LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості сталевих виливків шляхом удосконалення тепло-газового режиму лиття у сиру форму

Національна академія наук України

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів


Радченко Олександр Олексійович



УДК 621.74.041:621.745



ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ СТАЛЕВИХ ВИЛИВКІВ

ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕПЛО-ГАЗОВОГО

РЕЖИМУ ЛИТтя У СИРУ ФОРМУ



Спеціальність 05.16.04 – Ливарне виробництво




АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук






Київ – 2002


Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному технічному університеті

"Харківський політехнічний інститут" на кафедрі ливарного виробництва.


Науковий керівник доктор технічних наук, професор Пономаренко Ольга Іванівна, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", професор кафедри ливарного виробництва


Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Дорошенко Степан Пантелійович, Національний технічний

університет України "Київський політехнічний інститут", професор кафедри "Ливарне виробництво чорних і кольорових металів";

доктор технічних наук, професор Становський Олександр Леонідович, Одеський національний політехнічний університет, завідувач кафедрою "Нафтогазове і хімічне машинобудування".

Провідна установа

Державне підприємство "Завод ім. Малишева", м. Харків.

Захист відбудеться "15" травня 2002 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.232.01 Фізико-технологічного інституту металів та сплавів НАН України за адресою: 03680, м. Київ-142, пр. Вернадського, 34/1.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Фізико-технологічного інституту металів та сплавів НАН України за адресою: 03680, м. Київ-142, пр. Вернадського, 34/1.

Автореферат розісланий "11" квітня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.232.01

доктор технічних наук, професор Чорновол А.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Підвищення якості та конкурентноздатності виливків, що випускаються в Україні, є найважливішою задачею науки і практики ливарного виробництва. Лише на основі розв'язання цієї задачі можливе відродження вітчизняного машинобудування. Одним з напрямків удосконалення технології лиття у піщані формі є розробка методів попередження появи у виливках дефектів, у тому числі газового походження. Кількість виливків відповідального призначення, забракованих через наявність у них газових раковин і ситоподібної пористості, в умовах масового виробництва сталевого литва досягає 30% від загальної кількості бракованих виливків.

Базові результати в цій галузі були одержані, головним чином, щодо виготовлення виливків з сірого чавуна, кольорових металів і спеціальних видів лиття П.П. Бергом, Я.І. Медведєвим, В.С. Серебро, С.П. Дорошенко та ін. Але стосовно газового режиму ці дослідники приділяли головну увагу тепловим і фізико-хімічним процесам, що відбуваються в ливарній формі.

Багаторічний досвід запобігання утворенню у виливках дефектів газового походження в Україні та в інших країнах світу, довів, що для підвищення її ефективності сформовані до цього часу методи і прийоми необхідно істотно модернізувати на базі системного підходу, який є на сьогодні основною концепцією розв'язання складних наукових і практичних задач. Системний підхід до розв'язання задачі підвищення якості сталевих виливків шляхом удосконалення тепло-газового режиму (ТГР) лиття в сиру піщану форму зводиться до теоретичної розробки і практичної реалізації такого комплексу заходів щодо запобігання утворенню газових дефектів виливків, який враховував би не лише протікання теплових і фізико-хімічних процесів, але й конструктивні чинники, що сприяють поліпшенню вентиляції форми за рахунок створення спрямованого газового потоку з неї, а також чинники металургійного характеру, пов'язані з газонасиченістю і газовиділенням при плавленні, відливанні та твердінні рідкої сталі.

Ця обставина робить розв'язання задачі розробки та реалізації системного підходу до удосконалення тепло-газового режиму піщаної форми з метою підвищення якості й запобігання утворенню газових дефектів у сталевих виливках надзвичайно актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Робота виконана в Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" (НТУ "ХПІ") в період з 1983 по 2001 р. відповідно до пунктів 01.01. "Розробка нових методів моделювання процесів лиття і систем оптимального керування формуванням виливків і злитків на базі ЕОМ, розробка алгоритмів технологічних процесів", 05.01.01 "Розробка структур алгоритмів і математичних моделей технологічних процесів ливарного виробництва", Координаційного плану НДР наукової ради НАНУ з вирішення наукової проблеми 2.25.1.5 "Розробка теоретичних основ керування процесами формування виливків з використанням зовнішніх впливів", а також у зв'язку з дослідницькою науково-технічною програмою Держкомітету науки й інтелектуальної власності України "Ресурсозберігаючі технології в металургії" і проекту 4/006 К-95 "Стратегічні напрямки енерго- та ресурсозбереження в металургії і ливарному виробництві" IV пріоритетного напрямку Міністерства науки України "Екологічно чиста енергетика і ресурсозберігаючі технології".

Мета і задачі дослідження.Основною метою роботи є підвищення якості й зниження браку сталевих виливків шляхом розробки і реалізації заходів щодо запобігання утворенню дефектів газового походження на основі використання системного підходу і методів математичного моделювання технологічних процесів, які протікають у сирій піщаній формі в умовах автоматизованого автотракторного виробництва.

Для досягнення поставленої мети в роботі необхідно було розв'язати наступні задачі:

  • розробити на основі системного підходу принципову схему моделювання процесів, що формують тепло-газовий режим сирої піщаної форми;

  • виконати в лабораторних і виробничих умовах експериментальні дослідження динаміки змін температурних полів, газового тиску в сирій піщаній формі, ступеню газонасиченості металу і їхнього впливу на процес утворення дефектів газового походження у виливках;

  • розробити математичну модель, пакет прикладних програм (ППП) для числового моделювання температурних полів, зміни вологості й газового тиску системи "стержень – метал – сира піщана форма" на основі використання рівнянь математичної фізики;

  • виконати у виробничих умовах дослідження основних параметрів технологічного процесу виготовлення виливок з метою вивчення впливу розроблених методів оптимізації тепло-газового режиму лиття на якість