Удосконалення процесу виготовлення металевих виробів у машинах безперервного лиття заготовок

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.1.2026.359811

Ключові слова:

кристалізація, вібраційна дія, пневмомеханічний генератор, регульована частота коливань, зона вторинного охолодження

Анотація

У статті запропоновано спосіб удосконалення процесу виготовлення безперервнолитого виробу за рахунок регульованої вібраційної дії на матеріал під час його кристалізації. Актуальність роботи зумовлена потребою в конструкційних матеріалах, що мають високу міцність, стійкість і надійність, які цілком визначаються внутрішньою будовою металовиробу. Метою роботи є покращення властивостей безперервнолитої заготовки шляхом застосування регульованого зовнішнього впливу на утворення внутрішньої будови виробу. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі: обґрунтувати спосіб поліпшення внутрішньої будови безперервнолитої заготовки з низьковуглецевої сталі за рахунок введення в зону кристалізації вібраційних коливань раціональної частоти; дослідити роботу пневмомеханічного генератора, що забезпечує стабільний вібраційний вплив заданої частоти на процес кристалізації в машині безперервного лиття заготовок. У роботі вдосконалено технологію безперервного лиття шляхом впровадження регульованого вібраційного впливу на процеси кристалізації та розроблено конструкцію обладнання для його практичного втілення. Для створення регульованих вібрацій безпосередньо під час розливки сталі запропоновано використовувати пневмомеханічні генератори, що дозволяють змінювати частоту коливань залежно від конкретних умов кристалізації та марки металу чи сплаву. Керування частотними характеристиками здійснюється шляхом варіювання тиску стисненого повітря на вході в генератор. Визначено, що для отримання високоякісних металовиробів із низьковуглецевої сталі марки Сталь 20 раціональний діапазон частот знаходиться в межах від 50 до 75 Гц. Пристрій пропонується розташовувати на відстані 0,3-0,35 м від торця кристалізатора. Запропонований спосіб забезпечує сприятливі умови формування металовиробів і дає змогу отримувати заготовки високої якості. Наукова новизна роботи полягає в теоретичному й експериментальному обґрунтуванні методу регулювання частоти коливань генератора за рахунок зміни тиску повітря. Обладнання для створення вібраційних хвиль відрізняється конструктивною простотою та надійністю в експлуатації. Його легко інтегрувати в діючі лінії безперервного лиття заготовок на металургійних підприємствах

Посилання

  1. Смірнов О.М., Тімошенко С.М., Нарівський А.В. Відновлення та інноваційний розвиток виробництва сталі в Україні в контексті енергоефективності та європейського зеленого курсу. Вісник Національної академії наук України. 2023. № 4. С. 21-38. DOI: https://doi.org/10.15407/visn2023.04.021.
  2. Макуров С. Л., Ефременко Б. В. Метод исследования процесса затвердевания непрерывнолитой заготовки в кристаллизаторе МНЛЗ. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки. 2015. № 30. Т.1. С. 74–80.
  3. Воденнікова О. С., Воденнікова Л. В. Сучасний стан та проблеми безперервної розливки сталі в Україні. Металургія та енергозбереження як основа сучасної промисловості : матеріали ХХІІ науково-технічної конференції студентів, магіс-трантів, аспірантів і викладачів ЗДІА, м. Запоріжжя, 23-27 жовтня 2017 р. Запоріжжя: ЗДІА, 2017. Том 1. С. 11.
  4. Проєктування ливарно-прокатних цехів: навч. посіб. / В. А. Чубенко та ін. Кривий Ріг: КНУ, 2025. 318 с.
  5. Сталь України: відновлення та інновації: монографія / Смірнов О.М та ін. Київ: НВП «Видавництво «Наукова думка» НАН України», 2023. 268 с.
  6. Деякі особливості розливання сортової заготовки відкритим та закритим струменем / О. М. Смірнов та ін. Метал та лиття України. 2023. Т. 2, № 31. С. 34-41. DOI: https://doi.org/10.15407/steelcast2023.02.034.
  7. Могилатенко В. Г. Візуалізація твердіння лиття під впливом вібрації. Теорія і практика металургії. 2019. № 4. С. 31-37. DOI: https://doi.org/10.34185/tpm.4.2019.05.
  8. Вплив технологічних параметрів розливання і кристалізації сталі на якісні показники безперервнолитої заготовки / Е. В. Парусов та ін. Наукові праці Вінницького національного технічного університету. 2016. № 2. С. 8-16.
  9. Вплив вібрації на формування безперевнолитої блюмінговой заготовки / Нурадінов А. С., Ельдарханов А. С., Ноговіцин О. В., Таранов Є. Д. Металознавство та обробка металів. Київ, 2013. Вип. 3. С. 15-23.
  10. Матеріалознавство: навчальний посібник / Бузило В. І., Сердюк В. П., Яворський А. В., Гайдай О. А. Дніпро: НТУ ДП, 2021. 243 с.
  11. Дослідження впливу внутрішнього діаметра та глибини розташування зануреного стакана у кристалізаторі радіальної сортової МБЛЗ 15 / О. П. Верзілов та ін. Процеси лиття. 2020. Вип 140, № 2. С. 15–21. DOI: https://doi.org/10.15407/plit2020.02.015.
  12. Research Thermal Fields in the Crystallization Process of Steel Cast Parts / R. Liutyi et al. Advances in Materials Science and Engineering. 2022. Article 7331866. DOI: https://doi.org/10.1155/2022/7331866.
  13. Liao Q., Ge P., Lu G. Simulation study on the investment casting process of a low-cost titanium alloy gearbox based on ProCAST. Advances in Materials Science and Engineering. 2022. Vol. 3. Рp. 3-13. DOI: https://doi.org/10.1155/2022/4484762.
  14. Micro-macro modeling of thermal evolution during solidification of binary equiaxed alloys with experimental verification / Egole K. P., Mgbemere G. E., Sobamovo G. M., Laval G. I. Results in Engineering. 2022. № 14. Article 100444. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100444.
  15. Зубко А. А., Койфман О. О. Застосування математичної моделі теплообміну для управління охолодженням злитку у кристалізаторі МБРЗ. Наука та виробництво. 2020. Вип. 23. С. 338-396. DOI: https://doi.org/10.31498/2522-9990232020241215.
  16. Numerical simulation of temperature and fluid fields in the solidification process of ferritic stainless steel under vibration conditions / W. Wang et al. Crystals. 2019. № 9(3). Article 174. DOI: https://doi.org/10.3390/cryst9030174.
  17. Спосіб виробництва безперервнолитої заготовки: пат. 55153 Україна: МПК В22ВD 11/00. № u201005520; заявл. 18.09.2009; опубл. 10.02.2010, Бюл. № 23.
  18. Спосіб поліпшення мікроструктури безперервнолитих заготовок під час кристалізації низько-вуглецевої сталі: пат. 156218 Україна: МПК В22В 11/00. № u202306102; заявл. 14.12.2023; опубл. 22.05.2024, Бюл. № 21. Чубенко В.А., Ярош Т.П., Саітгареєв Л.Н., Скідін І.Е., Хіноцька А.А.
  19. Пристрій для поліпшення мікроструктури без-перервно литих заготовок: пат. 160943 Україна: МПК (2025.01) В22D 11/00. № u202501554; заявл. 08.04.2025; опубл. 22.10.2025, Бюл. № 43. 6 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-26

Як цитувати

Чубенко , В., Ярош , Т., & Хіноцька , А. (2026). Удосконалення процесу виготовлення металевих виробів у машинах безперервного лиття заготовок. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, 1(53), 222–229. https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.1.2026.359811

Номер

Том 1 № 53 (2026): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки

Розділ

136 Металургія

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).

Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.

Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.