LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

виливок;

  • розробити та впровадити заходи з підвищення якості та зниження браку виливків за рахунок оптимізації тепло-газового режиму лиття на основі нових технологічних і конструкторських рішень при виготовленні ливарних форм, а також за рахунок оптимізації і стабілізації параметрів приготування формувальних сумішей і раціонального розкислення рідкої сталі.

    Об'єкт дослідження– технологічний процес одержання виливків у піщаних формах з вуглецевої та високомарганцевистої сталі, у тому числі виробів "ланка гусениці".

    Предмет дослідження–тепло-газовий режим лиття в сиру піщану форму.

    Методи дослідження.

    У роботі використовується комплексний метод досліджень, який включає:

    – системний аналіз процесів, що формують тепло-газовий режим сирої піщаної форми;

    – експериментальні дослідження в лабораторних і виробничих умовах залежностей температурних полів, газового тиску від технологічних параметрів приготування формувальної суміші та температури рідкого металу, товщини стінки виливка для виробів типу "ланка гусениці", а також газонасиченості металу від типу розкислювача і способу його введення;

    – числове моделювання температурних полів, вологості й газового тиску системи "стержень – метал – сира піщана форма" на спеціально розробленій і програмно реалізованій на ЕОМ математичній моделі.

    Наукова новизна одержаних результатів.

    Наукова новизна полягає в тому, що автором отримані наступні результати:

    • на основі використання системного підходу до удосконалення тепло-газового режиму лиття в сиру піщану форму отримано залежність впливу вологості суміші, твердості поверхневого шару форми, товщини стінки виливка і температури сталі, що заливається, на зміну газового тиску в ливарній формі;

    • на основі даних експериментальних вимірювань температурного поля і газового тиску в ливарній формі розроблено математичну модель, що описує взаємозв'язок технологічних параметрів тепло-газового режиму системи "стержень – метал – сира піщана форма";

    • вивчено експериментально і теоретично доведено вплив конструктивних чинників системи вентиляційних каналів, що забезпечують створення спрямованого газового режиму, на величину газового тиску в ливарній формі при одержанні якісних сталевих виливків;

    • визначено розрахунковим методом граничну кількість газів у розплаві, при якій з'являється ситоподібна пористість у виливках з високомарганцевистої сталі. Досліджено вплив розкислення металу в печі комплексними феросплавами на основі феросилікомарганцеалюмінію на вміст газів у металі й утворення дефектів газового походження у виливках.

    Практичне значення одержаних результатів.

    Розроблено технологічний процес, що включає комплекс заходів, спрямованих на розв'язання задачі удосконалення ТГР лиття в сиру піщану форму, у тому числі:

    • розроблено систему керування приготуванням формувальних сумішей, що враховує вплив складу сумішей на ТГР і, як наслідок, на якість виливків. Впровадження зазначеної системи в практику сталеливарного цеху (СЛЦ) відкритого акціонерного товариства "Харківський тракторний завод" (ВАТ "ХТЗ") дозволило знизити брак виливків на 8% від загальної кількості забракованих;

    • розроблено і впроваджено технологічні прийоми, які забезпечують створення в ливарній формі спрямованого газового режиму шляхом застосування ефективної системи вентиляційних каналів, що сприяють запобіганню утворення дефектів газового походження і зниженню браку виливків на 6,5% від загальної кількості забракованих. Названі технічні прийоми захищені двома авторськими свідоцтвами;

    • розроблено комп'ютерну систему для моделювання ТГР ливарної форми й удосконалення технологічних рішень при виробництві сталевих виливків, елементи якої використовуються в системі автоматизованого проектування (САПР) технологічних процесів лиття шляхом аналізу отриманих результатів. За допомогою модуля прийняття технологічних рішень у складі ППП комп'ютерної системи можна здійснити вибір основних параметрів готування формувальних сумішей, металу, що заливається, та конструктивних елементів ливарної форми;

    • удосконалено і впроваджено дифузійно-осадовий спосіб розкислення високомарганцевистої сталі, який дозволяє знизити її газонасиченість і кількість газових дефектів у виливках на 22,7% від загальної кількості забракованих та скоротити витрату розкислювачів. Спосіб захищено авторським свідоцтвом;

    • результати проведених досліджень використані при читанні курсу "Теорія формування виливків" (керування тепло-газовим режимом лиття) при підготовці інженерів-ливарників у НТУ "ХПІ" на кафедрі "Ливарне виробництво".

    Впровадження результатів проведених робіт на ВАТ "ХТЗ" дозволило підвищити якість і знизити брак виливків через наявність газових раковин і ситоподібної пористості в сталеливарному цеху заводу. Загальний економічний ефект склав 129,00 тис. руб./рік (у цінах 1990 р.).

    Особистий внесок здобувача полягає в реалізації системного підходу і методик для теоретичного й експериментального вивчення процесів і параметрів, що формують тепло-газовий режим лиття в сиру піщану форму. Автор розробив математичну модель тепло-газового режиму системи "стержень – метал – сира піщана форма", алгоритми для її реалізації на ЕОМ, обробив і проаналізував результати моделювання та результати експериментів.

    Апробація результатів дисертації.

    Основні положення і результати роботи доповідались й обговорювались на:

    Всесоюзній конференції ливарників, м. Київ, 1983 р.; XI науково-технічній нараді, м. Краматорськ, 1983 р.; зональних науково-технічних конференціях ливарників, м. Андропов, 1984 р.; м. Барнаул, 1984 р.; м. Пенза, 1984 р.; семінарі Ленінградського Будинку науково-технічної пропаганди, м. Ленінград, 1985 р.; Міжреспубліканському науково-технічному семінарі, м. Чебоксари, 1987 р.; IV Республіканській науково-технічній конференції, м. Запоріжжя, 1985 р.; VII науково-технічній конференції, м. Каунас, 1986 р.; V Республіканській науково-технічній конференції, м. Запоріжжя, 1988 р.; ІІ Республіканській науково-технічній конференції, м. Одеса, 1990 р.; Міжнародних наукових конференціях, м. Харків, 1995, 1996, 1999 і 2001 р.р.; Міжнародній науково-технічній конференції, м. Київ, 1997 р.; VII Республіканському семінарі, м. Одеса, 2000 р.; наукових семінарах кафедри "Ливарне виробництво" Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

    Публікації матеріалів.

    За матеріалами дисертації опубліковано 17 друкованих праць, у тому числі 4 статті без співавторів. У науково-технічних журналах опубліковано 6 статей із переліку спеціальних видань ВАК України, а також отримано три авторські свідоцтва на винаходи.

    Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається з


  •