Слендора. Эти данные показывают, что основным внутренним дефектоы, резко снияавдим качество конечного с/алыюго продукта, является поперечные или гневдооЗраэ-ные трещины, причем основной причиной их образования следует считать выпучивание оболочки слитка в шаге подкеркиЕаюаих роли-

ÍÍOÍ3.

Вопроси,связанные с выпучиванием формирующейся "орки непрерывного слитка,исследованы в работах ЯМэтэава. К Швэрдтфогера, А. Грилла, д. Кихары, В. Л. Данилова, А. П. Коротаевского а других аз-торов. Призедег экспериментальные дш.кие по исследованию выпучивания, полученные II Ввикенбергом ¡¡а радиальной елябовой К11ЛЗ, которые свидетельствуют о кал1. ш (¿еханиэма высокотемпературной полэуи-м'ти при деформировании корки непрерывного слитка в коте ролика г.

H?¡; схематизации геоыотрии непрерывного слитка пспо. ь&уюгса сдодувдм расчетные схемы: плоские, в которых анаг-е НДС прсзо-дитоя в продольном сачеки:-:, проходящем черев середины широких грл^ей натотоькя, и пространственные. Проведенный анализ результатов треуерного математического моделирования выучивания, со-деряздШся в работах К. Брдаакэыбе, it Окамури, подтверждает применимость схеаат;аеции геометрии iíopkii непрерывного слитка стерм-неы или полосой единичной s -ршш для случая разливки слябов.

Пояьдешю криволинейных МШ0, тр Зуидих выпряшюнин вагото-вки при переходе технологической оси в горизонтальное положила, поотачило перед исследователями новые вадачй, связанные с преэк-тирог гчкем участка распрямления непрерывного слитка.

BíKOTop-jo проблемы ковструировьмга технологичес гй сек кри-эдлинеЯньл: ШЛЗ и расчета íffiC непрерывного слитка в «сне- разгиба i aooMü'i'poh.j г раО<ггах С. Е. |Сардшского, Д. II Евтеева, V, Слендзра, X. С»лж, 0. в Зарубина. Однако еувкзотвуюЕяг 'атс'лйтпчеекие коде-Л)< №¡ шкшюа иегиСа-шзгиОз ожсывах: то': процесс, в случае ДсСормироблиич шречих олябоч в двухфазном состояния, весы . ирибл;|.-ч.гель!'С., -"«к как кеучитызают эфрекх выпучивания оболочка ffii-.i . что сугезтьенно ограничивает • диапазон ju примнепнд гсч ijpííktmwckíu расчетов.

.aidsnaA ЦЦС с непрерывно« овгсгка ueoOxo.mwc располагав KiWo>,.f.i.fe0ft о :-ok!Ho¡-iciT-yp>¡o.v: состоянии юздриа&а и, всего,

i. п..-;.i-■ í.. ^дц.лтайй к уронту ват^ердеват.ш. Такая isniopkswa i

ногат Сыть получе) i расчетным путем при математическом моделировании всего комплекса термомеханических процессор, сопровожда»-еих tro туче..ие слитка.

Однако во миг*1 их случаях моделирс ания процесса непрерывной разливки приходится, из-за отсутствия данных по чслов! 'м кристаллизации заготовки, приближенно задавать движение фронта аа-твердевания и распределения температуры в слиткэ иа основе имегдихся теоретических и экспериментальных данных. Лиг чиз работ И А. Самойловича, А.Грилла, И Я. Бровмана, К. Бримакомбе, Л ИЫырга. Ь-Ясумото и других, посвященных исследов; :ию температурного состояния и затвердевания непрерывного слитка,показал, что прибли-енно динамику роста толгоины ¡затвердевающей оболочки слитка, спустя 3-10 с после начала затвердеваниг можно описать законом ..вадратного корня. Профиль тэмпературы в поперечном сечении заготовки, с достаточной точностью, аппроксимируется линейной или параболической гтвисимостыо.

Другой caí стоятельной лрсбл «эй является изучение свойств материалов при температурах непрерывной разливки и низких скоростях деформирования.

В ходе экспериментального изучения явления выпучивания оболочки слит a, í тага® в специальной серии опытов на растяжение, проведенной в МГТУ им. Н.Э. Баумана, было показано, что ь условиях непрерывной разливки основным процессом, определявшим общее . деформирование и разр"шение материала, становится ползучесть.

В настоящее время большинство исследователей для ог сан».л ползучести материала заготовки использ, i г уравнение состояние нелинейно-вязкого тела. Так для стали 20 предложены следуйте зависимости

If - 0,04125-exp(-í237t,/T) 61,5, м>

^ - 6,2-i05 exp(-S0660/T)- 6¥S, (2)

pr = 695- ехр(~27200/т)■ £h[ú/(2460/Т)3'25] , (3)

где «F - скорость деформации ползучести, i/c;T- температура, К; ta - напряжение, МПа.

Для наиболее точного отражения поведения материала непрерывен

»ого слит.л ь высокотемпературной области необуодим ¿ет, наряду с ползучестью, упругих свойств матеркхла В связи с этим представляет интерес прел лолешия в НИИТЖШАШ УЗТЫ обобщатся „ави-симость модуля упрь 'ости сталей в интервале температур 1СГ1-171)0 К, определяемой статическими методам;;

[ = -4,566-10* * Ш Т + 3.266-Ю*/Т . МПа . (4)

Ваг ¡лненн ;й сравнительный анализ имеющихся ь литературе кри-гс'снеи оценки качеств.; получаемой на 1ШЗ стали, позволил закл!о-чить, чго из-ьа 01 рмиченности экспериментальных данных, наиболее оправданным является использование простейших теорий накопления повреждений. Так, например. функция; накопления повреждений модно определить на основе принципа линейного суммирования Пс -■ ьр^вдьний следующим образом:

'а

где 1а - момонт времени начала д формирования (для и. оцесса не-нрорывной разлиьки, это момент затвердевания конкретного материального элемента слитка); {р^р - время до разрушения. Функция С-О изменяется от О до 1. ¿олс-'ием разрушении материала можно считать равенство СО «1.

Би второй главе разработана математическая модель совместного нагиба и выпучивания оболе "!ки непрерывнолитого кристалл! ую-, цегосн стального сляба, при его движении вдоль технологической оси МШь. Описана система нагрузок,действующа I''1 сл. в процессе ¿гь ¡сформирования в направляющем аппарате 1ШЗ. Разработач олгиригм численного анализа ВДС и функции накопленной поврееден-ности ь непрерывном слитно с учетом податливости роликовой системы кмшини. Лана методика расчета для частного случая изгиба -разгноа заготовка! блюмового течения и полностью закри^-тешн. ¡о-навшагося сляба. когда выпучивание ои^тотьует полностью или им молни пренебречь.

Годнча онре-деления 1Щ0 иьирериышлитих слит при их разлит« на ЫШО относятся к механике растуыих нелинейно вяокоугру-гих тел. Ьшимчтринышсь только стационарные ремым работы уста-

ковки непрерывной ^азливки стали.

Для исследования совместного выпучивания и изгиба ширс.ки* слябов вводится предположение, что и середине широких сторон ян ~ готовки НДС прага чески не зависит от боковых граней ашптд, и, следовательно, анализ можно проводить в одной плоскроти. поэтому, в качестве расчетной схемы деформирования непрерывиолитой олчбо вой заготовки в направляющем аппарате МНЛЗ, использовалась схема неравномерно нагретой многоопорной движущейся полосы г: -ременное толщины и нагруженной переменным давлением.

При расчете НЖ! тела с изменяющимися -раницями. улобнее сна чала определить временные завг шмости стаэростеР деФормгщий и из „енения напряпэиий, а затем, проинте; рировав их по времени от момента затвердевания конкретного материального элемента тела, по лучить деформации и налряжян..я в этом элементе с учетом соответ сгвукиих граничных условий на подвижной и неподвижной границах.

Полная скорс ть деформации представляется в виде суммы ско-рс.ти упругой . .¿формации, скорости деформации гт.лауч»гти и тем пературной составляющей скорости деформации

1? 5"е 5 е г

?г<у) ' * 77(4) ■

Принимая гипотезу плоских сечений как для псяго непрерывно-г слитка, та)', и отдельно для корок, для скоростей полных лефор маций имэем

Ъл = ^ х+ .

= & + ' (V)

" ^ го Х'Х ,

- о,

где индексом /. - 1,2,3 обозначены следующие элементы поперечного сечения сляба : 1 - верхняя корка, 2 - нижняя корка, 3 -бокопч-? грани наготош'И; ^гг> - скорость удлинения

слитка п продольном и поперечном направлении и постоянная для

?

ценного учения; 2.' - скорость измаце-няя кривизны аса слал £ 1 , - скорость изменения кривизны тдрхи сляба, обусловленная вып: чиванием от ферростатического давления в ;<адкой фазе;

X , Х( и 1, - р^стонние до нейтральной линии всего сечения и отдельных корок соответственно в лок-лькой системе координат, связанной с поперечным сечением.

Для определения , Ж . ¿1,2 • входявдх в (?) исполь-

аоьались интигральные уравнения равновесия, зависали. ,э как для вес-го ^чеш . слитка, так и для изгиба корок под действием фэр-(¡астатического давле. ля в пдкой фазе

(в)

h

j é^yi^-ál^ = níi2 ,

о

где - скор- тгь изменения напряжения; S¿ , ,5а и ¿3 - площадь корок и боковых граней в поперечно» сечении соответственно;

h - толщина корок сляба; М - скорсзть измонашш момента для всего сечения слитка под действием силы Boca и ^акций роликовых опор; Pi - скорость изменения илы вытягивания заготовки; tít ¡ - скорость иг. мнения- изгибакгмх моментов в корках, включаюадя ферроотатическое давление в жидкой фазе.

Добавив к выведенным соотношениям (6) (6) уравнение состояния, граничные и начальные условия, получим полную систему уравнений и условий, определяющих постановку началi.ijo-краевой задачи о il .ювдении напряжение-о состояния нелинейно вяакоуиругого растущего тела

Граничные условия накладывались на иеромоцшшя и точках контсжта слитка с роликовой проводкой, причом учитываюсь сыещд-ния поддермшащих опор от действия реакций со стороны непрерыв-иолитой заготошш.

1Ш вновь приращиваемого ш гвд )Я фазы алеиинта принимались нулевые начальные условия

6u9),isO . = 0 при I*!*, ta)

а

ГДэ Т - момент аа^адьшш а дошита, иыша&ияцш о u,:u-.iin!i его присоединения к основному телу; деформация.

Поставленная начально- кра^вшт еадача решалась а исцольвоьа-'•гаем явк-'й пошагово-временной схемы Эйлера.

Определение усилий взаимодействия непрерывного о литка с ро-ликозс . проводкой ШИЗ осуществлялась методом i ,)адиентного снуй-Кс. путем удог -етвореиия граничным условиям в точках контакта. Необходимо по; юркнуть что аадачн расчета 1ЩС пепрсривнолитой заголовки и контактных усилий взаимосвязаны и ногу бить проанализированы только совместна.

В третьей главе дано сопоставление результатов матоматичэс-кого моделирования с имевшимися в литерат-ре экспериментальными данными по усилиям взаимодействия поддерхивагадх роликов со слитко . величине и профили выпученной оболочки слита в шаге роликов и по определении условий возникновения внутренних тре-штя в непрерьп>нолитнх заготовках.

Нроведе ¡ый анализ позволяет сделать следующие основние bubo, ,,-!■,

-предложенная математическая модель деформирования влриких сля-бо;: позволяет вычислчть гючичш../ выпучивания и профиль деформированной обод Ч!ш слитка в маге роликов, удовлетворительно совпадайте с опытными измерениями; модель таказ отражает качест-.энные эффекты, например такие, как смеи^ниа наксимуыз вшучен-ной корки в набавлении движения заготоькн, отрицательное р.ыпу-чива..ле, зарегистрированное в некоторых экспериментальных измерениях; влияние распределения температуры по поперечному сечению и скорости двикения слитка на величину выпучивания; -выпучивание корки непрерывнолитого широкого сляб» под действием ферростатического давления является основным фактором, ведущим к трещинообразованию;

-получени численными методами величин усилий ваапшд^йсшш направлявшего аппарата MHJB с заготовкой, близких к экепг-римж-оль-но измеренным значениям, возможно только в случае учетн реальной пода^нипссти роликовых опор;

- иаилучвдее ..двпадеииа реаультаюв математического моделирования с экспериментальными данными достигается при иено ьзокании п

и

расчетах уравнении состояния (2);

-использование в численных расчетах параметра накопленной повреж-донности (5) позволяет в условиях высокотемпературной по. лучести получить удовлетворителы.лв i вультаты по определению обл оти наиболее вероятного разрушения непрерывного слитгл и ло определению условий вознигаювенк . гчутрешшх трещин в конечном стальном продуете.

В четь-.ртой глаие проведено численное исслед^ванг-» влияния на качество получаемого с. галь«ого пр дуста сл тояния и точности настрой!« направляющего с.ппарата М11ЛЗ.

Все возможные виды отклонений роликовых гшор в ь.остракстге от ^асчет«ого положения можно свести к двум основным: изменению раствора гк :иков и смешению пары роликов, без изменения величины раствора, от технологической оси ШШ.

Увеличение раствора роликов направляющего аппарата Kin может происходить вследствие износа роликов, псгрегности их настройки и из-з' теплового прогиба рол; ов. Также возможно и колебательное изменение раст. opa, например, при вращении ролика с к .кривленной осью или при изменениях скорости двиуния непрьрнв-нолитой паготовки. В пос.-^днем случае колебании поддерживавши" роликов связани о изменением температурного поля в ролш^е при переходе от одного стационарного режима работы к «ругому.

Гг. .смотрено влияние иэме"ения раствора поддерживающих роликов в одном из сечечий по оси МНЛЗ, на 1Ш0, а, следовательно, и на качество непрерывного слитка. -

Введено понятие допустимого отклонения 0 , при кото,хш мак сиыалвная величина функции накопленной поврелденности CJmax в поперечном сечении непрерывнолитой E'j-отовки достигает единицы.

Величина допустимого отклонения S определяется значениями технологических и конструкционных параметров МШй. К ч,.слу псно вных параметров, воздействие которых на § необходимо учитывать, следует отнести: скорость движения иепреривнолитой еаготоша, толщину корки слитка, величин'.- (¡«рростатического давления в кид-mí фазе, температуру на поверхности с итка и шчг роликовых опор. Считая влияние исследуемых параметр' . на 6 линейнп нряпеиоимы ми, допусти .ое отклонение было пред''тавл"но в ччл0:

bc-tfv Яь'Яу ягл .

где С - константа,определяешь численно и равная Омы и -¡'/Дм, что соответствует положительному и отрицательному отклонению опор; }{„ , , Ну , Нг и Нл - безразмерные коэффициенты рлияния скорости движения непрерывного слитка, толщины корни заготовки в исследуемом сечении, координаты отклоняемого ролика по вертшь ¡и „ глобальной системе координат, темпе: нтуры на поверхности слитка н:д сменяемой опорой и нага поддерживающих роликов на допустимое тклонение 5 . Зависимости для коэффициентов, входящих в (10), Сипи получены методом математического моделирования процесса дефоршрованил непрершиолитого слитка в направиш-н$эк аппарате ШЛЗ н представлены на рис. 1-3, причем кривые для Я„ н Я у достаточно точно описывашся ''тепешюй функцией:

, я;-ми)*" , (ш

-АН - , -05Г

, Ну *№■(У/Го) ' , <1В)

гд«. индекс " соответствует случал увеличения раствора поддер-•олмшцих роликов, "-" - ушнызони»; У - ¡»ордината скупаемого рс..ика, отсчитизаема! по в^рти: ии от мениска металла в крнстаз лгааторе; V скорость движения слитка

За базовыз размерны« параметры приняты следуодш оначзииа: Л "1М/МИН; /)„ »43,1 им; Но »-6165мм; То -1166 ¡1; -3?1мм; ¿Ъ '¿СОмм.

для пары роликов вводится допустимое отклонение Оц инаьопш-по тому, как ото <*чло сделано для изменения раствора роликов

" ¡-"л ' II 'И,, ' Я/, п Я у;а Мг, п 9 (13)

где Со константа раеиая 0,31 мы; Яа оеараг.иьрнып (юэЗДшым»? влиянии клюты сляба на допустимое отклонение нары роликов §п . Значении коэффициентов входящих в (13), ь аависииостн сг с^/тввт ствуиивго параметра процесса ...¿прерывной газливки прчдотгл.'ени на рчо. 4-5. о ?

Исследован.) изменение значии.и 3 , 0 л на радшиьиам учаитко конкретной ШЮ в зависимости от номера онеры. Ь'яулъга ты проведенного численного анэдпэа имдагон, чго о роисм порич нового номера полдьрживчмг-го ролика происходит у^-гп.^ча:«.- дг.пу-

1 I.

H,

Ри Л

Рис. В

V Ve. г Ti

Í.3 ■ 1,06

/ < л V)

i .....■»

J J

«

i Ks

Рис.2

¿ U Ва ■ 4 h< 4 I 'Ы/ s

i.1 ■ Ф y

í I / • Л^в.п

<,5 2

Рио. X

с « ï

5 i

i ц

Рис.5

1.6

9 15 21 А* Рис.6

стишго отклонения 2 (рис. б) и,наобогуг,рост . Таким образом, наибольшую опасность представ пяет смещение пар роликов на-ппарля*ш0"'э аппарата радиально-криволинейной МШ13 вблизи кристаллизатора и угеличенне раствора роликов в конне жидкой лунки.

В р. аль.»ом процессе непрерывной разливки ста_и естественно возможно отклонгние роликовых опор сразу в нескольких поперечных сечениях. Ъ дш„,если о^щешга всех роликов меньше допустимых, то суммарный вклад от дополнительного мгогократного деформирования может привести к образованию внутренних трепцш в конечном сталыюм продуюте.

Современные методы контроля за состоянием системы поддержи-ваюкда роликов ШИЗ позволяют получить точную информацию о всех зидах о лонекйй элементов направляющего аппарата от расчетного полокениа в процессе эксплуатации машины. Для принятия, на осно-•1с этой кнформ^чии, решения об остановке процесса для проведения ярофилак. /лесккх работ по настройке или замене части элементов .роликовой системы МШ!3 необходимо располагать определенным критерием.

СШчно, в качеств!" подобных критериев, используются жесткие ограничения нг. зеличину допустимого износа роликов (менее 2-х мл), на изменение раствора роликов (не более - 1мм) и'т. д.

Яри разработке более общего критерия учтен тот ({вкт, что ьн ЩТС непрерывное слитка, а, следовательно, к на возшмюсть образования внутренних трещин, влияет не величина смещения роликовой споры как такоряя, а результирующее отклонение поперечного сечения самой неяреошшолитой заготовки. Эго отклонение юмзт быть получено двумя способами: расчетным и путем измерений в процессе работы установки непрерывной разливки .стали. Танке учтено к то, тто важны не только сами величины смещений роллков, но и их взаимно, расположи;<е з пространстве.

Зля отдельного -го ролика введен параметр Я , определяема таг су»а-:а отклонений о? расчетного полоданкл I -го ро.г.^ч и .ч пому роликовых опор с о'-ьеделзяш.'мй весовк«ч <лаф-фякизяте^У». ,.оот.о?еинке численные исследоьанин показали, что для коррзгескего аиред«дения , достаточно V доь .жгь сиесая.™ дьуч' онер, 1»к слеза, тек и справа от I -то росяка.

. СЙоОсия рсеультатм штоюдоюсюго ¡.»одели; кита {цнл^чг* н* крсрюпс« р&якявкя при р"з.и;м-и;; хедрзктах отг млнуа .з.^-ы-юта

1

поправ пяк.иого штагата МШЮ. для параметра hi

предложив слелуюга»я еавксик сть

И и =

18

il ''ММ Чг1|Щ |Щ/

«

(14)

àil

'6 Л J '

где А - отклож.ни« э-iï. лента поддертавакгаей системы MUß иэме-ренгое динамическим методом; 5 - всчустик ? откло чние соос ет-ст" ''юдап1 элемента; j - принимает аначс ия * .2 и 3, что соответствует ярхнему, нижнему ряду роликов и парам роликовых oncf

Сi , if, - констш "н равные 0,8 и 0,4 для случая j -1,2 и 0,9 и 0,45 дли пучая j »3.

Лостиякние параметром ¡{¿j ¡значений близка. и." i равных еди ш>.»е утояып?' на необходимость настр-Лки или замены I ■ о под-держсшяего ролям или L ой пары роликов.

Для приближенного учета взаимного влияния ча ' 1С непрерывного слитка одновременного смешения i -ой пары голиков от расчетного положения и изменения раствора поддерживающих роликов В i -ом и двух соседних сечениях введен дополнительный г^раме-р И/ j

Г AL5 I \ /Ml + Д \

15t,3 2 6 (лтг-^TFL, ,

Г;, = max -s

û<,I /idi-д\ /\м- a \ h+ , âMs0-

Предложенная методика, основанная на расчете параметров Hit, и . позволяет без численного анализа 1ЩС в рчпрерывнолитом стальном слитке элективно о' чшвать состояние направляющего и по. ;ер*снва»!дего аппарата конкретных д;>!етвущнх МНЛЗ, причем, Ii' ряду значений параметров молно определить положение наиболее не бдагоприга: то поперечного сечении слитка вдоль технологической о.;и установки непр'риьного литья.

OCliOBllliE l'BUi'JiU'Alli И Ьи'ЮЩ!

1. Разработана математич^-с-кал ыдьлъ ь -ш. л«шпал mrr.i.iuu Г"счета Г*9 непрерывного слитга а ьрицсег.е ого .[(.^.ф.ыроьыыл и направляющем аппар' пе МШИ криволинейного типа. основитыя на явной р .знс. jTHCrt схеме ййлера.

1.1. Для ог оания свойств стал) при ,ч.-мйер .pyi«a* ¿&р.и?гс|>ми для процеЬ -i н> ..рерыыгсн разливки п-.н'.ин.ооьана н<;лшкш1 > или коупр'топластическан модель иивымкм материал t

1.2. Ра?">аботаиная мат*, .¡атичеисаи mjjwa'l л- н^риио.иы ал роких слябов включает как изгиб ьоой ьвпраршнииггоя ааплоикн

тноснтельно ее оси симметрии, так и ныну'ч^лнк; или* .и.и i:

СЛИТ!« в icare ПОДДерКИВаШНХ pOJMIUH иод диЙ^'С 1 lich .{в,,!"''--'- '«.»i.;.;

кого да йния и тщкг "i ii«a;je, иричон, учтены и-.:, основы«, стяия на кристаллизумииао.1 нснрер.шньй олпчок. ¡x'«i.h;,.i .пор.» ны роликовой сстемц ШЛЗ, усилии ыяйгийаши, сиш« v.<.o. го веса ели i, градиент темпераrypu uo цлш.о ь mj ../в: .«анчомш

1.3. .Дано описание математической ы,л;е.;ш иь пол/;« »..rnfu олюма и полностью аакрасталлизоватюгоои елньа » иаправликад.м ani. .рате установки не .рер'н^'ого ниья.

2. Вытюлт сравнительный вкадиа рл^еяних (еьуа'штиь с экспериментальными данными. Получено хоро^ч- ibv.ourbfiiitw.i и «о> л..чэственное совпадение этих результатов, чти п анод не v еде *ыг». ВЫВОД О ДОПУСТИ'-.СТИ ПРИНЯТЫХ ГИПОТеЗ, ОДфеКМ! пОСТИ И (иЧЬСйПШ

разр&~ланных алгоритмов а воимомшоти нснольем'аипя шчямиюго критерия рэарушешн1 для опенки норакештети иен. эрмььош • иого слитка внутренними трецпнами.

3. Разработан пакет щюгрчш на алгоритм ■•{веком ными PASCAL., позволяющий реаиивов&ть райрао.Лииньк.* р .зчетнш u-:touh<v. на ЭШ типа 1Б1.1 AT.

4. ¡1зi .оно влияни« отклонены ncn.u (..a i- ч^-хН'-.ло.ги-ческой о;:и ШЛЗ, чашмшы растьмрп ¡*нтчя и j j -ni шьх ... чмы • ций йти* отклонений на ШЬ'. ели,..!. Ш.•уд.'.и м-к'ь :« »:.м\» -.л.-н.! римв""а уст&нондьми и иг^анилибщ^ьг -ы ноиг-од.-г .и-. ..w л^нги одновременно. о о^чагнин H«ii:iw«tniu ид«к-hi «а ¡^ ..»•( «и.

■1.1. Зивелени здашн ичесии.; гшип-м. «. л л ¡г .ib-'iria ¡.ус-гшлго i j i ¡o'ljiitjiiii.i лары | о 'OIK iB » ;'c!'.c:i-r!!ii;i .4 a n, .1:,.;

Аунг.цяи i.r ia"Mir'Vp;itis,;;.iiii:i'. и 1 viuai;л ч пчьикик tit ь ¡^.-■¡ю.-

непрерыьн 1 разливки стали.

4.". Разработана расчетная методика, позволяющая оцениват: состояние направляющего '< поддерживавшего аппарата kCLQ и влияние отклонений опог> в пространстве ov расчетного полокенля, на качество непрерывного cbwnw не зсредственно в процессе ею излучения на установках криволинейного типа.

<1.3. Предложенные иииьне. пыо мето? расчета дают возможность, без детального изучения НДС слитка, пгюглчлизировать в^ая-ние на качество конечного стального продукта различи .( вариантов отклонений направляющего агкарата МНЛЗ, ьорника™пих в юде эксплуатации устанопки, и принять решение об остановке прс 'эсса разливки и проведения соответствующих профи, исгичес1"« работ г.о налдке оборудования.

б. Fee. льтаты работы в виде математических алгоритмов и расчетных методик переданы для практического использования ¿.о ШИШгтМаш.

Основное с держание диссертации отражено в работа :

1. Данилов В. Л., Кораблин А. И. Анализ влияния уклонений в геометрии машины непрерь' юй разливки заготовок на качество получаемых сталь„оа слябов // Конструирование, расчет и исследование ШЛЗ криволинейного типа -Свердловск, 1S89. -С. 66-85.

2. Данилов В. л., Кораблич А. И. Расчет допустимых отклонений роликовой проводки машины непрерывного литья заготовок от технологической оси // ИВУЗ. Машиностроение. -1989. -Jf9. -С. 88-02.

3. Данилов В. Л., Кораблин t И. Математическая модель деформирования непрерывнолитчх стальных слябов // ИВУЗ. Машиностроение. -1989. -*»12. -С. 142-145.

Данилов ЕЛ., Кораблин А.И. Математическая модель дефюрмг рования непрерывного слитка при контакте с направляющим аппаратом МНЛЗ // Сибирская школа по современным проблемам механики деформируемого твердого тела: Тезисы докладов.-Якутск, 1990. -С. &4..

5. Разработка методов расета рациональных параметров на-стг Яки роликовой проводки слябовых М!_й: Отчет по теме К051286А / ЫГТУ; Рук. темы а Л Данилов; ¿¥'ГР01630015273; Инв. 047604.-М.. 1988. -73с.