Вдосконалення температурно-швидкісного режиму розливання зливків рейкової сталі
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, УДУНТ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Дослідження температурно-швидкісного режиму розливання рейкової сталі з метою зниження дефектів злитків, таких як тріщини, неметалеві включення та усадка, і підвищення якості металопродукції. Методика. Використано аналітичні та експериментальні підходи для визначення впливу температури розливання і швидкості наповнення виливниць на якість злитків спокійної сталі. Проведено аналіз дефектів і розроблено математичну модель для оптимізації параметрів розливання. Дослідження виконано на марках сталі К63, ПТ70сп і 70Г, які розливалися сифонним способом у зливки масою 7 т. Результати. Встановлено оптимальні значення параметра температурно-швидкісного режиму для кожної досліджуваної марки сталі, що дозволило знизити кількість браку на 57,45%. Результати підтверджують, що дотримання оптимального співвідношення температури перегріву сталі над ліквідусом та швидкості розливання мінімізує утворення тріщин і плен. Розраховані значення швидкості розливу та часу наповнення злитків наведено у вигляді графічних залежностей. Наукова новизна. Вперше проведено комплексний аналіз залежності якості злитків рейкової сталі від параметрів температурно-швидкісного режиму розливання з урахуванням марки сталі. Запропоновано параметр оптимізації та розроблено методику визначення оптимального температурно-швидкісного режиму розливання сталі в зливки сифонним способом, яка базується на апроксимації експериментальних даних. Практична значущість. Результати дослідження дозволяють підвищити якість злитків рейкової сталі, знизивши кількість дефектів, що сприяє економії ресурсів і покращенню експлуатаційних властивостей металопродукції. Запропоновані рекомендації можуть бути використані на металургійних підприємствах для вдосконалення технології розливання сталі.
ENG: Purpose. To study the temperature and speed regime of rail steel casting in order to reduce ingot defects, such as cracks, non-metallic inclusions and shrinkage, and to improve the quality of metal products. Methodology. Analytical and experimental approaches were used to determine the effect of casting temperature and mould filling rate on the quality of killed steel ingots. Defects were analyzed and a mathematical model was developed to optimize casting parameters. The study was carried out on steel grades K63, PT70sp and 70G, which were cast by uphill casting into ingots weighing 7 tonnes. Findings. The optimal values of the temperature-rate parameter were established for each steel grade under study, which allowed reducing the number of rejects by 57.45%. The results confirm that compliance with the optimal ratio of the temperature of steel overheating above liquidus and the casting speed minimizes the formation of cracks and films. The calculated values of the casting speed and ingot filling time are presented in the form of graphical dependencies. Originality. For the first time, a comprehensive analysis of the dependence of rail steel ingot quality on the parameters of the temperature and speed regime of casting, taking into account the steel grade, was carried out. An optimisation parameter has been proposed and a methodology for determining the optimal temperature and speed regime of steel ingot casting by the uphill casting method based on the approximation of experimental data has been developed. Practical value. The results of the study make it possible to improve the quality of rail steel ingots by reducing the number of defects, which contributes to resource savings and improved performance properties of metal products. The proposed recommendations can be used at metallurgical enterprises to improve steel casting technology.
ENG: Purpose. To study the temperature and speed regime of rail steel casting in order to reduce ingot defects, such as cracks, non-metallic inclusions and shrinkage, and to improve the quality of metal products. Methodology. Analytical and experimental approaches were used to determine the effect of casting temperature and mould filling rate on the quality of killed steel ingots. Defects were analyzed and a mathematical model was developed to optimize casting parameters. The study was carried out on steel grades K63, PT70sp and 70G, which were cast by uphill casting into ingots weighing 7 tonnes. Findings. The optimal values of the temperature-rate parameter were established for each steel grade under study, which allowed reducing the number of rejects by 57.45%. The results confirm that compliance with the optimal ratio of the temperature of steel overheating above liquidus and the casting speed minimizes the formation of cracks and films. The calculated values of the casting speed and ingot filling time are presented in the form of graphical dependencies. Originality. For the first time, a comprehensive analysis of the dependence of rail steel ingot quality on the parameters of the temperature and speed regime of casting, taking into account the steel grade, was carried out. An optimisation parameter has been proposed and a methodology for determining the optimal temperature and speed regime of steel ingot casting by the uphill casting method based on the approximation of experimental data has been developed. Practical value. The results of the study make it possible to improve the quality of rail steel ingots by reducing the number of defects, which contributes to resource savings and improved performance properties of metal products. The proposed recommendations can be used at metallurgical enterprises to improve steel casting technology.
Description
К. Нізяєв: ORCID 0000-0002-9260-0964; Є. Синегін: ORCID 0000-0002-9983-3971; О. Стоянов: ORCID 0000-0002-7136-7403; С. Журавльова: ORCID 0000-0002-8519-5155
Keywords
розливання сталі, температурно-швидкісний режим, рейкова сталь, дефекти зливків, сифонне розливання, оптимізація, steel casting, temperature and speed conditions, rail steel, ingot defects, uphill casting, optimization, КМЧС
Citation
Нізяєв К. Г., Синегін Є. В., Стоянов О. М., Журавльова С. В., Журавльова І. В., Острянін Р. Є., Скрипник А. В. Вдосконалення температурно-швидкісного режиму розливання зливків рейкової сталі. Теорія і практика металургії. 2024. № 3 (144). С. 89–96. DOI: https://doi.org/10.34185/tpm.3.2024.13.