Введение
Глава 1. Анализ современных концепций процессов вакуумной отливки слитков и формирования качества металла
1. Роль геометрических параметров в формировании структуры слитков
2. Анализ эффективности процессов струйного вакуумирования стали...
2.1. Особенности взаимодействия газов с жидким металлом
2.2. Теоретические предпосылки и технологические основы вакуумирования жидкой стали
2.2.1. Термодинамика и кинетика процессов дегазации
2.2.2. Особенности механизма удаления газов из расплава в процессе вакуум-углеродного раскисления стали
2.3. Анализ технологических процессов вакуумирования жидкого металла
2.4. Влияние вакуумирования на качество металла
2.5. Анализ механизма процессов дегазации вакуумируемого металла
3. Фомирование структуры слитков и принципы управления
процессами затвердевания металла
3.1. Термодинамические основы затвердевания металлов и роль
переохлаждения в процессах кристаллизации
3.2. Влияние перегрева на величину переохлаждения металла для
обычных и инокулированых расплавов
3.3. Особенности кристаллизации и формирования структуры инокулированного металла
3.4. Влияние инокуляторов на содержание неметаллических включений в стали
Глава 2. Исследование и оптимизация параметров изготовления крупных слитков с целью повышения качества металла и уменьшения отходов при ковке 70
1.Исследование влияния параметров слитка и технологических факторов на качество металла 70
1.1. Анализ особенностей конфигурации промышленных слитков различной массы 70
1.2. Исследование и моделирование влияния технологических факторов и геометрических параметров слитков на качество металла 77
1.3. Оптимизация геометрических параметров крупных слитков с целью уменьшения осевых дефектов и получения благоприятной структуры металла 83
1.4. Анализ связи структуры слитка с механическими свойствами... 95
2. Теоретические и промышленные исследования процесса кристаллизации и качества металла слитков с изменённой геометрией донной части.. 99
2.1. Математическое моделирование процесса кристаллизации сравнительного и опытного слитков 100
2.2. Промышленное исследование строения слитка новой конфигурации 104
2.2.1. Методика исследований 105
2.2.2. Обсуждение результатов исследования 107
Глава 3. Исследование и анализ эффективности процесса струйного вакуумирования стали 125
1. Исследование влияния технологических параметров разливки на степень дегазации металла 125
1.1. Технологические особенности выплавки стали для крупных слитков 125
1.2. Технологические режимы отливки слитков в вакууме 128
1.3. Методика проведения исследований 129
1.4. Обсуждение результатов 134
2. Определение вклада струи в процесс дегазации и оценка её реакционной поверхности по данным промышленных исследований 143
3. Оценка эффективности струйного вакуумирования стали и проблемы дегазации при отливке крупных слитков 152
4. Анализ кинетики удаления газов при вакуумной разливке стали и возможности интенсификации этого процесса 156
Глава 4. Интенсификация процесса дегазации при разливке металла . 161
4 1. Анализ условий образования газовой фазы в струе 161
2. Проведение исследований на холодной модели 163
2.1. Физическое моделирование процесса струйного вакуумирования стали 163
2.2. Методика проведения лабораторных исследований 168
2.3. Определение оптимальных параметров расположения стопора при продувке струи азотом 171
2.3.1. Расчёт высоты подъёма стопора на холодной модели 171
2.3.2. Определение высоты подъёма стопора на компьютерной модели 175
2.4. Исследование процесса интенсификации дегазации струи на водном растворе СОг 179
3. Интенсификация вакуумирования металла в промышленных условиях. 189
3.1. Методика исследования 189
3.2. Отливка опытных слитков с продувкой струи аргоном 192
3.3. Распределение неметаллических включений в поковках, полученных из сравнительного и опытного слитков , 196
3.4. Анализ механических свойств металла опытных поковок 201
Глава 5. Основы управления инокулированием расплава при вакуумной отливке слитков 208
1. Исследование процесса образования инокуляторов 208
1.1. Расчёт температурных характеристик процесса разливки металла в вакууме 210
2. Математическое моделирование и основы регулирования процесса формирования инокуляторов при разливке металла в вакууме 216
3. Исследование возможности развития окислительных процессов на поверхности падающих в вакууме капель 223
3.1. Методика проведения исследований 223
3.2. Обсуждение полученных результатов и анализ состояния поверхности образующихся в вакууме инокуляторов 224
4. Расплавление инокуляторов в жидком металле 227
5. Исследование качества металла и изделий, полученных из инокулированных слитков 231
Глава 6. Особенности внепечной обработки и вакуумной разливки стали в современных и перспективных технологических процессах производства слитков, поковок и непрерывнолитых заготовок 236
1. Роль вакуумирования в современных технологических процессах производства стали 236
2. Технология производства и вакуумной обработки основных сталей 239
2.1. Анализ процессов выплавки основных сталей и формирования неметаллических включений в расплаве 239
2.2. Особенности вакуумирования основных сталей при отливке крупных слитков 242
3. Проблемы качества флокеночувствительных сталей и особенности удаления водорода при разливке нераскисл енного металла 246
4. Оценка возможностей вакуумирования основных и кислых сталей при их разливке в вакууме 250
5. Анализ поведения неметаллических включений в основной и кислой стали и их влияние на свойства 256
6. Анализ уровня механических свойств основной и кислой стали 260
6.1. Результаты промышленных исследований 260
6.2. Особенности влияния серы на свойства вакуумированных сталей 266
7. Анализ современных технологий производства крупных поковок из вакуумированного металла и перспективы развития внепечнои обработки при отливке слитков и непрерывнолитых заготовок 270
Общие выводы 285
Список литературы 289
Приложение 303
